Sydänventtiilit

Aiemmin ajateltiin, että kaikki sydänventtiilit ovat yksinkertaisia rakenteita, joiden vaikutus yksisuuntaiseen verenkiertoon on yksinkertaisesti passiivinen liike vasteena toimivalle painekradientille. Tämä "passiivisten rakenteiden" käsitys johti "passiivisten" mekaanisten ja biologisten venttiilivaihtoehtojen luomiseen.

Nyt käy ilmi, että sydänventtiileillä on monimutkaisempi rakenne ja toiminta. Siksi "aktiivisen" sydämen venttiilirenkaan korvaavan aineen luominen viittaa siihen, että sen rakenteessa ja toiminnassa on luonnollinen sydänventtiili, joka pitkällä aikavälillä on varsin toteutettavissa kudosteknologian kehityksen ansiosta.

Sydän-venttiilit kehittyvät mesenkymaalisen kudoksen alkiongelmista endokardiumin sisään työntyessä. Tässä prosessissa morfogeneesin muodostettu atrioventricular kanava (trikuspidaalisen ja hiippaläpän venttiilit cerdechnye) ja kammion ulosvirtaus (aortan ja keuhkovaltimoläpän venttiilit cerdechnye).

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

Miten sydämen venttiilit järjestetään?

Venttiilien verenkierron tutkimusta aloitti Luschka (1852), käyttäen injektoimalla vasta-aineita vastaavia sydänsairauksia. Hän löysi lukuisia verisuonia aortan ja keuhkovaltimon atrioventricular- ja semilunar-venttiilien venttiileissä. Kuitenkin useita oppaita patologisen anatomian ja histologia oli viitteitä siitä, että muuttumaton ihmisen sydän venttiilit eivät sisällä verisuoneen ja jälkimmäinen esiintyy vain venttiilien eri patologisiin prosesseihin - arterioskleroosin eri etiologian ja endokardiitti. Tiedot verisuonten puuttumisesta perustuivat pääasiassa histologisiin tutkimuksiin. Oletettiin, että ilman verisuonia ilman venttiilien vapaassa osassa niiden ravitsemus tapahtuu suodattamalla nestettä veriplasmasta, joka pyyhkii venttiilit. Muutamien alusten läpäisyä pitkin striatuvan lihaskudoksen kuituja venttiileiden ja jänteen sointujen pohjaan havaittiin.

Kuitenkin, jos injektio alusten sydämen eri väriaineet (ruhon gelatiini, vismutti liivate vesiliete musta ripsiväri, liuokset karmiini tai trypaanisinistä), todettiin, että alukset tunkeutuvat eteis-kammio cerdechnye venttiilit, aortan ja keuhkovaltimon yhdessä sydänlihaskudossiirrännäis- , hieman liikkumatta levyn vapaaseen reunaan.

Atrioventrikulaaristen venttiilien venttiilien hajoavassa sidekudoksessa löydettiin erilliset pääastiat, jotka anastomysoivat sydämen poikittaisen lihaskudoksen sarjaan kuuluvien alueiden alusten kanssa.

Suurin määrä verisuonia oli pohjassa ja suhteellisesti vähemmän - näiden venttiilien vapaassa osassa.

Mukaan KI Kulchytskyy et ai. (1990), suurempi halkaisija valtimoiden ja laskimoiden alusten tapahtuu hiippaläpän. Juuressa venttiilin läpät sijaitsevat pääasiassa suuret verisuonet kanssa hienosilmäkokoista kapillaarien verkostoon, että tunkeutuvat pohjapinta osa puitteen ja miehittää 10% sen pinta-ala. Kolmivaiheisessa venttiilissä valtimot ovat pienempiä kuin mitraaliventtiili. Tämän venttiilin venttiileissä on pääosin hajanaisia tyyppejä ja veren kapillaarien suhteellisen laajaa silmukkaa. Mitraaliläpän on intensiivisemmin toimitetaan verta edessä läppä, vuonna kolmiliuskaläpän - edessä ja takana läpät, kantavat suurimman sulkevat. Halkaisija-suhde on valtimoiden ja laskimoiden alusten eteis venttiilien kypsä ihmisten sydämet on 1: 1,5. Kapillaarisilmukat ovat monikulmioita ja sijaitsevat kohtisuorassa venttiililäpivientien pohjaan nähden. Alukset muodostavat tasomaisen verkon, joka sijaitsee endoteelin alla atria-puolella. Verisuonia löytyy jänne sointuja, jossa ne ulottuvat oikean ja vasemman kammion nystylihakset etäisyydellä jopa 30% pituudesta jänne sointuja. Lukuisat verisuonet muodostavat kaarevat silmukat jänteen sointujen pohjalla. Aortan sydämen venttiilit ja verenkierron keuhkokuori eroavat merkittävästi atrioventrikulaarista. Pohjaan lehtisten puolikuuläpän venttiilien aortan ja keuhkojen alukset ovat sopivia selkäranka suhteellisesti pienempi halkaisija. Näiden alusten lyhyet haarat päättyvät epäsäännöllisen soikean ja monikulmion muotoisten kapillaarisilmukoiden sisään. Ne sijaitsevat lähinnä lähellä semilunarien siipien pohjaa. Laskimoiden verisuonia juuressa aorttaläpän ja keuhkojen valtimoiden on myös pienempi halkaisija kuin pohja eteis venttiilit. Halkaisija-suhde on valtimoiden ja laskimoiden alusten venttiilit aortan ja keuhkovaltimon kypsä ihmisten sydämet on 1: 1,4. Suurempien alusten poiketa lyhyt sivuhaaraa päättyy silmukoita kapillaareja epäsäännöllinen soikion ja monikulmion muotoja.

Iän on karkeammaksi sidekudoksen kuidut, kuten kollageenin ja elastiinin, sekä vähentää irtonaisten kuitu- epäsäännöllinen sidekudos kehittää läpät kudoksen skleroosi eteis venttiilien ja lehtisten puolikuuläpän venttiilien aortan ja keuhkovaltimon. Pituus pienenee kuitujen venttiilit sydämen poikkijuovaisten lihaskudosta ja siten vähentää sen määrää, ja useissa tunkeutuu ytimeen venttiilit verisuonia. Yhteydessä nämä muutokset cerdechnye venttiilit menettävät elastinen ja jousto-ominaisuudet, mikä vaikuttaa sulkumekanismi venttiilien ja verenkiertoon.

Sydänventtiileillä on lymfaattiset kapillaariverkot ja pieni määrä venttiileillä varustettuja imusuoja-astioita. Venttiilien imusuihkun kapillaareilla on tunnusomainen ulkonäkö: niiden lumen on hyvin epäsäännöllinen, samalla kapillaarilla eri alueilla on erilainen halkaisija. Useiden kapillaarien risteyksessä muodostuu pidennyksiä - eri muotoisia aukkoja. Verkkosilmukat ovat usein epäsäännöllisiä monikulmioita, harvemmin soikeita tai pyöreitä. Usein lymfaattisen verkon silmukoita ei ole suljettu, ja imusuodattimet päättyvät sokeasti. Imusuodattimet kapillaarisilmukat suuntautuvat useammin venttiilin vapaasta reunasta sen pohjaan. Useissa tapauksissa atrioventrikulaarisen venttiilin venttiileissä oli kaksikerroksinen imusuonien kapillaariverkosto.

Endokardiumin hermoplexukset sijaitsevat sen eri kerroksissa, pääasiassa endoteelin alla. Venttiililäpivientien vapaan reunan kohdalla hermovyöt sijaitsevat pääasiassa säteittäisesti yhdistäen jänne-akordien kanssa. Venttiilien pohjaan lähempänä on suuri plexus-pleksus, joka yhdistyy plexukseen kuitumaisten renkaiden ympärillä. Semilulaarisissa venttiileissä endokardiaalinen hermoverkko on harvinaisempi. Venttiilien kiinnityspaikasta tulee paksu ja monikerroksinen.

Sydänventtiilien solurakenne

Venttiiliväliaineiden ylläpidosta vastaavat venttiiliväliaineet ovat pitkänomainen muoto, jossa on runsaasti ohuita prosesseja, jotka ulottuvat koko venttiilimatriisin läpi. Kaksi populaatiota venttiili-interstitiaalisista soluista, jotka eroavat morfologiasta ja rakenteesta; joillakin on supistumisominaisuuksia, ja niille on tunnusomaista, että läsnä on supistuvia fibrilejä, toisilla on eritysominaisuuksia ja niillä on hyvin kehittynyt endoplasmallinen verkkokalvo ja Golgi-laitteisto. Supistuvien toiminto kestää hemodynaamisen painetta ylläpidetään ja jatkokehittelyn sekä sydämen ja luuston supistuvien proteiinien, jotka käsittävät raskaan ketjun alfa- ja beeta-myosiini ja sen erilaisia isoformeja troponiini. Sydänventtiilin venttiilin kutistuminen osoitettiin vastauksena lukuisiin vasoaktiivisiin aineisiin, jotka viittaavat biologisen ärsykkeen koordinointiin venttiilin onnistuneeseen toimintaan.

Interstitiaaliset solut ovat myös välttämättömiä rakenteiden pelkistysjärjestelmien komponentteja, kuten sydänventtiilejä. Venttiilien jatkuva liike ja siihen liittyvä sidekudoksen muodonmuutos aiheuttavat vaurioita, joihin venttiilien väliset solut reagoivat venttiilin eheyden ylläpitämiseksi. Talteenottoprosessi on elintärkeä venttiilin normaalille toiminnalle, ja näiden solujen puuttuminen nykyaikaisissa keinoventtiileissä on luultavasti tekijä, joka vaikuttaa biologisten vaurioiden rakenteisiin.

Interstitiaalisten solujen tutkimuksessa tärkeä suunta on niiden välinen vuorovaikutus ympäröivän matriisin kanssa, jota välittää molekyylien fokusoidusta adheesiosta. Focal adheesiot ovat erikoistuneita solu-matriisi-vuorovaikutuksia, jotka sitovat solun sytoskenetonia matriisiproteiineihin integriinien kautta. Ne toimivat myös transduktiosignaaleina, jotka lähettävät mekaanisia tietoja solunulkoisesta matriksista, jotka voivat saada aikaan vastauksia, mukaan lukien, mutta ei niihin rajoittuen, soluadheesiota, migraatiota, kasvua ja erilaistumista. Valvonta-interstitiaalisten solujen solu- biologian ymmärtäminen on elintärkeää sellaisten mekanismien luomiseksi, joiden kautta nämä solut vuorovaikut- tavat toistensa ja ympäristön kanssa, jotta tämä toiminto voidaan toistaa keinotekoisissa venttiileissä.

Yhteydessä kehittämään lupaava kudosteknologian sydänläpän tutkimus interstitsiapnyh solut tehdään käyttäen erilaisia tekniikoita. Joka on validoitu tukirangan solujen värjäämällä vimentiinin, desmiini, troponiini, alfa-aktiini ja myosiini sileän lihaksen raskasketjun alfa- ja beeta-myosiinin kevytketju-2 sydänmyosiinillä, alfa- ja beeta-tubuliinin. Supistumiskykyä soluissa vahvisti myönteinen vastaus epinefrin, angiotensiini II, bradykiniini, karbakoli, kaliumkloridi, endoteelin I. Cellular toiminnallinen suhde määritetään ja tarkasti uritettu vuorovaikutusten karboksiflyuorestseina mikroinjektiolla. Matriisi eritys asennettu värjäytymistä prolyyli-4-hydroksylaasin / tyypin II kollageenin, fibronektiinin, kondroitiinisulfaatti, laminiini. Hermotuksen on asennettu lähelle moottorin hermopäätteitä, joka vaikuttaa aktiivisuuteen neuropeptidi Y tyrosiinihydroksylaasi, asetyylikoliini, vasoaktiivinen intestinaalinen polypeptidi, P-aine, kaptsitonin geenin liittyvän peptidin. Mitogeeniset tekijät arvioitiin perinnöllinen verihiutalekasvutekijä, emäksinen fibroblastikasvutekijä, serotoniini (5-HT). Fibroblastit tutkittu interstitiaalinen solut on tunnusomaista puutteellinen tyvikalvon, pitkä, ohut sytoplasmisia prosesseja lähellä yhteyden matriisiin, hyvin kehittynyt karkea endoplasmakalvoston ja Golgin laitteessa, runsaasti Mikrofilamenttien muodostumisen liimaliitoksen.

Valvulaariset endokardiaaliset solut muodostavat funktionaalisen atrombiogeenisen verhokäyrän jokaisen sydämen venttiilin ympärille, samanlainen kuin verisuonten endoteeli. Laajamittainen venttiilivaiheen menetelmä eliminoi endokardiumin suojatoiminnon, mikä voi johtaa verihiutaleiden ja fibriinin kerääntymiseen keinoventtiileihin, bakteeri-infektion ja kudosten kalkkeuman kehittymiseen. Toinen näiden solujen todennäköinen toiminto on taustalla olevien valssi-interstitiaalisten solujen säätely, joka on samanlainen kuin sileiden lihasolujen säätely endoteelillä. Kompleksinen vuorovaikutus esiintyy endoteelin ja naapurisolujen välissä, osittain välittävät endoteelisolujen erittämä liukoiset tekijät. Nämä solut muodostavat valtavan pinnan, joka peittää mikro-kasvaimia luminaalisella puolella, mikä lisää altistumista ja mahdollisia yhteisvaikutuksia verenkierron verenkierron aineiden kanssa.

Endoteelin usein näyttää morfologiset ja toiminnalliset aiheuttamat erot leikkausjännityksiä suonen seinämään esiintyvien liikkeen aikana verta, ja sama koskee venttiilin sydämen sisäkalvon solujen vastaanottamiseksi sekä pitkänomainen ja monikulmion muotoinen. Rakenteen muutokset solujen voi aiheutua toiminnan paikallisen verenkiertoon solun tukirangan komponentteja tai toissijainen vaikutus muutoksista johtuvat taustalla soluväliaineen. On Hienorakenteen tasolla venttiili sydämen sisäkalvon soluissa on välisillä sidoksilla, plasman kuplat karkea ja Golgin laitteessa. Huolimatta siitä, että ne tuottavat ja von Willebrand -tekijän, sekä in vivo ja in keinotekoisessa ympäristössä, niistä puuttuu vasikan Weibel-Palade (spesifisiä jyväsiä, jotka sisältävät von Willebrandin tekijä), jotka ovat soluelimiin erityisiä verisuonen endoteeliin. Venttiili sydämen sisäkalvon soluissa on tunnusomaista vahvoja yhteyksiä, vuorovaikutuksia ja uritetun reunan päällekkäisyys taittuu.

Sydämen sisäkalvon solut säilyttävät metabolisen aktiivisuuden jopa in vitro: tuottaa Willebrandin tekijä, prostasykliinin, typpioksidisyntaasi on aktiivisuutta angiotensiinikonvertaasin, voimakkaasti eristetty adheesio ICAM-1 ja ELAM-1, jotka ovat kriittisiä sitoutumisen mononukleaaristen solujen kehittämiseen immuunivasteen. Kaikki nämä merkkejä pitäisi sisällyttää viljely ihanteellinen soluviljelmän luodaan keinotekoinen venttiili kudosteknologian, mutta immunostimulatorisen potentiaalin venttiilin endokardiaalisia solut voivat itse rajoittaa niiden käyttöä.

Ekstrasellulaarinen Metrix sydänläpän koostuu kuitu- kollageenin ja elastiinin makromolekyylien proteoglykaanien ja glykoproteiineja. Kollageeni on - 60% venttiilin kuivapainosta, elastiinista - 10% ja proteoglykaaneista - 20%. Kollageenikomponentti tuottaa venttiilin mekaanisen stabiilisuuden ja sitä edustavat kolagat I (74%). II (24%) ja V (2%) tyyppiä. Kollageenifilamenttien rypyt on ympäröity elastinvaipalla, joka vuorovaikuttaa niiden välillä. Glykosaminoglykaani sivuketjujen proteoglykaanin molekyyleillä on taipumus muodostaa geelimäisen aineen, jossa muut molekyylit muodostavat vuorovaikutuksessa pysyvä matriisi yhteenliittämisen ja muut komponentit on talletettu. Glykosaminoglykaanien ihmisen sydämen venttiili koostuu pääasiassa hyaluronihappoa, vähemmässä määrin - dermataanisulfaatin, kondroitiini-4-sulfaatin ja kondroitiini-6-sulfaatti, jossa on vähintään heparaanisulfaatin. Remodeling ja päivittäminen matriisi kudoksen säätelee matriksin metalloproteinaasien (MMP: t) ja niiden kudoksen estäjät (TI). Nämä molekyylit ovat mukana myös monenlaisia fysiologisia ja patologisia prosesseja Jotkut metalloproteinaasien, mukaan lukien interstitiaalinen kollagenaasi (MMP-1, MMP-13) ja gelatinaasien (MMP-2, MMP-9) ja niiden kudoksen estäjät (TI-1, viisi- 2, TI-3), löytyy kaikista sydämen venttiileistä. Metalloproteinaasituotannon ylimyytyminen on tyypillistä sydämen venttiilien patologisissa olosuhteissa.

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

Sydänventtiilit ja niiden morfologinen rakenne

Sydänventtiilit koostuvat kolmesta morfologisesti erilaisesta ja toiminnallisesti merkitsevästä, venttiilin matriisin kerroksesta - kuitu-, sponsi- ja kammioista.

Kuitukerros muodostaa venttiililäpän kuormittamattoman kehyksen, joka koostuu kollageenikuitujen kerroksista. Nämä kuidut on järjestetty säteittäisesti taitteiden muodossa mahdollisuuden venyttää valtimoventtiilit sulkemisen jälkeen. Kuitukerros on lähellä näiden venttiilien ulostuloaukkoa. Atrioventrikulaaristen venttiilien kuitumaiset kerrokset toimivat jatkoina jänne-akordien kollageenipalkkeina. Se sijaitsee spongysaukon (sisäänkäynnin) ja ventrikulaarisen (poistumiskerroksen) välissä.

Kuitu- ja kammion välissä on sponsi- nen kerros (spongiosa). Spongykerros muodostuu huonosti järjestetystä sidekudoksesta viskoosisessa väliaineessa. Tämän kerroksen hallitsevat matriisikomponentit ovat proteoglykaaneja, joissa on mielivaltaisesti orientoitunut kollageeni ja ohut elastiinin kerrokset. Proteoglykaanien molekyylien sivuketjut kantavat vahvan negatiivisen varauksen, mikä vaikuttaa niiden korkea kyky sitoa vettä ja muodostaa matriisin huokoisen geelin. Spongy-matriisikerros vähentää mekaanisia rasituksia sydämen venttiilien venttiileissä ja säilyttää joustavuutensa.

Kammiokerros on paljon ohuempi kuin toisilla, ja se on täynnä elastisia kuituja, jotka mahdollistavat kudosten kestämisen jatkuvassa muodonmuutoksessa. Elastinilla on sponsirakenne, joka ympäröi ja yhdistää kollageenikuituja ja varmistaa niiden ylläpidon neutraalissa taitossa. Tuloventtiili kerros (kammion - valtimon venttiilien ja sieni - ja eteis) sisältää enemmän elastiinin kuin lähtö, joka antaa veden pehmentäminen vasara sulkemisen aikana siivekkeet. Tämä kollageenin ja elastiinin välinen suhde mahdollistaa venttiilien laajenemisen 40 prosenttiin ilman pysyvää muodonmuutosta. Pienen kuormituksen vaikutuksesta tämän kerroksen kollageenirakenteet suuntautuvat kuormitussuuntaan ja sen vastustus lisääntyy kuorman kasvaessa.

Siten ajatus sydämen venttiileistä tyhjänä endokardiumin päällekkäisyyksinä ei ole pelkästään yksinkertaista vaan myös itse asiassa virheellinen. Sydänventtiilit ovat elin, jolla on monimutkainen rakenne, mukaanlukien striated lihaksen kuidut, veren ja imusuonien ja hermoelementit. Sekä rakenteessa että toiminnassa venttiilit muodostavat yhtenäisen kokonaisuuden kaikkien sydämen rakenteiden kanssa. Venttiilin normaalin toiminnan analyysissä on otettava huomioon solujen organisointi sekä solujen vuorovaikutus niiden ja matriisin välillä. Tällaisista tutkimuksista saadut tiedot johtavat venttiilien korvaamisen suunnitteluun ja kehittämiseen kudosteknologian avulla.