Сердечные клапаны

Сердце содержит четыре клапана: два полулунных и Два атриовентрикулярных, имеющих хорды и папил­лярные мышцы. Два полулунных клапана, легочный и аортальный, расположены в выходных отверстиях пра­вого и левого желудочков. Два атриовентрикулярных клапана, митральный и трикуспидальный, расположе­ны во входных отверстиях левого и правого желудоч­ков. Сердечные клапаны окружены фиброзной тканью, формирующей частичные или полные клапанные коль­ца. Эти фиброзные кольца присоединены к образова­ниям фиброзного скелета сердца, к которым также присоединен миокард предсердий и желудочков. Фиб­розная ткань, расположенная между септальной створкой трикуспидального клапана, передней створ­кой митрального клапана и задней некоронарной створкой аортального клапана, формирует нижнюю часть центрального фиброзного тела. Верхняя часть центрального фиброзного тела сформирована из фиб­розной ткани, соединяющей левую створку аортально­го клапана и переднюю створку митрального клапана. Каждый сердечный клапан имеет центральный фиб­розный слой, выполненный волокнами, которые яв­ляются продолжением коллагена скелета сердца и хорд.

Обе стороны фиброзного каркаса створок по­крыты фибро-эластичной тканью, содержащей обычно мукополисахариды, весь клапан покрыт эн­дотелием. Эндотелий и соединительная ткань атрио­вентрикулярных клапанов продолжаются из пред - сердного и желудочкового эндокарда, а на полулун­ных клапанах это является продолжением интимы аорты или легочной артерии. Гладкая и полосатая сердечные мышцы могут распространяться на прок­симальную треть створки в атриовентрикулярных клапанах и часто содержат сосуды. Дистальные отде­лы нормальных атриовентрикулярных клапанов и все полулунные клапаны не содержат сосудов .

Полулунные клапаны

Полулунные клапаны - аортальный и легочный, име­ют схожее строение, но створки аортального клапана более толстые. Полулунные клапаны завершают вы­ходные тракты соответствующих желудочков. Легоч­ный клапан расположен спереди, выше и немного ле­вее аортального. Легочный клапан отличается от аортального наличием недискретного фиброзного кольца. Каждый полулунный клапан состоит из трех приблизительно равных полуциркулярных створок. Каждая створка прикрепляется к стенке аорты или легочного ствола. Небольшие пространства в местах соприкосновения прилежащих створок называются комиссурами. Три комиссуры лежат на равных рас­стояниях от окружности аорты или легочной арте­рии. Дуги, соединяющие эти точки, называются си - нотубулярными соединениями. Они отделяют синусы Вальсальвы от прилегающих тубулярных частей ма­гистральных сосудов. В аорте линия, отмечающая это соединение, описана Леонардо да Винчи, и носит на­звание «супрааортальный гребень». В центре сво­бодного края каждая из желудочковых поверхностей полулунных створок имеет небольшие утолщения, создающие место контакта при смыкании створок - Аранциевы узелки, которые более выражены в аор­тальном клапане. Часть створки, прилежащая к краю, в норме истончается и может содержать перфора­ции. Позади каждой створки стенка сосуда образует расширения, известные как синусы Вальсальвы. Во время желудочковой систолы под действием струи выбрасываемой крови створки пассивно про­валиваются от центра просвета сосуда в синусы Вальсальвы. Во время диастолы створки пассивно падают в просвет сосуда, смыкаясь и удерживая столб крови над ними. Аранциевы узелки соприкаса­ются в центре клапанного отверстия и обеспечивают поддержку створок. Геометрия створок и прочная фиброзная ткань обеспечивают герметичность кла­пана и препятствуют регургитации крови.

Аортальный клапан

В норме это трикуспидальный клапан. Он является симметричной структурой, в которой отверстие пол­ностью открытого клапана является центральным, а створки легко подвижны и втягиваются к аорталь­ным комиссурам. Когда клапан закрыт, все три створ­ки сомкнуты и соединяются друг с другом равными частями. Окружностная дистанция между каждой из трех комиссур и глубина синуса аортального клапа­на - расстояние от синотубулярного соединения до основания синуса нормально сформированного кла­пана - одинаковы. Каждая из желудочковых поверх­ностей аортальных створок имеет небольшие узелки в центре свободного края, которые отмечают место Контакта при закрытии. Небольшой обод вальвуляр - ной ткани над этими узелками, известный как Lunula, Накладывается на соседнюю створку и служит под­держивающей структурой. Фенестрации в Lunula до­вольно обычны, но не относятся к функциональным, они увеличиваются с возрастом [5, 6]. Комплекс структур, включающий синотубулярное со­единение, аортальные синусы Вальсальвы, створки клапана, комиссуры, соединение аортального клапа­на с межжелудочковой перегородкой и передней створкой митрального клапана, образует комплекс аортального клапана. Самой узкой окружностью яв­ляется нижняя часть этого комплекса - соединение с межжелудочковой перегородкой. Ее диаметр прини­мается за аортальное кольцо, которое измеряется хирургами для определения размера протеза аор­тального клапана. Патологоанатомы измеряют диа­метр окружности аортального клапана на уровне си­нотубулярного соединения, что более соответствует прижизненным эхокардиографическим измерениям (рис. 6).

Рис. 6. Схема аортального клапана. 1 - Арочное кольцо; 2 - синус Вальсальвы; 3 - створка клапана; 4 - фиброзное кольцо аортального клапана; 5 - комиссура; 6 - зона смы­кания соседних створок

В створках аортального клапана выделяют: левую и правую коронарные и некоронарную или заднюю створки. Из левого и правого аортального синуса бе­рут начало левая и правая коронарные артерии. Три заслонки лепестка крепятся к упругим элементам каркаса клапана, арочному кольцу, комиссурам и кольцу основания. Упругий каркас играет роль демп­фера. Нагрузка, действующая на лепестки, перерас­пределяется на всю конструкцию клапана. Синусы Вальсальвы при закрытии и открытии клапана обес­печивают условия смыкания лепестков кровью. При этом не возникают застойные зоны и не образуются тромбы.

Стендовые испытания трехстворчатого клапана пока­зали, что движением аортального клапана управляет вихревой механизм. Во время систолы вихревое дви­жение возникает позади каждой створки клапана (рис. 7).

Рис. 7. Результаты стендовых испытаний трехстворчатого клапана: 1-8 - положение лепестка аортального клапана в различных фазах сердечного цикла и завихрения потока крови между синусом Вальсальвы и лепестком. Внизу - график качественного изменения скорости кровотока при соответствующих позициях клапана

В начале систолы лепестки клапана начинают сдви­гаться вверх (позиция 1), так как давление в желу­дочке превышает давление в аорте. Затем лепестки

Раскрываются, и кровь с двух сторон лепестков пере­мещается в сторону аорты (позиция 2). Начальный систолический поток входит в аорту (позиция 3). Клапан полностью открыт, отверстие близко к ок­ружности. Пограничные слои крови входят в синус, где давление ниже, чем в потоке. Начинается форми­рование завихрений в синусе. Перед циклом систолы (позиция 4) лепестки начинают движение назад, об­разуя треугольное отверстие. Поток крови продол­жает свое движение в фазе ускорения из желудочка в аорту. Возникает местное обратное течение около стенки аорты. Далее происходит усиление обратного течения крови (позиция 5) около аортальной стенки из-за обратного градиента давления в фазе замедле­ния. Давление, действующее на лепестки, сближает их, хотя центральный поток все еще сохранен. К концу фазы замедления (позиция 6) отверстие практически исчезает. Лепестки полностью смыка­ются (позиция 7) и кровь вместе с ними начинает пе­ремещаться в желудочек.

После завершения систолы кровь со стороны аорты начинает скользить по наклонной поверхности лепест­ков, образуя завихрения, вращающиеся в направ­лении, противоположном вращению систолических завихрений (позиция 8). Существенную роль в от­крытии и закрытии клапана играет корень аорты. В фазе систолы он увеличивает свой радиус на 16% и удерживает лепестки в напряженном состоянии. Максимальные напряжения в лепестках аортального клапана возникают в диастоле. В систоле они незна­чительно уменьшаются. Лепестки клапана в течение сердечного цикла подвергаются действию практичес­ки постоянного напряжения.

Измерения комиссуральных диаметров и глубины створок показывают, что некоторые трикуспидаль - ные клапаны имеют заметные вариации по глубине синусов, длине прикрепления створок и расстоянию между комиссурами. Эти вариации у пожилых людей приводят к асимметрии линии закрытия и, возможно, служат отправной точкой кальциевой дегенерации с последующим развитием стеноза . С возрастом места соприкосновения закрытия утол­щаются, основания синусов и их глубина увеличива­ются, в основании синусов обычно откладывается кальций. Тело аортальных створок также утолщает­ся, в то время как Lunula истончается, и в ней появ­ляется больше фенестраций. Комиссуры обычно ос­таются открытыми при нормальных возрастных изменениях.

Легочный клапан

Подобно аортальному легочный клапан является трикуспидальной симметричной структурой, в кото­рой отверстие полностью открытого клапана цент­рально, а створки легко подвижны и подтягиваются к местам прикрепления в легочном стволе. Длина дуг между тремя комиссурами и глубина синусов нор­мально сформированного легочного клапана одина­ковы. Линия противостояния створок и центральные узелки менее выражены в легочном клапане, чем в аортальном, как и должно ожидать при меньших дав­лениях в правых камерах сердца. С возрастом в створках также появляются фенестрации, но они так­же не имеют функционального значения. Три створ­ки легочного клапана называют: левая, правая и пе­редняя. Кольцо легочного клапана расположено приблизительно на 1,5 см выше по отношению к аортальному клапану, но окружность его такая же - 7-9 см. Приведенные в известной нам литературе сведения о результатах исследований клапанов пра­вых камер сердца крайне скудны. Структурное сходст­во с клапанами левых камер позволяет предполо­жить, что характер поведения клапанов в правых камерах сердца такой же. Отличие легочного клапа­на от аортального заключается в том, что в синусах Вальсальвы легочного ствола нет отверстий, откры­вающихся в коронарные сосуды. Абсолютные вели­чины и изменения во времени давления и кровотока в легочном стволе и аорте различные. Среднее дав­ление в легочном стволе ниже среднего давления в аорте - 10 мм рт. ст. против 100 мм рт. ст. Поэтому легочный клапан открывается раньше аортального. Изгнание крови из правого желудочка начинается за несколько миллисекунд до начала ее изгнания из ле­вого желудочка. Ускорение и замедление движения крови в легочном стволе, а также пиковая скорость кровотока в нем значительно меньше, чем в аорте. Кровоток более плавный и сглаженный. Фаза изгна­ния крови длиннее. Легочный клапан закрывается после аортального.

Анатомические вариации строения легочного клапана связаны с некоторой асимметрией развития створок и синусов. Значение этих особенностей для развития сенильных пороков клапана не прослеживается. Воз­растные изменения происходят очень медленно и ма­ло выражены.