Функциональная анатомия сердца

Фиброзный скелет

Фиброзно-тканевой каркас служит опорой для прикрепления как мускулатуры предсердий, желудочков, так и тканей клапанов. Центральное фиброзное тело представлено правым фиброзным тритоном, который соединяет медиальные стороны митрального, трикуспидального клапанов и корня аорты. Левый фиброз ный тригон сформирован компактными ножками соединительной ткани, которые тянутся от центрального фиброзного тела влево, кзади вниз и кпереди (рис. 1). Продолжения фиброэластической ткани из правого фиброзного тригона и левого фиброзного тригона частично окружают митральный и трикуспидальный клапаны. Эти ткани являются фиброзными кольцами клапанов и служат местом прикрепления

Фиброзный скелет и клапаны сердца

Рис. 1. Фиброзный скелет и клапаны сердца. А - Правый фиброзный треугольник; Б - левый фиброзный треугольник; В - сухожилие артериального конуса; 1 - правый предсердно-желудочковый клапан; 2 - правое предсердно-желудочковое отверстие; 3 - передняя створка; 4 - задняя створка; 5 - перегородочная створка; 6 - митральный клапан; 7 - левое предсердно-желудочковое отверстие; 8 - задняя створка (прилегает к боковой стенке желудочка); 9 - передняя створка (обращена к межжелудочковой перегородке); 10 - аортальный клапан; 11 - задняя полулунная заслонка; 12 - левая полулунная заслонка; 13 - правая полулунная заслонка; 14 - клапан легочного ствола; 15 - передняя полулунная заслонка; 16 - левая полулунная заслонка; 17 - правая полулунная заслонка митрального и трикуспидального клапанов, а также миокарда предсердий и желудочков. Фиброзный скелет вокруг трикуспидального клапана менее развит. Между аортой и фиброзными кольцами предсердно-желудочковых отверстий находятся участки соединительной ткани клиновидной формы. А между фиброзными кольцами аортального и митрального клапанов расположено сухожилие артериального конуса - остаток эмбриональной спиральной перегородки [1-3].

Трехфестончатая линия толстой коллагеновой ткани распространяется кпереди от левого и правого фиброзных тритонов и создает трехточечную коронообразную скелетную опору для корня аорты и створок. Такая же фиброзная ткань в виде трехфестончатой конусной связки проходит с правой стороны корня аорты и окружает корень легочной артерии. Продолжение фиброзного скелета - мембранозная часть межжелудочковой перегородки - простирается вниз и кпереди от центрального фиброзного тела. Мембранозная перегородка, расположенная в вершине мышечной части межжелудочковой перегородки, служит опорой для правой коронарной и некоронарной створок аортального клапана и формирует небольшую часть медиальной стенки правого предсердия.

Пучок Тиса пенетрирует центральное фиброзное тело и проходит вдоль нижнего края мембранозной части межжелудочковой перегородки. Под коронарными створками он делится на левую и правую ветви. Левая ветвь подразделяется на множественные ветви, которые веерообразно распространяются по левому желудочку [3].

Сердечные камеры

Правое предсердие

Венозная кровь возвращается в сердце через верхнюю и нижнюю полые вены, где она собирается в период систолы правого желудочка. Во время диастолы желудочка кровь поступает из правого предсердия в правый желудочек. Большая часть правого предсердия расположена справа и спереди от левого предсердия. От полости правого предсердия антемеди-ально отходит ушко, которое накладывается на корень аорты. На внутренней поверхности правого предсердия от верхней к нижней полой вене вертикально тянется гребень crista terminalis. Снаружи ему соответствует пограничная борозда - sulcus terminalis. Внутренние мышечные ножки идут вдоль входа в ушко правого предсердия от верхней полой вены к нижней полой вене (рис. 2).

Синусовый узел обычно расположен у латерального края соединения верхней полой вены с правым предсердием и ушком.

Внутренняя поверхность задней и медиальной (септальной) стенок правого предсердия гладкая, а поверхность наружной стенки и ушка правого предсердия выполнена трабекулами. Толщина стенки правого предсердия около 2 мм. Верхняя и нижняя полые вены входят в правое предсердие сзади и медиально с верхней и нижней стороны. Отверстие верхней полой вены обычно не имеет клапана. Отверстие нижней полой вены отделено спереди непостоянным рудиментарным Евстахиевым клапаном, образованным серповидной складкой эндокарда. Устья полых вен могут сильно изменяться по форме и диаметру в разные фазы дыхания и сердечного цикла. Считается, что это способствует току крови, предотвращая ее рефлюкс в полые вены.

Медиальная стенка правого предсердия включает в себя межпредсердную перегородку и соседствует спереди с задней и правой створками аортального клапана, которые формируют небольшой бугорок, известный как torus aorticus. Это анатомическое образование является полезной опознавательной точкой при транссептальной пункции левого предсердия. Проксимальная часть правой коронарной артерии находится в непосредственной близости, так как входит здесь в коронарную борозду. Межпредсердная перегородка находится в задне-нижней части медиальной стенки правого предсердия, простираясь косо вперед справа налево. Около центра межпредсердной перегородки имеется мелкое углубление - fossa ovalis, которое часто имеет выступающую спереди складку, limbus. Устье коронарного синуса расположено между устьем нижней полой вены и трикуспидальным клапаном. Отверстие коронарного синуса частично прикрывается рудиментарным лоскутом ткани - Тебезиевым клапаном. Атриовентрикулярный узел расположен в нижней части межпредсердной перегородки спереди и медиально от коронарного синуса, как раз над септальной створкой трикуспидального клапана [1, 3].

Правый желудочек

Правый желудочек получает кровь из правого предсердия и нагнетает ее в легочную артерию. В норме правый желудочек - сердечная камера, расположенная спереди, лежащая сразу за грудиной, спереди, медиальнее и слева от правого предсердия, а по отношению к левому желудочку - спереди, медиальнее и справа. Форма внутреннего просвета правого и левого желудочков различны. Правый желудочек, кото-

Правое предсердие

Рис. 2. Правое предсердие. 1 - Ушко правого предсердия; 2 - пограничная борозда; 3 - внутренние мышечные ножки; 4 - аортальный бугорок; 5 - межпредсердная перегородка; 6 - валик овальной ямки; 7 - овальная ямка; 8 - трикуспидальный клапан; 9 - устье нижней полой вены; 10 - Евстахиева заслонка; 11 - устье коронарного синуса; 12 - Тебезиева заслонка

Правый желудочек (удалена передняя стенка)

Рис. 3. Правый желудочек (удалена передняя стенка). 1 - Передняя сосочковая мышца (самая крупная из сосочковых мышц); 2 - задняя сосочковая мышца; 3 - передняя створка трикуспидального клапана; 4 - наджелудочковый гребень; 5 - выносящий тракт правого желудочка (артериальный конус); 6 - узелки полулунных заслонок; 7 - луночки полулунных заслонок; 8 - перегородочные сосочковые мышцы (непостоянны); 9 - перегородочно-краевая трабекула (мышечный тяж между межжелудочковой перегородкой и основанием переднесосочковой мышцы)

рый в норме работает, преодолевая низкое сопротивление легочных сосудов, представляет собой камеру серповидной формы с наружной стенкой 4-5 мм. Передняя стенка левого желудочка - межжелудочковая перегородка - в норме выступает в полость правого желудочка. Межжелудочковая перегородка формирует медиальные стенки обоих желудочков, но преимущественно относится к левому желудочку. Передняя и нижняя стенки полости правого желудочка выстланы мышечными ножками, trabeculae cornea, которые часто формируют гребни вдоль внутренней поверхности стенок этой полости или пересекают ее от одной стенки до другой. Самая постоянная мышца, модераторная ножка, пересекает полость правого желудочка от нижней части межжелудочковой перегородки к передней стенке, где она соединяется с передней папиллярной мышцей.

Правая ветвь пучка Гиса после прохождения через межжелудочковую перегородку и модераторную мышцу проникает к эндокарду правого желудочка. Функционально правый желудочек может быть разделен на приносящий и выносящий тракты и верхушечный или трабекулярный отдел. Трабекулярные мышцы в верхушке правого желудочка более крупные, чем в левом желудочке. Приносящий тракт состоит из трикуспидального клапана и трабекулярных мышц передней и нижней стенок, образующих канал, который направляет поступающую кровь кпереди, вниз и влево под углом 60° к выносящему тракту. Гладкостенный выносящий тракт, infundibulum, сформирован верхней частью правого желудочка. Он отделен от приносящего тракта толстой мышцей, crista supraventricularis, которая делает дугу от передне-латеральной стенки над передней створкой трикуспидального клапана к септальной (медиальной) стенке, где она соединяется с констрикторными ножками мышц, окружающих выносящий тракт правого желудочка. Кровь, поступающая в воронку, выбрасывается вверх и кзади в легочный ствол (рис. 3).

Левое предсердие

Левое предсердие получает кровь из легочных вен во время собственной диастолы и служит для нее резервуаром во время систолы левого желудочка. Во время собственной систолы левое предсердие наполняет полость левого желудочка. Порция крови, выбрасываемая из левого предсердия, снабжает левый желудочек значительным объемом, растягивая его и подготавливая к желудочковому выбросу в качестве предсердного компонента наполнения левого желудочка.

Левое предсердие расположено по средней линии выше и позади других сердечных камер. Пищевод примыкает прямо к его задней поверхности, а корень аорты плотно соприкасается с его передней стенкой. Левый желудочек находится слева, спереди и снизу. Такое осевое расположение левого предсердия по отношению к левому желудочку определяет некоторые характерные симптомы при пороках митрального клапана. При митральном стенозе или недостаточности левое предсердие увеличивается кзади и латерально.

Толщина стенки левого предсердия равна трем миллиметрам, что немного больше толщины стенки правого пердсердия. В его полость сзади и латерально входят две легочных вены с каждой стороны, принося кровь из легких (рис. 4).

Истинных клапанов в устьях легочных вен не существует, но рукава предсердных мышц распространяются из левого предсердия вокруг легочных вен на 1-2 см и могут оказывать сфинктероподобное влияние, уменьшая рефлюкс крови в систолу левого предсердия или при митральной недосточности. Эндокард левого предсердия гладкий. Гребенчатые мышцы присутствуют только в полости ушка, которое проецируется на передне-латеральную стенку позади легочной артерии. Межпредсердная перегородка со стороны левого предсердия гладкая и может содержать небольшое углубление, соответствующее овальной ямке.

Левый желудочек

Левый желудочек получает кровь из левого предсердия в диастолу, и в систолу выбрасывает ее в аорту. Полость левого желудочка имеет форму эллипсоида вращения, направленного острой вершиной кпереди, вниз и влево, где вместе с нижней частью межжелудочковой перегородки образует верхушку сердца. Стенка левого желудочка выполнена миокардом толщиной 8-15 мм, которая приблизительно в два-три раза толще стенки правого желудочка. Она хорошо приспособлена преодолевать высокое сопротивление системных сосудов. Верхушка левого желудочка очень тонкая, иногда 2 мм или тоньше. Медиальная стенка левого желудочка - межжелудочковая перегородка, является одновременно и стенкой правого желудочка. Перегородка имеет треугольную форму с основанием треугольника на уровне створок аортального клапана и почти вся состоит из мышцы. Исключение составляет небольшая мембранозная часть, расположенная спереди, сразу под правой коронарной и задней некоронарной створками аортального клапана. Верхняя треть межжелудочковой перегородки гладкая. Оставшаяся

Левое предсердие

Рис. 4. Левое предсердие. 1 - Ушко левого предсердия; 2 - левые легочные вены; 3 - митральный клапан; 4 - левый желудочек; 5 - коронарный синус; 6 - дуга аорты; 7 - правая ветвь легочной артерии; 8 - межпредсердная перегородка; 9 - овальная ямка; 10 - правые легочные вены; 11 - правое предсердие

Рис. 5. Левый желудочек (вскрыт). 1 - Задняя стенка левого желудочка; 2 - задняя сосочковая мышца; 3 - мясистые трабекулы; 4 - межжелудочковая перегородка; 5 - мембранозная часть межжелудочковой перегородки; 6 - аортальный клапан; 7 - передняя нисходящая ветвь левой коронарной артерии; 8 - дуга аорты; 9 - левая ветвь легочной артерии; 10 - ушко левого предсердия; 11 - легочные вены; 12 - огибающая ветвь левой коронарной артерии; 13 - задняя створка митрального клапана; 14 - передняя створка митрального клапана; 15 - задняя группа хорд; 16 - передняя группа хорд; 17 - передняя сосочковая мышца; 18 - верхушка левого желудочка

нижняя часть перегородки и стенки левого желудочка пересечены мясистыми трабекулами, которые имеют менее выраженный рельеф, чем в полости правого желудочка. Верхушечная часть левого желудочка характеризуется повышенной трабекулярностью (рис. 5).

На рентгенограмме в переднезадней проекции левый желудочек формирует нижнелатеральный край сердечной тени. Левый желудочек расположен позади и левее правого желудочка, ниже и спереди от левого предсердия.

Приточный тракт левого желудочка сформирован митральным кольцом, двумя створками и хордами. Он как туннель направляет кровь вниз, вперед и влево. Выходной тракт, окруженный нижней поверхностью передне-медиальной створки митрального клапана, межжелудочковой перегородкой и свободной стенкой левого желудочка, ориентирует поток крови от верхушки левого желудочка вправо и вверх под углом 90° к приточному тракту. С началом систолы левого желудочка обе митральные створки двигаются вместе вверх, превращая всю полость левого желудочка в сокращающуюся камеру.

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 [4].

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 пол ностью 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).

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).

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

Схема аортального клапана

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 12 3 4

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

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 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, об разуя 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 трикуспидальные 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 [5].

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 дав лениях 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.

Атриовентрикулярные клапаны

Анатомия атриовентрикулярных клапанов значительно сложнее, чем полулунных. Оба атриовентрикулярных клапана состоят из клапанных колец, содержащих элементы фиброзного скелета сердца, лепестковых створок - две в митральном и три в трикуспидальном клапане, хорд и папиллярных мышц. Створки соединены комиссурами, расположенными вдоль клапанного аннулярного прикрепления.

Передняя створка каждого атриовентрикулярного клапана наибольшая и приблизительно полукруглая по форме. Задняя створка митрального клапана, задняя и септальная створки трикуспидального клапана имеют более короткую протяженность свободного края, но более длинное, по сравнению с передней створкой, прикрепление к клапанному кольцу.

Комплекс хордальных структур поднимается из папиллярных мышц или прямо из миокарда желудочков и внедряется в тело створок на желудочковых поверхностях или в нескольких миллиметрах от их свободного края.

Фиброзное кольцо митрального клапана первично окружает заднюю створку, в то время как передняя створка не имеет истинного опорного кольца, имеется ее продолжение со стенки восходящей аорты, аортального клапана и мембранозной части межжелудочковой перегородки. Трикуспидальное кольцо по форме приближается к круглому. Оно больше митрального и располагается ниже и ближе к верхушке сердца. На предсердной поверхности атриовентрикулярных клапанов на расстоянии нескольких миллиметров от свободного края расположена линия узелкового утолщения, более выраженная на митральном клапане, которая соответствует контактным точкам закрытия клапана [2, 3]. Предсердно-желудочковые клапаны смыкаются в самом начале систолы желудочков. Механику работы каждого клапана на всех стадиях сердечного цикла следует рассматривать как непрерывный процесс механического взаимодействия всех элементов, образующих эту сложную биологическую систему.

Митральный клапан

Митральный клапан состоит из шести компонентов: задняя стенка левого предсердия, фиброзное опорное кольцо, створки, хорды, папиллярные мышцы, свободная стенка левого желудочка. Изменения любого из этих компонентов могут стать причиной дисфункции клапана. Кольцо митрального клапана формирует большую часть базального прикрепления задней створки. Эти ножки фиброзной ткани отделяют миокард левого желудочка от левого предсердия и располагаются позади лепестка задней створки. Передняя створка митрального клапана не имеет истинного кольца, а является продолжением стенки восходящей аорты, аортального клапана и мембранозной части межжелудочковой перегородки. Окружность отверстия нормального митрального клапана колеблется от 8 до 10,5 см, в среднем 9,4 см. Диаметр отверстия митрального клапана - от 2,55 до 3,34 см, в среднем 2,99 см [7].

В отличие от остальных клапанов сердца митральный состоит из двух створок. Передняя створка митрального клапана намного длиннее от основания до свободного края - 2,3 см. Задняя створка митрального клапана короче - 1,2 см, но длина дуги прикрепления задней створки - 6 см, в два раза больше длины прикрепления передней - 3 см. Площадь створок одинакова. Общая площадь поверхности обеих створок в 2,5 раза превышает площадь отверстия, измеренную по его окружности. Створки соединены друг с другом комиссурами. В отличие от комиссур полулунных клапанов, где они являются пространством между створками, в атриовентрикулярном клапане комиссуры - это места соединения непрерывной ткани створок, которые расположены по большому диаметру клапанного отверстия и смещены кзади так, что атриовентрикулярное отверстие представляет собой незавершенный круг й-образ-ной формы [8].

Хорды - сухожильные нити, удерживающие створки митрального клапана от пролабирования в левое предсердие во время систолы желудочков. В среднем от передней и задней папиллярных мышц отходит по 12-24 хорды, а после разветвления на хорды 1-го, 2-го и 3-го порядка к створкам прикрепляются около 70-120 хорд [9]. Общая длина хордовых пучков колеблется от 17 до 25 мм. Главную физиологическую нагрузку несут основные хорды и хорды первого порядка. Остальные увеличивают площадь, контролируемую «материнскими» хордами [10]. Некоторые хорды от каждой папиллярной мышцы крепятся к двум створкам. Пространство между множественными делениями хорд функционирует как вторичное клапанное отверстие между левым предсердием и левым желудочком, как приточный канал в полости левого желудочка.

Папиллярные мышцы представлены переднелатеральной и заднемедиальной. Переднелатеральная мышца обычно больше, чем заднемедиальная и достигает 30-35 мм [2]. Основное кровоснабжение передней папиллярной мышцы обеспечивается передней нисходящей коронарной артерией, задней папиллярной мышцы - правой коронарной артерией. Огибающая коронарная артерия частично кровоснаб-жает обе мышцы. Вершины папиллярных мышц -очень чувствительный индикатор ишемии миокарда, так как они находятся в наиболее отдаленной точке коронарной циркуляции [11, 12].

Вариации числа и ширины частей задней створки наиболее часты. Задняя створка митрального клапана может делиться на три фалды: латеральную, среднюю, медиальную. Наиболее длинная средняя часть. Другие вариации касаются расположения и количества хорд [13,14].

Возрастные изменения митрального клапана включают фокальные области фиброзного утолщения створок, отложение липидов на вентрикулярной поверхности передней створки, усиление выраженности линии закрытия, кальцинирование кольца митрального клапана. В то время как левый желудочек с возрастом уменьшается в размерах, кольцо митраль ного клапана также уменьшается. Эти изменения создают диспропорции, влекущие за собой пролапс нормальных створок в левое предсердие [15].

Трикуспидальный клапан

Подобно митральному трикуспидальный клапан является сложной структурой и состоит из шести компонентов: стенки правого предсердия, опорного кольца, трех створок, хорд, папиллярных мышц, свободной стенки правого желудочка. Створки трикуспидального клапана - передняя, задняя и септальная. Передняя створка самая большая. Ее длина -

2,2 см. Септальная и задняя створки трикуспидального клапана короче - 1,5 см и 2,0 см, соответственно. Трикуспидальное кольцо является почти циркулярной фиброзной структурой, менее выраженной, чем кольцо митрального клапана, но большей по окружности - 10-12,5 см. Задняя створка создает большую часть кольца - 7,5 см, передняя - 3,7 см, септальная - 3,6 см. Септальная створка имеет характерную складку или вырез, где ее кольцо переходит от задней свободной стенки правого желудочка к межжелудочковой перегородке. Различают пять типов хорд трикуспидального клапана: хорды веерообразные, хорды грубой зоны, базальные хорды, хорды свободного края, глубокие хорды. Хорды свободного края и глубокие хорды, в отличие от митрального, имеются только у трикуспидального клапана. Хорды могут исходить из единственной большой передней папиллярной мышцы, двойной или множественной септальной папиллярной мышцы и нескольких маленьких задних папиллярных мышц. Папиллярные мышцы прикрепляются к соответствующим стенкам правого желудочка [2,16-18]. Вариации относятся, главным образом, к количеству фалд задней створки трикуспидального клапана. Возрастные изменения трикуспидального клапана менее выражены, чем у митрального клапана. Кальциноза трикуспидального клапана при отсутствии патологии почти не бывает.

Папиллярные мышцы

Папиллярные мышцы исходят из трабекулярной массы стенки желудочка одной, двумя, иногда несколькими головками. В левом желудочке две группы папиллярных мышц, располагающихся ниже переднелатеральной и заднемедиальной комиссуры, исходят из соединения апикальной и средней трети стенки левого желудочка. В правом желудочке обычно три папиллярных мышцы. Наибольшая передняя расположена ниже комиссуры между передней и задней створками. Она восходит одновремен но из модераторной ножки и передне-боковой стенки. Задняя папиллярная мышца лежит позади соединения задней и септальной створок. Небольшая септальная папиллярная мышца исходит из стенки инфундибулума - выносящего тракта правого желудочка и привязывает переднюю и септальную створки высоко напротив инфундибулярной стенки. Иногда эти мышцы отсутствуют, и хорды исходят прямо из миокарда. Септальная створка прикрепляется, в основном, к межжелудочковой перегородке. В начале фазы изоволюметрического сокращения желудочков папиллярные мышцы, расположенные параллельно относительно стенок желудочков и прикрепленные хордами к двум смежным створкам клапана, тянут все створки митрального или трикуспидального клапанов вместе и вниз в полость соответствующего желудочка. Удержание концов створок приводит к схлопыванию в первую очередь базальных участков створок. Тем самым, направление сил в начале систолы на створки клапана обеспечивает герметичное смыкание. Динамика процесса запирания митрального отверстия обеспечивается направлением движения створок навстречу друг другу в конце диастолы под действием гидродинамических явлений, когда створки «свободно плавают» в пространстве между левым предсердием и левым желудочком. Вторым механизмом смыкания створок служит удержание концов створок папиллярными мышцами в момент начала подъема давления, когда усилие воспринимается всей желудочковой поверхностью створок, и сближением папиллярных мышц. С началом сокращения миокарда желудочков происходит укорочение папиллярных мышц. Окончательная герметизация клапанного отверстия обеспечивается смыканием створок, начиная от их основания, с участием комиссур, где происходит укладывание складок между створками [19-21].

Хорды

Хорды - это прочные связки из фиброзной ткани, которые натянуты от вершины папиллярной мышцы к створке. Они часто разделяются и связываются между собой прежде, чем присоединиться к створке. Хорды могут прикрепляться прямо к фиброзным ножкам, идущим вдоль свободного края клапана, или могут становиться внедренными в желудочковую поверхность створок в нескольких миллиметрах от края. Дополнительные хорды направляются прямо от желудочковой стенки левого желудочка в подпространство задней створки митрального клапана. В правом желудочке для септальной и задней створок трикуспидального клапана также могут иметься дополнительные хорды, идущие от межжелудочковой перегородки. Хорды, благодаря прикреплению к большей части свободного края створки клапана и большому количеству соединений между ними, позволяют створкам клапана как парусам раздуваться вперед в диастолу, обеспечивать противопоставление и примыкание их друг к другу, перераспределять силы желудочковой систолы. Дисфункция или разрыв папиллярных мышц, разрыв хорд могут уменьшить удержание одной или более створок и привести к регургитации.

Перикард

Различают висцеральный и париетальный перикард. Он продолжается на несколько сантиметров на сосуды. Перикард имеет фиброзный слой. Полость перикарда в норме содержит от 10 до 50 мл перикардиальной жидкости. Париетальный перикард имеет связки с рукояткой грудины, с позвоночником и с диафрагмой. Четыре складки перикарда образуют синусные пространства: верхний синус, поперечный, заднекавальный карман и косой синус.

Биомеханика патологических образований в клапанном аппарате сердца

К болезням клапанов сердца относят врожденные пороки развития клапанов, проявления ревматического процесса и дегенеративные изменения. При этом створки клапанов могут претерпевать различное утолщение, изменение длины, гибкости, уменьшение подвижности. Изменения подклапанных структур происходят в виде деформации, фиброза и кальциноза. Все это, вместе взятое, приводит к уменьшению степени открытия клапанного отверстия. Патологические изменения клапана необходимо оценивать до операции, так как некоторые виды поражения клапана ухудшают условия эффективного и безопасного выполнения операции, являются факторами риска [3,11, 16, 22].

Врожденные пороки аортального клапана и клапана легочной артерии чаще всего связанны с недоразвитостью одной или нескольких створок. В случае врожденного стеноза створки остаются неразделенными по линиям соприкосновения. Створки при этом толще, чем в норме, но достаточно эластичны. Поэтому в систолу они прогибаются в просвет аорты или легочной артерии и образуют купол с отверстием, смещенным в сторону одной из комиссур. Это приводит к нарушению гемодинамики. Возникает турбулентность потока, которая приводит к травма-

тизации тканей створок, повышенному разрушению эритроцитов и осаждению фибрина на створках клапана. Измененные створки подвергаются фиброзу и кальцинозу, который еще больше ухудшает гидравлические характеристики отверстия и механические свойства тканей. Эти патологические процессы более выражены в аортальном клапане, который функционирует в условиях больших гемодинамических нагрузок. Изменение эластичности створок, вызванное сенильной дегенерацией, воспалением, кальцинозом, лишает их возможности выворачиваться и флотировать вдоль стенок аорты. Одновременно тело створок утолщается, они становятся более ригидными, уменьшается их подвижность. При этом величина отверстия зависит от протяженности сращений и толщины створок. Самая частая форма поражения -воспаление, приводит к выпадению на поверхности створок клапана фибрина и образованию сращений в области комиссур. Этот процесс развивается от стенки аорты к центру клапанного отверстия. Клапанное отверстие приобретает неправильную форму. Таким образом, препятствие в области полулунных клапанов формируется сращением створок и потерей ими эластичности.

Путь расширения аортального отверстия лежит через разрушение комиссур и улучшение подвижности створок. Они должны быть единственным объектом воздействия дилататора.

В результате ревматического поражения митрального клапана разрастается соединительная ткань створок, которые утолщаются и становятся менее подвижными. Фиброз - разрастание волокнистой соединительной ткани внутри створок. Кальциноз -отложение в тканях солей кальция в виде пластинок. Отложение фибрина и слипание створок приводит к изменению их подвижности и сепарации, а, следовательно, и к изменению гемодинамики. Ревматический процесс поражает трикуспидальный, аортальный и митральный клапаны. Митральный клапан поражается наиболее часто, причем у женщин в четыре раза чаще, чем у мужчин. При стенозировании митрального клапана в нем происходят следующие изменения. За счет фиброза и кальциноза скелет клапана становится ригидным и перестает менять размеры в течение сердечного цикла, при этом входное отверстие желудочка почти не уменьшается по площади. Створки утолщаются по периферии к фиброзному кольцу, укорачиваются, слипаются и затем срастаются в местах наибольшего соприкосновения по комиссурам. Площадь слипания наибольшая по периферии и уменьшается к фиброзному кольцу. Хорды становятся жестче и короче, слипаются между собой, образуя конусообразный канал. Нередко хорды могут под-

вертаться кальцинированию. Из гибких нитей, работающих только на растяжение, они превращаются в стержни, работающие на сжатие, и препятствуют свободному перемещению створок в желудочек. В результате воспалительного процесса искажается форма сосочковых мышц и происходит их сближение. При этом создается препятствие на пути притока в желудочек.

Стенозирование клапанного отверстия - это не просто уменьшение размера входного сечения, а перестройка конструкции путей притока и нарушение гемодинамики вследствие морфологических изменений элементов клапана. От фиброзного кольца до папиллярных мышц образуется канал в виде усеченного конуса. В соответствии с таким строением меняется механика открытия клапана. Створки меньше расходятся из-за сращений, уменьшения эластичности, жесткой фиксации ригидными хордами, причем задняя створка может оказаться неподвижной. При этом изменяется амплитуда и характер движения створок, ориентация клапанного канала и его топография. Клапанное отверстие смещается ближе к задней части фиброзного кольца. Хорды во время открытия клапана мешают створкам свободно проваливаться, так как они (а зачастую и папиллярные мышцы) не могут свободно следовать за стенкой желудочка в поперечном направлении.

Список литературы 1. Каро К., Педли Т., Шротер Р., Сид У. Механика кровообращения. М.: Мир. 1981; 248.

2. Михайлов C.C. Клиническая анатомия сердца. М.: Медицина. 1987; 288.

3. Hurst's the HEART, by Ed.: Valentin Fuster, et al. 10th ed. 2001; 2568.

4. Сагалевич B.M., Завалишин H.H., Константинов Б.А., Живодеров Н.Н., Дземешкевич С.Л., Иванов А.С. Механические характеристики клапанно-аортального комплекса человека. Механика композитных материалов. М.: Медицина. 1982; 1: 17-20.

5. Сагалевич В.М., Завалишин Н.Н., Дземешкевич С.Л., Неню-ков А.К. Перемещения и усилия в элементах клапанно-аортального комплекса в диастолу и систолу. Механика композитных материалов. М.: Медицина. 1985; 1: 21-24.

6. Углов Ф.Г., Некласов Ю.Ф., Герасин В.А. Катетеризация сердца и селективная ангиокардиография. Л.: Медицина. 1974; 184.

7. Копейкин Н.Г. Строение клапанного аппарата сердца. Автореф. дисс. д-ро мед. наук. Иваново. 1968; 24.

8. Rusted J.E., Schiefley С.Н., Edvards J.E. Studies of the mitral valve and associated structures. Circulation. 1952; 6: 825-826.

Восстановления сердечного русла можно достигнуть путем приложения окружных и радиальных сил, как минимум, на двух уровнях - между створками клапана и вдоль хорд в области подклапанного пространства. Возрастные изменения клапанов наступают у пациентов шестидесяти лет и старше. Это дегенеративные пороки клапанов сердца. Они отличаются от ревматического поражения. У аортального клапана центральные створчатые узелки утолщаются и увеличиваются. В основании синусов Вальсальвы возникают кальциевые отложения, а сам синус дилатируется. Тело створок аортального клапана утолщается. По краю створок развиваются фенестрации. В легочном клапане утолщение створок обычно выражено меньше, чем в аортальном.

На створках митрального и трикуспидального клапанов появляются локальные области фиброзных утолщений. На желудочковой поверхности передней створки выражены отложение липидов и кальциноз. Отсутствие сращений между створками дегенеративно измененных клапанов не исключает возможности лечебного воздействия на них баллонными дилата-торами. Однако при этом следует учитывать, что ди-латирующее воздействие направлено не на разделение сращений, а на восстановление эластичности и подвижности створок, удлинение и выравнивание их краев.

9. Lam J., Ranganathan N., Nigle E., et al. Morphology of the human mitral valve. 1. Chordae tendineae: a new classification. Circulation. 1970; 41(3): 449-458.

10. Лапкин K.B. Современная хирургия митрального стеноза. Автореф. дисс. д-ра мед. наук. М., 1981; 45.

11. Дземешкевич С.Л., Стивенсон Л.У. Болезни митрального клапана. Функция, диагностика, лечение. М.: ГЕ0ТАР МЕДИЦИНА. 2000; 288.

12. Roberts W.C., Pertoff J.K. Mitral valvular disease. A clinico-pathologic survey of conditions causing the mitral valve to function abnormality. Ann. Intern. Med. 1972; 77: 939-975.

13. Неттер Ф. Атлас анатомии человека: Уч. пособие - атлас. Под ред. Бартоша Н.0. (пер. с англ. Киясова А.П.). М.: ГЭ-0ТАР-МЕДИЦИНА. 2003; 600.

14. Van Der Spuy Т.С. The functional and clinical anatomy of mitral valve. Brit. Heart J. 1958; 20: 471-472.

15. Константинов Б.А., Сандриков B.A., Яковлев В.Ф. Оценка производительности и анализ поцикловой работы сердца. Л.: Наука. 1986; 140.

16. Петросян Ю.С. Катетеризация сердца при ревматических пороках. М.: Медицина. 1969; 232.

17. Костюченок Б.М., Цыб А.Ф., Щерба С.Г. Гемодинамические изменения в малом круге кровообращения при трикуспи дальном стенозе, сочетанном с митральным и аортальным пороками сердца. Кардиология. 1967; 2: 33-38.

18. Костюченок Б.М. Пороки трикуспидального клапана. М.: Медицина. 1977; 295.

19. Колесов А.П., Силин В.А., Сухов В.К., Зорин А.Б. Киноангиокардиография: качественный и количественный анализ. Л.: Медицина. 1974; 214.

20. Силин В.А. Анализ внутрисердечной гидромеханики как метод количественной оценки центрального кровообращения. Автореф. дис. д-ра мед. наук. Л., 1982; 34.

21. Зорин А.Б., Колесов Е.В., Силин В.А. Инструментальные методы диагностики пороков сердца и сосудов. Л.: Медицина. 1970; 211.

22. Bailey Ch. Stenosis of the tricuspid valve. In: Derra E. Handbuch der Thoraxchirurgie. Berlin. 1959; 977-996.

Рекомендуем к просомтру

www.kievoncology.com благодарны автору и издательству, которые способствует образованию медицинских работников. При нарушении авторских прав, сообщите нам и мы незамедлительно удалим материалы.