Širdies vožtuvai

Anksčiau buvo manoma, kad visi širdies vožtuvai yra paprastos struktūros, kurių indėlis į vienkrypčio kraujo tėkmę yra tiesiog pasyvus judėjimas reaguojant į veikiančio slėgio gradientą. Šis "pasyvių struktūrų" supratimas paskatino sukurti "pasyvų" mechaninį ir biologinį vožtuvų pakaitalus.

Dabar paaiškėja, kad širdies vožtuvai turi sudėtingesnę struktūrą ir funkciją. Todėl "aktyviojo" širdies vožtuvo pakaitalo sukūrimas rodo, kad jo struktūra ir funkcija yra labai panašūs su natūraliu širdies vožtuvu, kuris ilgainiui yra gana įmanomas dėl audinių inžinerijos vystymosi.

Širdies vožtuvai vystosi iš mezenchimo audinio embrioninių pumpurų dedant endokardą. Į morfogenezę suformuota atrioventrikuliniam kanalo (triburio ir mitralinio vožtuvai cerdechnye) ir skilvelio infundibulinės proceso (aortos ir pulmonic vožtuvai cerdechnye).

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

Kaip tvarkomi širdies vožtuvai?

Iš kraujo banko tiekimo vožtuvų tyrimo pradžia patalpintas N Luschka (1852), naudojant kontrastinės širdies kraujagyslių, kurių svoris yra injekciją. Jis atrado daugybę kraujagyslių aortos ir plaučių arterijos atrioventrikulinių ir puslubių vožtuvų vožtuvuose. Tačiau į gidų apie patologinio anatomiją ir histologiją skaičius buvo požymių, kad nepakitusio žmogaus širdies vožtuvai nėra jokios kraujagyslę ir pastarasis, esantis tik vožtuvų įvairių patologinių procesų - aterosklerozės įvairių etiologija ir endokarditas. Informacija apie kraujagyslių nebuvimą daugiausia buvo pagrįsta histologiniais tyrimais. Manoma, kad nesant kraujagyslių laisvojoje vožtuvų dalyje, jų mityba atsiranda filtruojant skysčių iš kraujo plazmos, kuri valo vožtuvus. Buvo pastebėta keleto indų ir skersinių raumens audinių pluoštų įsiskverbimas į vožtuvų ir sausgyslių akordų pagrindą.

Tačiau, kai dozavimo širdies kraujagyslėse skirtingų dažomųjų medžiagų (karkasą želatinos, bismuto želatinos dalelių vandeninę suspensiją juoda tušas, sprendimai Carmine arba tripano mėlynojo), buvo nustatyta, kad laivai įsiskverbti į atrioventrikulinė cerdechnye vožtuvai, aortos ir plaučių arteriją kartu su širdies raumenų audinio , šiek tiek nepasiekiant laisvo lapo krašto.

Atrioventrikulinių vožtuvų vožtuvų plandžiuose pluoštiniuose jungtiniuose audiniuose buvo nustatyti atskiri pagrindiniai indai, anastomuojantys su kraujagyslių širdies transversalaus raumens audinio serijomis.

Didžiausias kraujagyslių skaičius buvo bazėje ir palyginti mažesnis šių vožtuvų laisvojoje dalyje.

Pasak KI Kulchitsky ir kt. (1990), mitraliniame vožtuve yra didesnis arterinių ir venų kraujagyslių skersmuo. Šio vožtuvo vožtuvų pagrindu yra daugiausia pagrindiniai indai su siaurai kabliuoto kapiliarų tinklu, kuris prasiskverbia į bazinę vožtuvo dalį ir užima 10% jo ploto. Tricuspido vožtuvėje arteriniai kraujagyslės turi mažesnį skersmenį nei mitraliniame vožtuve. Šio vožtuvo vožtuvuose yra daugiausia išsiskiriančių tipų indai ir gana platus kraujo kapiliarų kilpos. Dvigubo vožtuvo priekiniame lape yra intensyvesnis kraujo tekėjimas, trikusio vožtuvo, priekinės ir užpakalinės sklendės, turinčios pagrindinę uždarymo funkciją. Arterijų ir venų kraujagyslių skersmens santykis subrendusių žmonių širdies atrioventrikulinėse vožtuose yra 1: 1,5. Kapiliarinės kilpos yra daugiakampės ir yra statmenos vožtuvo uždorių pagrindui. Laivai formuojasi plokščiajame tinklelyje, esančioje po endrijos esančiu endiosu. Kraujagysles taip pat randami sausgyslių akorduose, kur jie prasiskverbia iš dešinių ir kairiųjų skilvelių papiliarinių raumenų iki 30% nuo sausgyslių akordų ilgio. Daugybė kraujagyslių formuoja arkines kilpas ties sausgyslių akordais. Aortos širdies vožtuvai ir kraujagyslių plaučių korpusas labai skiriasi nuo atrioventrikuliacijos. Pagrindiniai santykinai mažesnio skersmens indai atitinka aortos ir plaučių vožtuvų puslunarių vožtuvų pagrindą. Trumpos šių laivų šakos pasibaigia netaisyklingos ovalios ir daugiakampės formos kapiliarų kilpomis. Jie yra daugiausia šalia puslunarinių sparnų pagrindo. Aorto ir plaučių arterijos vožtuvų pagrindo veniniai kraujagyslės yra mažesnio skersmens nei atrioventrikulinių vožtuvų pagrindu. Arterinio ir veninio kraujagyslių skersmens santykis aortos vožtuvuose ir subrendusių žmonių širdies plaučių arterijoje yra 1: 1,4. Iš didesnių laivų atsiranda trumpų šoninių šakų, pasibaigiančių neteisingos ovalios ir daugiakampės formos kapilirais.

Su amžiumi yra iš jungiamojo audinio pluoštų, pavyzdžiui, kolageno ir elastino, o taip pat sumažinti palaido pluoštinių netaisyklingos jungiamojo audinio skaičių coarsening vystosi juostos audinio sklerozė Atrioventrikulinės vožtuvai ir Semilunar vožtuvų aortos ir plaučių arterijos lankstinukai. Sumažintas ilgis pluoštai vožtuvai širdies skersaruožių raumenų audinio ir todėl mažina jos kiekį ir skverbiasi į širdies vožtuvų kraujagysles skaičių. Ryšium su šių pakeitimų cerdechnye vožtuvų prarasti savo tampriąją ir elastines savybes, kuris įtakoja uždarymo mechanizmo vožtuvai ir hemodinamikos.

Širdies vožtuvai turi limfinės kapiliarų tinklus ir nedaug limfinių kraujagyslių, aprūpintų vožtuvais. Būdinga išvaizda yra sklendžių limfinės kapiljarai: jų liumenai yra labai nereguliarus, skirtingose srityse tas pats kapiliaras turi skirtingą skersmenį. Daugelio kapiliarų sankryžoje formuojami pleištai - įvairių formų lūžiai. Tinklo kilpos dažnai būna netaisyklingos daugiakampės, rečiau - ovalios arba apvalios formos. Dažnai limfinės tinklo kilpos nėra uždaromos, o limfinės kapiliarai baigiasi aklai. Limfinės kapiliarinės kilpos dažniausiai yra orientuotos į laisvą vožtuvo kraštą iki pagrindo. Daugeliu atvejų arioventrikulinio vožtuvo vožtuvuose buvo rastas dviejų sluoksnių limfinės kapiliarų tinklas.

Endokardo neryški tinkleliai yra įvairiuose sluoksniuose, daugiausia po endoteliu. Prie laisvojo vožtuvo uždorų krašto yra nervų skaidulos, daugiausia radialios, jungiančios su sausgyslių akordais. Artimiau prie vožtuvų pagrindo yra plačiai naudojamas tinklelis, kuris jungiasi prie pluoštinių žiedų tinklelio. Puslaidininkių vožtuvuose endokardinis nervų tinklas yra retesnis. Į vožtuvų pritvirtinimo vietą ji tampa stora ir daugiasluoksnė.

Koronarinė širdies vožtuvų struktūra

Tarpinės vožtuvų, atsakingų už vožtuvo struktūros išlaikymą, vožtuvo struktūros ištęstos formos yra daugybė plonų procesų, kurie praeina pro visą vožtuvo matricą. Yra dviejų populiacijų vožtuvų tarpinės ląstelės, kurios skiriasi morfologija ir struktūra; kai kurie kontraktilinis savybių ir yra būdinga tai, kad kitų susitraukimo plaušelių buvimą kurie sekrecijos savybes ir turi gerai išvystytą Endoplazminis tinklas ir Goldžio. Kontraktilinis funkcija priešinasi hemodinaminės palaikomas slėgis ir tolimesniam abiejų širdies ir skeleto susitraukimo baltymų, kurie apima sunkiąją grandinę, alfa ir beta-miozino ir įvairių izoformų troponinas. Širdies vožtuvo susitraukimas buvo įrodytas atsakant į keletą vasoaktyvių agentų, leidžiančių suderinti biologinio stimulo veiksmus, siekiant sėkmingai veikti vožtuvą.

Intersticinės ląstelės taip pat yra būtinos redukcinės struktūros sistemos, tokios kaip širdies vožtuvai. Pastovus vožtuvų judėjimas ir su ja susijęs jungiamojo audinio deformacija sukelia žalą, dėl kurios vožtuvo intersticinės ląstelės reaguoja, kad išlaikytų vožtuvo vientisumą. Atgaivinimo procesas yra gyvybiškai svarbus normaliam vožtuvo funkcionavimui, o šių ląstelių nebuvimas šiuolaikiniuose dirbtinių sklendžių modeliuose tikriausiai yra veiksnys, dėl kurio atsiranda konstrukcinė bioprocesų žala.

Svarbi intersticinių ląstelių tyrimo kryptis yra jų sąveikos su aplinkine matrica, kurią lemia židinio sukibimas su molekulėmis, tyrimas. Židinio ryšys yra specializuota ląstelės-matricos sąveika, kuri jungiasi ląstelės citozė su matriciniais baltais per integrinus. Jie taip pat veikia kaip perdavimo signalizavimo vietos, perduodančios mechaninę informaciją iš netikslinės matricos ir kurios gali sukelti atsakymus, įskaitant, bet neapsiribojant, ląstelių sukibimą, migraciją, augimą ir diferencijavimą. Valvulinių intersticinių ląstelių ląstelių biologijos supratimas yra gyvybiškai svarbus nustatant mechanizmus, per kuriuos šios ląstelės sąveikauja tarpusavyje ir aplinkoje, taigi šią funkciją galima atkurti dirbtiniuose vožtuvuose.

Ryšium su perspektyviu srityje audinių inžinerijos širdies vožtuvų tyrimų interstitsiapnyh ląstelių vystymąsi atliekami naudojant įvairias technologijas. To, valida ląstelių dažymas, vimentin, desminą, troponino, alfa-aktino ir miozino lygiųjų raumenų sunkiosios grandinės alfa ir beta-Miozinas lengvoji grandinė-2 širdies myosin, alfa ir beta-tubulino Citoskeletas. Kontraktiliškumui ląstelės patvirtinti teigiamą atsakymą į epinefrin, angiotenzino II, bradikinino, karbacholo, kalio chloridas, endotelio I. Korinio ryšio funkcinis ryšys nustatyti ir patikrinti įpjovos sąveiką karboksiflyuorestseina supakavimq. Matrica sekrecijos įdiegta dažymas, II prolil-4-hidroksilazės / tipas kolageno, fibronektino, chondroitino sulfato, laminino. Innervation yra įdiegta arti variklio nervų galūnės, kurios turi įtakos neuropeptido Y tirozinhidroksilaze, acetilcholino, vazoaktyvūs žarnyno polipeptido, substancijos P veiklą, kaptsitonin genu susijęs peptidas. Mitogeninius veiksniai vertinami paveldima trombocitų-augimo faktorių, pagrindinį fibroblastų augimo faktorių, serotonino (5-HT). Fibroblastai tiriamas tarpinio ląsteles pasižymi nepilno membranos, ilgas, plonas citoplazmos procesai glaudų ryšį su matrica, gerai išvystyta žaliavinės Endoplazminis tinklas ir Goldžio, į mikrofilamentas asortimentą, An sulipimą formavimas.

Valvulinės endokardinės ląstelės sudaro funkcinį atrobogeninį apvalkalą aplink kiekvieną širdies vožtuvą, panašų į kraujagyslinį endotelį. Plačiai naudojamas vožtuvo pakeitimo metodas pašalina endokardo apsauginę funkciją, dėl kurios trombocitai ir fibrinas gali nusėdti dirbtinius vožtuvus, vystytis bakterinė infekcija ir kalcifikuojant audinius. Kitas galimas šių ląstelių funkcijos yra reguliuojamas pagrindinis vožtuvų intersticinės ląstelės, panašus į endotelio lygiųjų raumenų ląstelių reguliavimą. Egzistuoja kompleksinė sąveika tarp endotelio ir gretimų ląstelių, iš dalies tarpininkaujama endotelio ląstelių išskiriamų tirpių veiksnių. Šios ląstelės sudaro didžiulį paviršių, padengtą mikrodumbliais šlaunikaulio pusėje, taip padidinant ekspoziciją ir galimą sąveiką su kraujyje esančiomis metabolinėmis medžiagomis.

Endotelio dažnai rodo morfologinės ir funkcinės skirtumai sukelia šlyties įtempiai tuo rezervuaro sienelės, pasitaiko per kraujo pasiūlymą, ir tas pats taikoma vožtuvo endokardo ląstelės, kurie vartoja abu ištęstą, ir daugiakampio formos. Pokyčiai ląstelių struktūros gali atsirasti dėl to, kad vietos hemodinamika Citoskeletas komponentų ar antrinio poveikio, kurį sukelia pokyčius pagrindinės tarpląsteliniame veiksmų. Esant ultrastruktūros klaviatūros endokardinėms ląstelėms yra tarpsieninių jungčių, plazmos pūslelių, netolygus endoplazminio retikulumo ir Golgi aparato. Nepaisant to, kad jie sukurtų Willebrando faktoriaus, tiek in vivo ir in dirbtinio aplinkos, jiems trūksta veršį Weibel-Palade (konkrečios granulės, kurių sudėtyje yra Willebrando faktoriaus), kurios yra būdingos kraujagyslių endotelio organoidus. Valvulinės endokardinės ląstelės pasižymi stipriomis sąnaromis, funkcinio atotrūkio sąveikomis ir sluoksniais, sujungtais su ribinėmis formomis.

Endokardo ląstelės išlaiko savo medžiagų apykaitos aktyvumą net in vitro: generuoti Willebrand faktoriaus, prostaciklino, azoto oksido sintazės eksponuoti aktyvumą, angiotenziną konvertuojančio fermento, tvirtai izoliuota adhezijos molekulių ICAM-1 ir Elâm-1, kurie yra labai svarbu, kad jungiasi vienabranduolėse ląstelių imuninio atsako vystymąsi. Visi šie žymekliai turėtų būti įtraukti į idealaus ląstelių kultūroje sukurti dirbtinį vožtuvą audinių inžinerijos auginti, bet Imunostimuliuojamasis potencialas vožtuvo endokardo ląstelių patys gali apriboti jų naudojimą.

Ekstraląstelinis Metrix širdies ventilis susideda iš pluoštinės kolageno ir elastino makromolekulių proteoglikanų ir glikoproteinų. Kolagenas yra - 60% vožtuvo sausos masės, elastino - 10%, proteoglikanų - 20%. Kolageno komponentas užtikrina pagrindinį vožtuvo mechaninį stabilumą ir yra kolagenas I (74%). II (24%) ir V (2%) tipai. Kolageno gijų kamienai yra apsupti elastino apvalkalu, kuris sąveikauja tarp jų. Glikozaminoglikano šoninės grandinės į proteoglikano molekulių linkusios suformuoti gelį panaši medžiaga, kurioje kiti molekulės sąveikauti, kad susidarytų nuolatinis matrica jungtys ir kiti komponentai yra deponuotas. Glikozaminoglikanai žmogaus širdies vožtuvų, daugiausia sudaryta iš hialurono rūgšties, mažesniu mastu - dermatansulfato sulfato, chondroitino-4-sulfato ir chondroitino-6-sulfato, su heparino sulfatas minimumo. Remodeling ir atnaujinimas matrica audinių reglamentuoja matricos metaloproteinazių (MMP) ir jų audinių inhibitorių (Ti). Šios molekulės yra taip pat dalyvauja įvairių fiziologinių ir patologinių procesų Kai kurie metaloproteinazių, įskaitant intersticinės kolagenazės (MMP-1, MMP-13) ir želatinazių (MMP-2, MMP-9) ir jų audinių inhibitorių (Ti-1, penkia- 2, TI-3), randami visuose širdies vožtuvuose. Metaloproteinazės gamybai būdingas daugybė širdies vožtuvų patologinių būklių.

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

Širdies vožtuvai ir jų morfologinė struktūra

Širdies vožtuvai susideda iš trijų morfologiškai skirtingų ir funkciškai reikšmingų vožtuvo matricos sluoksnių - pluoštinės, kumštinės ir skilvelių.

Pluoštinis sluoksnis sudaro vožtuvo uždorio, kurį sudaro kolageno skaidulų sluoksniai, apkrovą. Šie pluoštai yra išdėstyti radialiai formos formos, kad būtų galima ištempti arterinius vožtuvus uždarant. Pluoštinis sluoksnis yra šalia šių vožtuvų išleidžiamojo išorinio paviršiaus. Atrioventrikulinių vožtuvų pluoštiniai sluoksniai yra tęsinys sausgyslių akordų kolageno sijų. Jis yra tarp smegenų (įeinančio) ir skilvelio (išvažiavimo) sluoksnių.

Tarp pluošto ir skilvelio yra spongus sluoksnis (spongiosa). Susiurbtas sluoksnis susideda iš netinkamai organizuoto jungiamojo audinio, esančio klampioje terpėje. Šio sluoksnio dominuojančios matricos komponentai yra proteoglikanai, kurių savavališkai orientuotas kolagenas ir plonieji elastino sluoksniai. Proteoglikanų molekulių šoninės grandinės turi stiprų neigiamą krūvį, kuris turi įtakos jų gebėjimui rišti vandenį ir formuoti akytąjį matricos gelį. Susiurbtas matricos sluoksnis sumažina mechaninius įtempimus širdies vožtuvų vožtuvuose ir palaiko jų lankstumą.

Ventrikulinis sluoksnis yra daug plonesnis nei kiti, ir yra pripildytas elastingais pluoštais, kurie leidžia audiniams išlaikyti nuolatinę deformaciją. Elastinas turi spongytą struktūrą, kuri supa ir jungia kolageno skaidulas ir užtikrina jų išlaikymą neutralioje padėtyje. Įleidimo vožtuvas sluoksnis (skilvelio - už arterijų vožtuvų ir kempinė - atrioventrikulinio) yra daugiau elastino nei gamyba, kuri suteikia suminkštinimą hidraulinio smūgio uždarymo metu atvartų. Šis ryšys tarp kolageno ir elastino leidžia praplėsti vožtuvus iki 40% be nuolatinės deformacijos. Mažo krūvio įtaka kolageno struktūros šio sluoksnio yra nukreiptos pakrovimo kryptimi, ir jos atsparumas toliau auga apkrova.

Taigi širdies vožtuvų idėja kaip tuščiosios endokardo dubliavimosi yra ne tik paprastesnė, bet ir iš tikrųjų neteisinga. Širdies vožtuvai yra sudėtingos struktūros organas, įskaitant raiščių pluoštus, kraujo ir limfinės kraujagysles bei nervinius elementus. Tiek jų struktūros, tiek funkcionavimo atžvilgiu vožtuvai sudaro vieną visumą su visomis širdies struktūromis. Įprastos vožtuvo funkcijos analizėje turi būti atsižvelgiama į jo ląstelių organizavimą, taip pat į ląstelių tarpusavio sąveiką su matrica. Tokių tyrimų metu gautos žinios paskatino keisti vožtuvų keitimą naudojant audinių inžineriją.