Срчани вентили

Раније се сматрало да су сви срчани вентили једноставне структуре чији је допринос једносмерном протоку крви једноставно пасивни покрет у одговору на дејански градијент притиска. Ово схватање "пасивних структура" довело је до стварања "пасивних" механичких и биолошких замјена вентила.

Сада постаје очигледно да срчани вентили имају сложенију структуру и функцију. Због тога стварање "активне" замене срчаних вентила указује на значајну сличност у својој структури и функцији са природним срчаним вентилом, што је дугорочно изводљиво захваљујући развоју ткивног инжењеринга.

Срчани вентили се развијају од ембрионалних пупољака мезенхимског ткива током уметања ендокарда. У процесу морфогенезе формирају се атриовентрикуларни канал (трицуспид и митрални срчани вентили) и вентрикуларни одводни тракт (аортни и плућни срчани вентили).

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

Како су срчани вентили распоређени?

Почетак студије о испоруци крви вентилу положио је Лусцхка (1852), користећи ињектирање срчаног суда с контрастном масом. Нашао је бројне крвне судове у вентилима атриовентрикуларних и полумунарних вентила аорте и плућне артерије. Међутим, у једном броју водичима на патолошку анатомију и хистологију постоје индиције да непромењен срчани залисци људских не садрже никакав крвни суд и друга која се појављује само у вентила у различитим патолошким процесима - атеросклерозе различите етиологије и ендокардитисом. Информације о одсуству крвних судова заснивале су се углавном на хистолошким студијама. Претпостављено је да у одсуству крвних судова у слободном делу вентила, њихова исхрана се одвија филтрирањем течности из крвне плазме која пропушта вентиле. Запажена је пенетрација неколико посуда заједно са влакнима стриственог мишићног ткива у базу вентила и тетива акорда.

Међутим, када су ињекциони судова срца различитих боја (трупова у желатин, бизмут желатина водене житке масе црне маскаре, раствори кармин или трипан плавим), утврђено је да судови продру у атрио-вентрикуларне цердецхние вентила, аорте и плућну артерију заједно са ткива срчаног мишића , благо не досегне слободну ивицу листа.

У крхком фиброзном везивном ткиву вентила атриовентрикуларних вентила пронађено је одвојено главно посудје које анастомосе са посудама у низу лоцираних подручја срчаних трансверзалних мишићних ткива.

Највећи број крвних судова био је смјештен на бази и релативно мање - у слободном делу ових вентила.

Према КИ Кулцхитски ет ал. (1990), у митралном вентилу налази се већи пречник артеријских и венских посуда. На подножју вентила овог вентила углавном су главни судови са уском мрежом капилара који продиру у базални део вентила и заузимају 10% површине. У трицуспид вентилу, артеријски судови имају мањи пречник него у митралном вентилу. У вентилу овог вентила углавном су посуде с распршеном врстом и релативно широке петље капилара крви. У митралном вентилу, предњи крст је интензивно крвоток, у трицуспид вентилу, предњем и задњем вентилу, који носи главну функцију затварања. Однос пречника артеријског и венског суда у атриовентрикуларним вентилима срца зрелих људи је 1: 1,5. Капиларне петље су полигоналне и смештене су нормално на основу клапних вентила. Пловила чине планарну мрежу која се налази под ендотелијом са стране атрије. Крвни судови се такође налазе у тетивним акордима, где пенетрирају из папиларних мишића десне и леве коморе до удаљености до 30% дужине тетивних акорда. Бројни крвни судови чине лучне петље у основи тетива тетива. Срчани вентили аорте и плућни пртљажник за снабдевање крвљу значајно се разликују од атриовентрикуларног. Главна пловила релативно мањег пречника постављају базу семилунарних вентила аортне и плућне вентиле. Кратке гране ових крвних судова завршавају се у капиларним петљама неправилног овалног и полигоналног облика. Налазе се, углавном, у близини основе семилунарних крила. Венски судови у бази вентила аорте и плућне артерије такође имају мањи пречник него на дну атриовентрикуларних вентила. Однос пречника артеријског и венског суда у вентилима аорте и пулмоналне артерије срца зрелих људи је 1: 1.4. Од већих крвних судова, кратке бочне гране се одвајају, завршавајући се капилари погрешног овалног и полигоналног облика.

Са годинама постоји суровим везивног влакна ткива попут колагена и еластина, као и смањење броја изгубљеног фиброзног неправилног везивног ткива развија флапс ткива склерозе АВ вентиле и летке на семилунар вентила аорте и плућне артерије. Редуцед дужина влакна вентили срчану стриатед мишићног ткива и тиме смањује њену количину и број продирање срце славине крвне судове. У вези са овим променама цердецхние вентила изгубити еластичне и еластична својства, што утиче на механизам затварања вентила и хемодинамике.

Срчани вентили имају лимфне капиларне мреже и мали број лимфних судова опремљених вентилом. Лимфни капилари вентила имају карактеристичан изглед: њихов лумен је врло неправилан, исти капилар у различитим областима има различит пречник. У споју неколико капилара формиране су екстензије - лукуња различитих облика. Мрежне петље су често нерегуларне полигоналне, мање често овалне или округле. Често лимфни мрежа петља није затворен, и лимфни капилари завршити у слепе петље лимфни капилари се све више оријентисане ка слободном ивици пераја у својој бази. У бројним случајевима, у вентилу атриовентрикуларног вентила пронађена је двослојна мрежа лимфних капилара.

Нервни плекси ендокарда налазе се у различитим слојевима, углавном под ендотелијом. На слободној ивици лоптица вентила, нервна влакна се налазе, углавном радијално, повезујући се са онима тетивних тетива. Ближе основици вентила је плексус великог плексуса који се повезује са плексусом око влакнастих прстенова. На семилунуларним вентилима ендокардна неуронска мрежа је ретка. На месту причвршћивања вентила постаје густа и вишеслојна.

Ћелијска структура срчаних вентила

Интерстицијске ћелије вентила одговорне за одржавање структуре вентила имају издужени облик са великим бројем танких процеса који пролазе кроз цијелу матрицу вентила. Постоје две популације интерстицијалних ћелија вентила, различитих у морфологији и структури; неки имају контрактилна својства и карактеришу присуство контрактилних фибрила, други имају секреторне особине и имају добро развијен ендоплаземски ретикулум и апарат Голги. Функција контрактилне опире хемодинамски притисак се одржава и даљу разраду оба срчане и скелетне контрактилних протеинима који садрже тежак ланац алфа- и бета-Миосин и разне изоформи тропонин. Усклађивање вентила срчаног вентила показано је као одговор на велики број васоактивних средстава који указују на координациону активност биолошког стимулуса за успешно функционисање вентила.

Интерстицијске ћелије су такође неопходне компоненте редуктивног система структура као што су срчани вентили. Непрекидно кретање вентила и деформација везивног ткива који је повезан са њом, ствара оштећење на које реагују интерстицијске ћелије реаговања ради одржавања интегритета вентила. Процес опоравка је од виталног значаја за правилно функционисање вентила, и одсуство ових ћелија у актуелним моделима вештачки залисци вероватно бити фактор који доприноси структурне оштећења биопростхесис.

Важан смер у проучавању интерстицијских ћелија је проучавање интеракције између њих и околних матрица, посредованих фокалном адхезијом молекула. Фокусне адхезије су специјализоване ћелијске матричне интеракције које везују цитоскелетон ћелије до матриксних протеина кроз интегрине. Оне такође делују као места за сигнализацију за трансдукцију, преносећи механичке информације из екстрацелуларне матрице, што може изазвати одговоре, укључујући, али не ограничавајући се на адхезију ћелија, миграције, раст и диференцијацију. Разумевање ћелијске биологије валвуларних интерстицијских ћелија је од виталног значаја за успостављање механизама помоћу којих ове ћелије комуницирају једни са другима и околином, тако да се ова функција може репродуковати у вештачким вентилима.

У вези са развојем обећавајућег правца ткивног инжењеринга срчаних вентила, истраживања интерстицијских ћелија се изводе помоћу широког спектра техника. Пошто потврђена цитоскелета ћелија бојење за виментин, Десмин, тропонин, алфа-актина и миозина глатких мишића тешког ланца алфа- и бета-миозин лаки ланац 2 срчане миозина, алфа и бета-тубулина. Контракције ћелија потврдили позитиван одговор на епинефрин, ангиотензина ИИ, брадикинин, карбахол, калијум хлорид, ендотел И. Целлулар функционална веза утврђује и верификује прорезима интеракције карбоксифлиуорестсеина микроињекцирање. Секреција матрица инсталирани бојењем на пролил-4-хидроксилазу / тип ИИ колаген, фибронектин, хондроитин сулфат, ламинина. Нерватура инсталиран близина мотор нервне завршетке, што утиче на активност неуропептида И тирозин хидроксилазе, ацетилхолин, вазоактивни интестинални полипептид супстанце П, каптситонин пептид гена повезаних. Митогени фактори оцењују наслеђена фактор тромбоцита раста, основни фактор раста фибробласта, серотонин (5-ХТ). Фибробласти испитиване транзитивне ћелије одликују непотпуном базалне мембране, лонг, тхин цитоплазматичне процеси блиска повезаност са матрице, добро развијеном грубим ендоплазматични ретикулум и апарата Голџијевог, богатство мицрофиламентс, формирањем лепљиве везе.

Валвуларне ендокардијалне ћелије формирају функционални атромбогени омотач око сваког срчаног вентила, слично васкуларном ендотелију. Најчешће коришћени метод замене вентила елиминише заштитну функцију ендокарда, што може довести до депозиције тромбоцита и фибрина на вештачке вентиле, развој бактеријске инфекције и калцификације ткива. Друга вероватна функција ових ћелија је регулација основних валвуларних интерстицијских ћелија, слично регулацији глатких мишићних ћелија ендотелијом. Комплексна интеракција постоји између ендотела и суседних ћелија, делимично посредованих растворљивим факторима који се излучују ендотелним ћелијама. Ове ћелије формирају огромну површину, прекривену микро растом на луминалној страни, чиме повећавају изложеност и могућу интеракцију с метаболичким супстанцама циркулишућег крви.

Ендотел често приказује морфолошке и функционалне разлике проузроковане смицања напона на зид крвног суда јавља приликом кретања крви, а исто важи и за вентил ендоцардиал ћелије примају и издужени и полигоналног облика. Промене у структури ћелија може доћи услед дејства локалних компоненти хемодинамика цитоскелетон или секундарног ефекта проузрокованог променама у основном екстрацелуларног матрикса. Он Ултраструктурне нивоа вентила ендоцардиал ћелије имају интрацелуларни бондс пласма бубблес грубу ендоплазматични ретикулум и Голги апарата. Упркос чињеници да произведу Виллебранд фактора и ин виво и у вештачкој средини, недостаје им теле Веибел-Паладе (специфични грануле које садрже Виллебранд фактора), који су органеле специфичне за васкуларни ендотел. Валвуларне ендокардијалне ћелије карактеришу јаки зглобови, интеракције функционалних јарака и прекривени маргиналним зглобовима.

Ендоцардиал ћелије задржавају метаболичку активност чак ин витро: генеришу Виллебранд фактор, простациклин, азот оксид синтазе доказни активност ензима за конвертовање ангиотензина, снажно исолатед адхезионих молекула ИЦАМ-1 и Елам-1, који су критични за везивање мононуклеарних ћелија у развоју имуног одговора. Све ове маркера треба да буду укључени у узгоју културе идеалне ћелија да створи вештачки вентил инжењеринга ткива, али је имуностимулаторни потенцијал вентила ендоцардиал ћелија сами могу ограничити њихову употребу.

Екстрацелуларни Метрик цардиац вентила се састоји од влакнастог колагена и еластина макромолекула протеогликана и гликопротеина. Колаген је - 60% од суве тежине вентила, еластина - 10% и протеогликане - 20%. Компонента колагена обезбеђује основну механичку стабилност вентила и представља колагене И (74%). ИИ (24%) и В (2%). Снопови колагенских филамента окружени су еластинском плаштом која међусобно повезује. Гликозаминогликан бочни ланци протеогликана молекула обично формира супстанцу гела налик у којима други молекули интеракцију да се формира стална матрице интерконекције и друге компоненте су депоноване. Гликозаминогликани хуман хеарт валве састављен углавном од хијалуронске киселине, у мањој мери - од дерматан сулфат, хондроитин-4-сулфат и хондроитин-6-сулфат, уз минимум хепаран сулфата. Ремоделинг и ажурирање матрице ткива су регулисани матрикс металопротеиназе (ММПс) и инхибитори њихових ткива (ти). Ови молекули су такође укључени у широком спектру физиолошким и патолошким процесима Неки металопротеиназе, укључујући интерстицијелни колагеназе (ММП-1, ММП-13) и желатиназе (ММП-2, ММП-9) и инхибитори њихових ткива (ТИ-1, пет- 2, ТИ-3), налазе се у свим вентилима срца. Превелика количина производње металопротеиназе је типична за патолошка стања срчаног вентила.

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

Срчани вентили и њихова морфолошка структура

Срчани вентили се састоје од три морфолошки различита и функционално значајна слоја матрице вентила - влакнастих, спужвастих и вентрикуларних.

Влакни слој формира оквир који не зависи од оптерећења вентила, који се састоји од слојева колагенских влакана. Ова влакна су радијално распоређена у облику окова за могућност истезања артеријских вентила након затварања. Влакни слој лежи близу излазне спољашње површине ових вентила. Влакнати слојеви атриовентрикуларних вентила служе као наставак колагенских греда тетивних акорда. Налази се између спужве (улаза) и вентрикуларних (излазних) слојева.

Између фиброзне и вентрикуларне супстанце постоји спужвасти слој (спонгиоса). Спужвасти слој се састоји од слабо организованог везивног ткива у вискозном медијуму. Доминантне матричне компоненте овог слоја су протеогликани са произвољно оријентираним колагеном и танким слојевима еластина. Бочни ланци молекула протеогликана носе снажно негативно пуњење, што утиче на њихову високу способност везивања воде и формирање порозног гела матрице. Спонги матрични слој смањује механичке напрезање у вентилом срчаних вентила и одржава њихову флексибилност.

Вентрикуларни слој је много тањи од осталих и пуњен је еластичним влакнима који омогућавају ткивима да издрже константну деформацију. Еластин има спужвасту структуру која окружује и повезује колагенска влакна и обезбеђује њихово одржавање у непрекидном преклопном стању. Улазни слој вентила (вентрикуларни - за артеријске вентиле и спужве - за атриовентрикуларне) садржи више еластина него излаз, што обезбеђује омекшавање хидрауличког удара приликом затварања вентила. Овај однос између колагена и еластина омогућава проширење вентила до 40% без трајних деформација. Под утицајем малог оптерећења, колагене структуре овог слоја оријентисане су у правцу оптерећења, а његова отпорност на даље раст обима се повећава.

Према томе, идеја срчаних вентила као дуплирања неактивности ендокарда није само поједностављена већ и, заправо, нетачна. Срчани вентили су орган с сложеном структуром, укључујући стрижена мишићна влакна, крвне и лимфне посуде и нервне елементе. И у својој структури и функционисању, вентили чине једну целину са свим структурама срца. Анализа нормалне функције вентила мора узети у обзир његову ћелијску организацију, као и интеракцију ћелија између себе и матрице. Знање стечено у таквим истраживањима води у дизајнирању и развоју замене вентила коришћењем ткивног инжењеринга.