Südameklapid

Varem arvasin, et kõik südameklapid on lihtsad struktuurid, mille panus ühesuunalisse verevoolu on lihtsalt passiivne liikumine reageerides toimiva rõhu gradiendile. Selline arusaam "passiivsetest struktuuridest" viis "passiivsete" mehaaniliste ja bioloogiliste klapi asendusainete tekkimiseni.

Nüüd ilmneb, et südameklappidel on keerulisem struktuur ja funktsioon. Seepärast on "aktiivse" südame klapi asendaja loomine selle struktuuri ja funktsiooni olulisel määral sarnane loodusliku südameklapiga, mis pikemas perspektiivis on koetehnoloogia arengu tõttu üsna teostatav.

Stendi ventiilid arenevad mesenhümaalse koe embrüonaalsetest pungadest endokardiumi sisestamise ajal. Protsessis morfogeneesi moodustatud atrioventrikulaarne kanali (trikuspiidse ja mitraalklapi cerdechnye) ja vatsakeste väljavoolu trakti (aordi ja kopsu- klapid cerdechnye).

[1], [2], [3], [4], [5]

Kuidas paigutatakse südameklapid?

Ventilaatorite verevarustusuuringu alustamist tegi Luschka (1852), kasutades südamerüttega süstlaid, millel on kontrastsed massid. Ta leidis arvukalt veresooni aordi ja kopsuarteri atrioventrikulaarse ja poollaua ventiilide ventiilides. Kuid paljudes juhendid patoloogiline anatoomia ja histoloogia mõned asjaolud inimese muutmata südameklapid ei sisalda ühtegi veresoonde ning viimane esinevad üksnes klapid erinevates patoloogilisi protsesse - arterioskleroos erinevate tekkepõhjused ja endokardiit. Teave veresoonte puudumise kohta põhines peamiselt histoloogilisel uuringul. Eeldati, et ventiilide vabas osas veresoonte puudumisel toimub nende toitumine vedeliku filtreerimisel vereplasmast, mis puruneb klapid. Täheldati mõne laeva läbitungimist koos hõreda lihaskoe kiududega klapide ja kõõluste akordide aluspinnale.

Samas, kui süstimine südame veresoontes erinevat värvainet (rümba želatiin, vismuti želatiini vesimössist musta ripsmetušši lahuseid karmiin või trüpaansinises), leiti, et laevad tungida atrioventrikulaarne cerdechnye klapid, aordi ja kopsuarteri koos südame lihaskoe , pisut ei jõudnud lehe vabale servale.

Atrioventrikulaarseadete ventiilide purustatud kiulistel sidekoetel leiti eraldi põhivara, anastomoerides laevu mitmete südame transversaalse lihaskoe asuvate piirkondadega.

Suurim arv veresooni asus põhjas ja suhteliselt vähem - nende ventiilide vabas osas.

KI Kulchitsky jt (1990) sõnul leidub mitraalklapis arteriaalsete ja venoossete veresoonte suurem läbimõõt. Selle klapi ventiilide baasil on peamiselt põhilaevad, millel on klapi põhjaga tunginud kapillaaride kitsa loopiga võrk, mis asuvad 10% ulatuses selle piirkonnast. Kolmekordse klapi korral on arteriaalvedeliku diameeter väiksem kui mitraalklapil. Selle klapi ventiilides paiknevad peamiselt hajutatud tüüpi anumad ja suhteliselt laiad vere kapillaare silmad. Mitraalklapis on eesmine leht intensiivsemalt verevoolu, kolmekordses klapis, eesmise ja tagumise ventiilid, millel on peamine sulgemisfunktsioon. Arteriaalsete ja venoossete veresoonte läbimõõtude suhe küpsete inimeste südame atrioventrikulaarsetesse ventiilidesse on 1: 1,5. Kapillaari silmad on hulknurksed ja asuvad risti klapi klapi aluspinnaga. Laevad moodustavad enda ahela küljelt endotelia all asuva tasapinnalise võrgu. Veresooned on leitud ka kõõlusakorditesse, kus nad tungivad parempoolsete ja vasaku vatsakeste papillaaride lihastest kuni kõõlusakordide pikkuseni kuni 30% ulatuses. Paljusid veresooni moodustavad kõõluste akordide aluses kaareketid. Aordi südameklapid ja verevarustuse kopsuhaagid erinevad oluliselt atrioventrikulaarsest. Suhteliselt väiksema läbimõõduga põhilaevad sobivad aordi- ja kopsuventilaatorite poolkuu ventiilide alusele. Nende laevade lühikesed ahelad lõpevad ebakorrapärase ovaalse ja hulknurkse kujuga kapillaarsilmes. Need asuvad peamiselt poolkuu tiibade aluse läheduses. Aorta ja kopsuarteri ventiilide baasi venoossetel anumatel on ka väiksem läbimõõt kui atrioventrikulaarsete ventiilide aluses. Arteriaalsete ja venoossete veresoonte diameetrite suhe arteri ventiilides ja küpse südamega kopsuarteris on 1: 1,4. Suuremate anumate hargnemisel on lühikesed külgmised oksad, mis lõpevad vale ovaalse ja hulknurkse kujuga kapillaaridega.

Vananedes on coarsening sidekoe kiududest nagu kollageeni ja elastiini, samuti arvu vähendamise lahtised kiud- ebakorrapärase sidekoe arendab klappidega koe skleroos atrioventrikulaarne klapid ja voldikud poolkuukujulised klapid aordi ja kopsuarteri. Vähendatud pikkusega kiud klapid südame vöötlihaskudet ja seega vähendab selle kogust ja arvu tungimast südameklapid veresooned. Nende muutuste tõttu kaotavad südameklapid oma elastsed ja elastsed omadused, mis mõjutavad ventiilide sulgemise mehhanismi ja hemodünaamikat.

Südamikukindlatel on lümfikaapillaarivõrgustikud ja väike hulk klapidega varustatud lümfisõlmede. Ventilaatorite lümfikaapillaarid on iseloomulikud: nende luumen on väga ebaregulaarne, erinevates piirkondades on sama kapillaar erineva läbimõõduga. Mitmete kapillaaride ristmikul on laiendused erineva kujuga lüngad. Võrgustiku silmad on sageli ebakorrapärased hulknurksed, vähem ovaalsed või ümarad. Sageli ei ole lümfisõlmede silmad suletud ja lümfikapillarid pimestavad otsa. Lümfikaalitsüklid on sagedamini orienteeritud ventiili vabast servast põhja suunas. Paljudel juhtudel leiti atrioventrikulaarklapi ventiilides kahesuunaline lümfikapillaaride võrgustik.

Endokardi närvipelletid asuvad mitmesugustes kihtides, peamiselt endoteel. Ventilaatorklapi vabal serval paiknevad närvikiud, mis on peamiselt radiaalselt ühenduses kõõluste akordidega. Ventiilide baasil lähemal on suur pealispinnas, mis ühendub kiudrõngast ümbritseva põlviga. Kondensaatorite korral on endokardi neuronite võrgustik harvem. Ventiilide kinnitamise koht muutub paksuks ja mitmekihilisemaks.

Südameklappide rakuline struktuur

Klapi struktuuri säilitamise eest vastutavad klapi interstitsiaalsed rakud on pikliku kuju, millel on palju õhuke protsesse, mis ulatuvad läbi kogu klapi maatriksi. On kaks klapi interstitsiaalsete rakkude populatsiooni, mis erinevad morfoloogiast ja struktuurist; mõnel on kontraktiilsed omadused ja neid iseloomustab kontraktiilsete fibrillide esinemine, teistel on sekretoorsed omadused ja neil on hästi välja arenenud endoplasmaatiline retikulum ja Golgi aparaat. Kontraktsiooniga vastupanu hemodünaamiline rõhku hoitakse ja edasiarendusega nii südame- ja luustiku kontraktiilne valgud, mis sisaldavad rasket ahelat alfa- ja beeta-müosiini ja erinevate isovormide troponiin. Südamesklapi klapi kokkutõmbumist näidati vastusena mitmele vasoaktiivsele ainele, mis näitas, et klapi edukaks toimimiseks on bioloogiliste stiimulite koordineeriv toime.

Interstitsiaalsed rakud on ka struktuuride redutseeriva süsteemi vajalikud komponendid, näiteks südameklapid. Ventiilide pidev liikumine ja sellega seotud sidekoe deformatsioon tekitab kahjustusi, mille korral klapi interstitsiaalsed rakud reageerivad ventiili terviklikkuse säilitamiseks. Taastamisprotsess on ventiili normaalse toimimise seisukohalt ülioluline, ja nende rakkude puudumine kunstklappide kaasaegsetes mudelites on ilmselt tegur, mis aitab kaasa bioproteeside struktuurilisele kahjustusele.

Interstitsiaalsete rakkude uurimisel on oluline uurida nende ja nende ümbritseva maatriksi vahelist vastastikmõju, mida vahendab molekulide fokaalne adhesioon. Fokaalseteks adhesioonideks on spetsiifilised raku-maatriksi interaktsioonid, mis seovad rakkude tsütoskeleti maatriksvalkudega läbi integriinide. Nad toimivad ka transduktsiooniks signaalimissaididena, edastades rakuvälise maatriksi mehaanilist teavet, mis võib tekitada vastuseid, sealhulgas, kuid mitte ainult, raku adhesiooni, migratsiooni, kasvu ja diferentseerumist. Valvekaarte interstitsiaalsete rakkude molekulaarbioloogia mõistmine on oluline, et luua mehhanismid, mille kaudu need rakud omavahel ja keskkonda interakteeruvad, nii et seda funktsiooni saab reprodutseerida kunstlikes ventiilides.

Seoses arengu paljutõotav koetehnoloogia valdkonnas südameklapi teadusuuringute interstitsiapnyh rakud viiakse läbi kasutades erinevaid tehnikaid. Olles valideeritud tsütoskeleti rakud värvimisega vimentin, desmiini, troponiin, alfa-aktiini ja müosiini silelihaste raske ahela alfa- ja beeta-müosiini kerge ahela-2 südame müosiin, alfa- ja beeta-tubuliini. Kootuvus rakud positiivseks vastuseks epinefrin, angiotensiin II, bradükiniini, carbachol, kaaliumkloriid, endoteeli I. Cellular funktsionaalsele vahekorrale määrata ja kontrollis piklike interaktsioonide karboksiflyuorestseina mikrosüstimiseni. Maatriks sekretsiooni paigaldatud värvimisega prolüül-4-hüdroksülaasi / II tüüpi kollageeni, fibronektiini kondroitiinsulfaat, laminiini. Innervatsiooni paigaldatakse lähedusse motor närvilõpmeid, mis mõjutab aktiivsust neuropeptiid Y türosiinhüdroksülaas atsetüülkoliin, vasoaktiivsetele soole polüpeptiidi, substants P, kaptsitonin geenseotud peptiidi. Mitogeeni tegurid hinnati päritud trombotsüütide kasvufaktor, fibroblastide kasvufaktor, serotoniini (5-HT). Fibroblastid uuritud interstitsiaalne rakud iseloomustab mittetäieliku basaalmembraan, pikk, peenike tsütoplasmajätkeid tihe seos maatriksile, hästi arenenud kare endoplasmaatilise retiikulumi ja Golgi kompleksi, rikkalikult mikrofilamentide, moodustamise adhesioonsidemest.

Väärtusega endokardi rakud moodustavad iga südameklapi ümber funktsionaalse atombbogeense ümbrise, mis vastab vaskulaarsele endoteelile. Laialdaselt kasutatav klapi asendamise meetod kõrvaldab endokardiumi kaitsva funktsiooni, mis võib viia trombotsüütide ja fibriini sadestumisele kunstlikes ventiilides, bakteriaalse infektsiooni ja kudede kaltsifikatsiooni arengus. Veel üks tõenäoliselt nende rakkude funktsioon on alustades valvulaarsete interstitsiaalsete rakkude reguleerimine, mis on sarnane endoteeli silelihasrakkude reguleerimisele. Endoteeli ja naaberrakkude vahel on kompleksne koostoime, mida osaliselt vahendavad endoteelirakkude poolt sekreteeritavad lahustuvad tegurid. Need rakud moodustavad tohutu pinna, mis on kaetud mügarakkidega luminaalsel küljel, suurendades sellega kokkupuudet ja võimalikku koostoimet tsirkuleeriva vereringe ainevahetusega ainetega.

Endoteeli sageli kuvab morfoloogilisi ja funktsionaalseid erinevusi põhjustatud nihkepinged hetkel veresoone seina esinev liikumise kestel verd ning sama kehtib ka klapi endokardiaalne rakud saavad nii piklik ja hulknurkse kujuga. Muutused struktuuri rakud võivad olla tingitud toime kohalike hemodünaamika tsütoskeleti komponendid või sekundaarse toime tingitud muutustest aluseks rakuvälise maatriksiga. On ultrastrukturaalsed tasemel klapi endokardiaalne rakkudel on rakkudevahelise väärtpaberid plasma mullid rough endoplasmaatilise retiikulumi ja Golgi kompleksi. Vaatamata sellele, et nad toodavad von Willebrandi faktorit, nii in vivo kui in kunstlikus keskkonnas, neil puuduvad vasika Weibel-Palade (spetsiifiline graanulid, mis sisaldavad von Willebrandi faktor), mis on organellid spetsiifiline vaskulaarse endoteeli. Väärtusega endokardioloogilisi rakke iseloomustavad tugevate liigeste ja funktsionaalsete vahedega seotud vastastikused toimed ning need kattuvad marginaalsete voldikutega.

Endokardiaalne rakud säilitavad oma metaboolne aktiivsus isegi in vitro: genereerida Willebrandi faktorit, prostatsükliinile lämmastikoksiidi süntaasi ilmutavad aktiivsust AKE tugevalt isoleeritud adhesioonimolekule ICAM1 ja ELAM- 1, mis on kriitilise tähtsusega seondumise mononukleaarrakkude arengus immuunvastust. Kõik need markerid tuleks lisada kasvatamise ideaalne rakukultuuris luua protees koetehnoloogia, kuid immunostimulatoorne potentsiaali klapi endokardi rakud ise võib piirata nende kasutamist.

Rakuvälise Metrixilt südameklapi koosneb kiud- kollageeni ja elastiini makromolekulide proteoglükaanidest ja glükoproteiinid. Kollageen on - 60% klapi kuivmassist, elastiinist - 10% ja proteoglükaanist - 20%. Kollageeni komponent tagab klapi peamise mehaanilise stabiilsuse ja seda esindavad kollageenid I (74%). II (24%) ja V (2%) tüüpi. Kimbud kollageenkoliidiga kiud on ümbritsetud elastiini fassaadi, mis suhtleb vahel. Glükoosaminoglükaan kõrvalahelad proteoglükaani molekulide kipuvad vormi geelitaolisse aine, mille tagajärjel teised molekulid vastastikoime moodustavad püsiva maatriksi ühendusi ja muud osad settivad. Glükosamiinglükaanid inimese südameklapi koosneb peamiselt hüaluroonhape, vähemal määral - dermataansulfaadi, kondroitiin-4-kohal ja kondroitiin-6-sulfaat, millel on minimaalselt heparaansulfaadiga. Remodeling ja uuendamise maatriksi koe reguleerib maatriksmetalloproteinaasid (MMP) ja nende kudede inhibiitorid (TI). Need molekulid on kaasatud ka mitmesuguseid füsioloogilisi ja patoloogilisi protsesse Mõned metalloproteinaaside, sealhulgas interstitsiaalne kollagenaas (MMP-1, MMP-13) ja želatinaasid (MMP-2, MMP-9) ja nende kudede inhibiitorid (TI-1, viie- 2, TI-3) leiduvad kõik südamiku ventiilid. Metalloproteinaasi tootmise üleüldine iseloom on südameklapi patoloogiliste seisundite puhul tüüpiline.

[6], [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13], [14], [15], [16]

Südameklapid ja nende morfoloogiline struktuur

Südamevedrud koosnevad kolmest klapi maatriksi morfoloogiliselt erinevast ja funktsionaalselt olulisest kihist - kiuline, käsnjas ja ventrikulaarne.

Kiuline kiht moodustab ventiilklapi koormuskindla raami, mis koosneb kollageenkiudude kihtidest. Need kiud on paigutatud radiaalselt voldidena, et sulgemisel saaks arteriaalventiilid venitada. Kiuline kiht asub nende ventiilide väljalaskeava läheduses. Atrioventrikulaarseadete kiulised kihid toimivad kõõluste akordade kollageeni talade jätkuna. See asub spongi (sissepääsu) ja ventrikulaarse (väljumisava) kihtide vahel.

Kiuline ja ventrikulaarne on kummaline kiht (spongioos). Spongiline kiht koosneb halvasti organiseeritud sidekoest viskoosses keskkonnas. Selle kihi domineerivad maatrikskomponendid on proteoglükaanid, millel on meelepäraselt orienteeritud kollageen ja elastini õhukesed kihid. Proteoglükaanide molekulide kõrvalahelad kannavad tugevat negatiivset laengut, mis mõjutab nende suutlikkust siduda vett ja moodustada maatriksi poorse geeli. Pumba maatriksi kiht vähendab südameklapi ventiilide mehaanilisi pingeid ja säilitab nende paindlikkuse.

Ventrikulaarne kiht on palju teistest õhemad ja on täis elastsete kiududega, mis võimaldavad kudedel püsivat deformatsiooni vastu pidada. Elastinil on kummist struktuur, mis ümbritseb ja ühendab kollageenikiude ja tagab nende säilimise neutraalses kokkupandud olekus. Sisselaskeklapi kiht (vatsakeste - Arteriaalse klapid ja käsn - for atrioventrikulaarne) sisaldab rohkem elastiini kui väljund, mis näeb pehmenemine vee vasara sulgumisel klapid. See seos kollageeni ja elastiini vahel võimaldab klapide laiendamist kuni 40% ilma püsiva deformatsioonita. Väikese koormuse mõjul on selle kihi kollageenstruktuurid laadimise suunas orienteeritud ja suureneb selle vastupidavus koormuse edasisele kasvule.

Seega on südame ventiilide idee kui tühikäiguline endokardi kattumine mitte ainult lihtsus, vaid ka tegelikult ebaõige. Südameventiilid on kompleksstruktuuriga elund, sealhulgas hõre lihaskiud, vere- ja lümfisõlmed ning närvielemendid. Mõlemad nende struktuuris ja toimimises moodustavad klapid ühe terviku, millel on kõik südame struktuurid. Ventilaatori tavapärase funktsiooni analüüsimisel tuleb arvesse võtta selle rakulist korraldust ning rakkude omavahelist ja maatriksi omavahelist seost. Sellistest uuringutest saadud teadmised viivad ventiilide asendamise kavandamisse ja arendamisse, kasutades koetehnoloogiat.