Клапанный аппарат сердца и его гистологическое строение. Аномалии и их причины

Важной анатомической составляющей сердца является клапанный аппарат. Без него кровь не смогла бы двигаться однонаправленно, именно поэтому крайне важно, чтобы все клапаны были в нормальном состоянии и правильно функционировали. Варианты нормы и физиологические особенности клапанного аппарата сердца будут рассмотрены.

Сердечные клапаны необходимы для порционного выброса крови во время сокращения отделов сердца. Их основная функция заключается в предотвращении обратного оттока крови (регургитации) и обеспечении того, чтобы она по сердцу все время двигалась в одном направлении. Закрытие сердечных клапанов можно услышать, как правило, с помощью стетоскопа, который может использоваться для первоначальной диагностики патологических состояний, связанных с клапанным аппаратом.

Видео: Строение сердца человека, круги кровообращения

Описание

Все клапаны сердца покрыты эндотелием. Три слоя, входящие в основу клапанного аппарата, имеют специфические особенности и называются фиброза, спонгиоза и вентрикулярис (fibrosa, spongiosa и ventricularis). Во время сердечных сокращений spongiosa, богатая гликозаминогликанами, облегчает процесс перегруппировки коллагеновых и эластичных волокон.

Вакулярные интерстициальные клетки (ВИК) находятся в обилии во всех слоях сердечных клапанов и содержат разнообразные динамически направленные составляющие. Регулирование коллагена и других компонентов структуры обеспечивается ферментами, синтезированными ВИК. Целостность клапанной ткани поддерживается взаимодействием клапанных эндотелиальных клеток (КЭК) с ВИК. Изменения и ремоделирование клапанной интерстициальной и эндотелиальной структуры способствуют нарушению свойств клапана, а в дальнейшем и клапанной функции.

Основы правильной работы клапанного аппарата:

• Клапаны правильно сформированы и гибки.
• Клапаны полностью открываются, что позволяет необходимому количеству крови свободно пройти через отверстие
• Клапаны плотно закрываются, тогда кровь не вытекает обратно

Виды клапанов, используемых при протезировании

Биологические клапаны

Могут быть выполнены из тканей животного или человека (гетеротрансплантаты, гомотрансплантаты, аутотрансплантаты). Биологические клапаны могут содержать некоторые искусственные компоненты для обеспечения поддержки клапана и его размещения. Основное преимущество такого клапана в отсутствии необходимости в пожизненной антикоагулянтной терапии (постоянном строгом приеме препаратов, значительно разжижающих кровь и требующем постоянной сдачи анализов крови), а основной минус – ограниченный срок службы (10-15 лет).

Механические клапаны

Состоят целиком из механических элементов (титана и пиролитического углерода) и разработаны таким образом, чтобы заменять пациенту функции его собственного клапана. Механический клапан очень надёжен и долговечен, предназначен для многолетней полноценной работы, что является основным преимуществом, однако требует от пациента постоянного приема антикоагулянтов.

В Центре кардиохирургии и кардиологии оказывают помощь пациентам с клапанной патологией различной сложности, включая одно-, двух- и трехклапанное протезирование биологическими и механическими протезами российского и иностранного производства, устранение клапанной недостаточности с использованием разнообразных пластик (пластика на опорном кольце, три- и квадриангулярная резекция створок с аннулопластикой по Де Вега, Батиста) клапанного аппарата, восстановление хордального аппарата путем протезирования хорд митрального клапана и т.д. Основное направление в хирургии клапанной патологии направлено на увеличение числа реконструктивных операций на клапанном аппарате и уменьшении протезирования клапанов.

В Клинике возможно хирургическое лечение клапанов сердца в сочетании с другими заболеваниями, такими как ишемическая болезнь сердца, фибрилляция предсердий (мерцательная аритмия).

Аортальный клапан

Трехстворчатый клапан, расположенный в устье аорты, отделяет полость левого желудочка от аорты. За тремя полулунными створками (правой коронарной, левой коронарной и задней некоронарной) аортального клапана расположены расширенные карманы устья аорты, называемые синусами Вальсальвы. От правого коронарного синуса отходит правая коронарная артерия, от левого коронарного синуса — левая коронарная артерия. Область, где все три створки сходятся, называют комиссурой.

Открытие и закрытие аортального клапана представляет собой пассивный механизм, управляемый давлением, в отличие от митрального клапана.

Ткань аортальных створок растягивается в результате противодействия во время диастолы, при этом происходит удлинение и растяжение эластина. Поэтому в норме створки аортального клапаны довольно гибки и прочны, способны выдержать системное давление. В фазу систолы отдача эластина обеспечивает релаксацию и укорочение створки. Оптимальное функционирование клапана требует идеального выравнивания трех точек возврата.

Связанные заболевания: аортальная регургитация (также называемую аортальной недостаточностью), аортальный стеноз.

4.Диагностика и лечение болезни

Диагноз

устанавливается кардиологом на основании жалоб, анамнеза, результатов аускультации, перкуссии и дополнительных исследований (ЭКГ, УЗИ и др.).
Лечение
может варьировать от рекомендаций соблюдать определенные правила и ограничения в повседневной жизни, – причем к этим рекомендациям стоит отнестись со всей серьезностью, – и до хирургического вмешательства. Кардиохирургия за последние десятилетия накопила богатый арсенал методов эффективной коррекции, имплантирования, оперативной реконструкции, что позволяет успешно справляться со многими тяжелыми и опасными проблемами в работе сердечной мышцы и ее клапанов.

Митральный клапан

Митральный клапан был назван в честь митра Андреасом Весалиусом (De Humani Corporis Fabrica, 1543). Этот клапан расположен на стыке левого предсердия и левого желудочка. Его устройство заключается в пяти функциональных компонентах:

• створки;
• кольцевое пространство;
• сухожильные хорды;
• сосочковые мышцы;
• рядом расположенный миокард.

Фиброзное кольцо представляет собой зону соединительной ткани, вмещающую в себе прерывистые волокнистые и мышечные волокна, которые соединяются с левым предсердием и желудочком. Передняя створка охватывает около одной трети первичной волокнистой передней части кольца. Часть передней створки митрального клапана находится в непосредственной близости к кольцевому отверстию аортального клапана. Вентрикулярная, задняя, створка прикреплена к задней мускульной половине и двум трети кольцевого пространства. Из-за асимметричных створок отверстие митрального клапана имеет форму воронки.

К каждой створке прикреплены хорды как из передней, так и из задней папиллярных мышц. Папиллярные мышцы сокращаются и вытягивают хорды во время систолы, способствующие в свою очередь закрытию створок митрального клапана.

Отдельно выделяют митрально-клапанный комплекс, включающий митральный клапан и левый предсердно-желудочковый миокард, эндокард и часть аорты. Это образование способствует оттоку крови из левого желудочка. Принудительное прохождение крови через клапан, а также его плотное закрытие во время систолы, обеспечивается согласованностью действий митрально-клапанного комплекса.

Связанные заболевания: пролапс митрального клапана, регургитация митрального клапана, стеноз митрального клапана.

Искусственные клапаны сердца

Рекомендации пациентам с протезированным клапаном сердца 1.6 Мб

Искусственный клапан сердца: 2 основных типа

При нарушении работы какого-либо из 4 клапанов сердца — их сужении (стеноз) или чрезмерном расширении (недостаточности) — существует возможность их замены или реконструкции при помощи искусственных аналогов. Искусственный клапан сердца — это протез, который обеспечивает требуемое направление тока крови за счет прерывистого перекрывания устьев венозных и артериальных сосудов. Основным показанием к протезированию служат грубые изменения створок клапана, приводящие к выраженному нарушению кровообращения.

Применяются два основных типа искусственных клапанов сердца: механические и биологические модели, каждая из которых имеют свои особенности, преимущества и недостатки.

1. Butchart EG et al. Recommendations for the management of patients after heart valve surgery. European Heart Journal. 2005: 26(22); 2465-2471.

Рисунок 1. Два основных типа искусственных клапанов

Механический клапан сердца или биологический протез?

Механический клапан сердца надежен, служит долго и не нуждается в замене, но требует постоянного приема специальных медикаментов, снижающих свертываемость крови.

2. Bonow R.O., Carabello B.A., Kanu C. et al.; American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines; Society of Cardiovascular Anesthesiologists; Society for Cardiovascular Angiography and Interventions; Society of Thoracic Surgeons. ACC/AHA 2006 guidelines for the management of patients with valvular heart disease: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (writing committee to revise the 1998 Guidelines for the Management of Patients With Valvular Heart Disease): developed in collaboration with the Society of Cardiovascular Anesthesiologists: endorsed by the Society for Cardiovascular Angiography and Interventions and the Society of Thoracic Surgeons. Circulation 2006; 114 (5): e84-231; J Am Coll Cardiol 2006; 48 (3): e1-148.

Биологические клапаны постепенно могут разрушаться. Срок их службы в значительной степени зависит от возраста больного и сопутствующих заболеваний. С возрастом процесс разрушения биологических клапанов существенно замедляется.

Решение о том, какой клапан наиболее оптимален, должно приниматься перед хирургическим вмешательством в ходе обязательной беседы между хирургом и пациентом.

Жизнь с искусственным клапаном сердца

Люди с протезами сердечных клапанов относятся к категории пациентов с очень высоким риском тромбоэмболических осложнений. Борьба с тромбозами — основа стратегии ведения таких пациентов, и именно ее успешность во многом определяет прогноз для больного.

Риск тромбоэмболических осложнений уменьшается при использовании биологических протезов клапанов, но они имеют свои недостатки. Их имплантируют нечасто и преимущественно пожилым людям.

Жизнь с искусственным клапаном сердца требует ряда ограничений. Большинство пациентов с протезированными клапанами — это лица с механическими протезами, которые принадлежат к группе высокого риска развития тромботических осложнений. Пациент вынужден постоянно принимать антитромботические препараты, в абсолютном большинстве случаев — непрямые антикоагулянты (варфарин). Их должны принимать практически все пациенты с механическими клапанами сердца. Выбор биопротеза также не исключает необходимость приема варфарина, особенно у больных с фибрилляцией предсердий. Во избежание опасных кровотечений, постоянно принимающим варфарин пациентам лучше отказаться от повседневной деятельности и развлечений, связанных с повышенным риском получения травм (контактные виды спорта, работа с режущими предметами или с высоким риском падений даже с высоты собственного роста).

К наиболее важным аспектам врачебного наблюдения за пациентом с искусственным клапаном сердца на сегодняшний день относятся:

• контроль свертываемости крови;
• активная профилактика тромбоэмболических осложнений с помощью антикоагулянтов (чаще всего варфарина).

3. Bonow R.O., Carabello B.A., Chatterjee K. et al.; American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines. 2008 focused update incorporated into the ACC/AHA 2006 guidelines for the management of patients with valvular heart disease: a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines (Writing Committee to revise the 1998 guidelines for the management of patients with valvular heart disease). Endorsed by the Society of Cardiovascular Anesthesiologists, Society for Cardiovascular Angiography and Interventions, and Society of Thoracic Surgeons. Circulation 2008;118 (15): e523-661; J Am Coll Cardiol 2008; 52 (13): e1-142.

Важно отметить, что в настоящее время европейские и американские эксперты считают слишком интенсивными те уровни антитромботической терапии, которые раньше рекомендовались для большинства пациентов. Современные подходы к оценке риска позволяют выделить подгруппы лиц с наиболее высоким риском тромбоэмболических осложнений и активной антитромботической терапией. Для других пациентов с протезированными сердечными клапанами достаточно эффективной будет менее агрессивная антитромботическая терапия.

Профилактика тромбозов у пациентов с механическими клапанами сердца

Профилактика тромбоза у пациентов с механическим клапаном сердца требует пожизненной антитромботической терапии.

Интенсивность терапии варфарином зависит от локализации протеза и его типа. Например, в соответствии с рекомендациям ACC/AHA (2008) механический протез аортального клапана требует поддержания МНО в пределах 2,0-3,0 при использования двухлепестковых (двустворчатых) протезов, а также клапана Medtronic Hall (один из самых популярных в мире одностворчатых искусственных клапанов), или в дипазоне 2,5-3,5 для всех остальных дисковых клапанов, а также для шарового клапана Starr–Edwards.

4. Salem D.N., O’Gara P.T., Madias C., Pauker S.G.; American College of Chest Physicians. Valvular and structural heart disease: American College of Chest Physicians Evidence

Механический протез митрального клапана требует удержания МНО в рамках 2,5-3,5 для всех типов клапанов.

Таблица 1. Рекомендуемое значение МНО при механических клапанах сердца

5. Методические рекомендации рассмотрены и рекомендованы ученым советом ФГБУ «Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний» СО РАМН 01 июля 2011 г., обновлены 14 января 2014 г.

Однако даже на фоне рекомендованной антитромботической терапии риск тромбоэмболических осложнений у пациентов, перенесших протезирование клапанов сердца, остается на уровне 1-2 %. Результаты большинства клинических исследований свидетельствуют о том, что риск тромбоза выше у пациентов с протезами митральных клапанов (по сравнению с протезами аортальных). Если для пациентов с искусственными аортальными клапанами возможен менее интенсивный режим антикоагулянтной терапии (с целевым МНО 2,0-3,0), то в случае с механическим протезом митрального клапана режим антикоагулянтной терапии должен быть достаточно интенсивным (с целевым МНО 2,5-3,5).

6. Vahanian A., Baumgartner H., Bax J. et al.; Task Force on the Management of Valvular Hearth Disease of the European Society of Cardiology; ESC Committee for Practice Guidelines. Guidelines on the management of valvular heart disease: The Task Force on the Management of Valvular Heart Disease of the European Society of Cardiology. Eur Heart J 2007; 28 (2): 230-68.

Вне зависимости от типа используемого искусственного клапана риск тромбоза наиболее высок в первые несколько месяцев после операции – до завершения процессов эпителизации в месте имплантации протеза. Американские эксперты считают целесообразным удерживать МНО в рамках 2,5-3,5 в первые 3 мес. после операции даже для больных с искусственным аортальным клапаном.

Кроме того, удержание МНО в более жестких рамках (2,5-3,5) рекомендуется ACC/AHA при наличии факторов высокого риска тромбоэмболизма вне зависимости от типа протеза и его локализации. К таким факторам относятся мерцательная аритмия, тромбоэмболия в анамнезе, дисфункция левого желудочка (ЛЖ), состояние гиперкоагуляции.

В настоящее время существуют портативные аппараты для самостоятельного определения МНО (по типу систем для контроля уровня сахара у больных диабетом), которые помогают удерживать уровень МНО в необходимом диапазоне. Среди них зарекомендовал себя Coagucheck XS для самостоятельного проведения анализов и немедленного получения результатов ПТВ/МНО. Прибор позволяет получить точные результаты менее чем за минуту, используя при этом всего 8 мкл (одну каплю крови).

Тем не менее, независимо от выбранной стратегии антитромботического лечения после протезирования сердечных клапанов, принципиально важным остается регулярное наблюдение за пациентом, его обучение и тесное сотрудничество с лечащим врачом.

7. Butchart E.G. Antithrombotic management in patients with prosthetic valves: a comparison of American and European guidelines. Heart 2009;95: 430 436.

Это позволяет своевременно корректировать дозы препаратов, а также изменения их тромболитической активности в зависимости от особенностей питания, состояния функции печени и почек пациента.

Профилактика тромбоза у пациентов с биопротезами клапанов

Пациентам с биопротезами клапанов показана менее агрессивная антикоагулянтная терапия, поскольку в большинстве исследований риск тромбоэмболических осложнений у таких больных даже при отсутствии терпи антикоагулянтами составлял в среднем всего 0,7 %.

По мнению американских экспертов добавление варфарина может быть полезным при повышенном риске тромбоэмболий, но не рекомендуется рутинно всем пациентам. При использовании варфарина следует удерживать МНО в рамках 2,0-3,0, если протезирован аортальный клапан, и 2,5-3,5 — если митральный.

Применение варфарина с целевым МНО 2,0-3,0 также может быть целесообразно в первые 3 мес. после операции и у больных с протезом митрального или аортального клапана без факторов риска, учитывая повышенную склонность к тромбообразованию в ранние сроки после протезирования клапана. Особые преимущества от такой стратегии получают пациенты с протезом митрального клапана.

Таблица 2. Рекомендуемое значение МНО при биологических клапанах сердца

Однако европейские эксперты ESC полагают, что в настоящее время нет достаточно убедительных данных, подтверждающих необходимость длительной антитромботической терапии у пациентов с биопротезами сердечных клапанов, если у этих пациентов нет каких-либо дополнительных факторов риска.

В европейском руководстве использовать варфарин у таких больных рекомендуется только на протяжении первых 3 мес. после операции (целевое МНО — 2,5).

Длительная (пожизненная) антикоагулянтная терапия у пациентов с биопротезами клапанов может быть целесообразной только при наличии факторов высокого риска (например, мерцательной аритмии; в меньшей мере таким фактором риска может выступать сердечная недостаточность с ФВ ЛЖ <30%), утверждается в руководстве ESC6.

Таким образом, и в отношении больных с биопротезами сердечных клапанов европейские эксперты рекомендуют более осторожную тактику антитромботической терапии, в то время как американские специалисты считают оправданным более агрессивный подход. В то же время в США более распространена тенденция минимизировать время нахождения пациента в стационаре и стоимость его лечения, поэтому американские врачи для профилактики тромбоэмболий предпочитают назначать пациентам с биопротезами препараты ацетилсалициловой кислоты. В Европе пока склонны удерживать пациента в стационаре дольше, если это требуется, и применять у данной категории больных варфарин, более требовательный к мониторингу показателей свертывания крови.

Одной из наиболее существенных проблем ведения таких пациентов в условиях отечественного здравоохранения является невозможность адекватного контроля показателей свертывания крови на фоне постоянного приема антикоагулянтов.

Именно показатель МНО рекомендован всеми международными руководствами как необходимый для обеспечения безопасности и эффективности терапии.

Рекомендации пациентам с протезированным клапаном сердца 1.6 Мб

Клапан легочной артерии

Еще известен как пульмональный клапан. Структура легочного клапана аналогична структуре аортального клапана. Створки имеют полулунную форму, в норме их три (передняя, левая и правая). Подобно створкам называются синусы, которые посредством арочного кольца (синотобулярного соединения) объединяются с легочным стволом. Как и у остальных клапанов, у легочного также имеется фиброзное кольцо и комиссура.

Связанные заболевания: стеноз легочного клапана, регургитация легочного клапана.

Легочный снорт

В защищенном состоянии трехстворчатогоснорта, единственный путь для крови – легочный ствол. Данный клапан, в соответствии с анатомией, находится на входе. Его строение таково, что при повышении давлении, он открыт и дает выход кровяному потоку в артерии. Под действием возврата потока, в расслабленном состоянии желудочка, он блокируется, идентично аортальному, защищая легочный ствол от обратного хода крови.

Правая камера – это система, в которой давление снижено. Поэтому строение снорта здесь мягче, в сравнении с аортальным. В момент прослушивания человека с хорошим здоровьем, врач слышит легочный и аортальный клапаны сердца.

Трехстворчатый клапан

Еще известен как трикуспидальный клапан. Расположен в правой половине сердца на стыке предсердия и желудочка. Состоит из 3 створок, хордовых сухожилий (передней, задней) и часто определяемой третьей сосочковой мышцы. Трехстворчатый клапан не имеет четко выраженного коллагенового кольца. Три створки прикреплены к волокнистому кольцу эллиптической формы. Прямое прикрепление створчатой перегородки является отличительной чертой трехстворчатого клапана. Выдающиеся сосочковые мышцы поддерживают створки в комиссурах.

Нормальная функция клапана требует структурной целостности и координированных взаимодействий между несколькими анатомическими компонентами. Различные патофизиологические механизмы могут вызывать заболевание сердечных клапанов.

Связанные заболевания: атрезия трехстворчатого клапана, регургитация трехстворчатого клапана, стеноз трехстворчатого клапана.

2.Опасность патологии клапанов

Любая патология в механике одного или нескольких сердечных клапанов неизбежно отражается на функционировании миокарда в целом, а значит, и на всей системе жизнеобеспечения – сколь бы устойчивой она ни была. Наиболее общим негативным эффектом в этом смысле является то, что сердечная мышца, автоматически компенсируя дефицит крови и работая с постоянной перегрузкой, постепенно гипертрофируется

– увеличивается в объеме, растягивается. В итоге может развиться т.н. сердечная недостаточность в той или иной (иногда жизнеугрожающей) степени. Могут возникнуть
аритмия, тенденция к тромбообразованию из-за застоя крови, эрозия
и пр. Однако, проблемы с клапанами могут начинаться практически бессимптомно, и самым первым признаком зачастую становится «безобидная»
одышка
, т.е. ощущение нехватки воздуха. Собственно, это и есть дефицит кислорода в крови, которая не оксигенируется или не очищается должным образом.

Посетите нашу страницу Кардиология

Работа клапанного аппарата

В нормальном состоянии клапаны функционируют со строгой упорядоченностью, что дает возможность камерам сердца правильно сокращаться и выбрасывать кровь в нужном объеме. Существует четыре основных этапа действия клапанного аппарата:

1. Открываются атриовентрикулярные клапаны (митральный и трикуспидальный), в результате чего кровь устремляется из верхних отделов сердца в нижние.

2. При заполнении желудочков в их полости повышается давление, вследствие чего клапаны закрываются. Когда желудочки сокращается кровь вновь заполняет предсердия (венозная — правое и артериальная — левое).

3. Аортальный и легочной крапаны открываются. Это также происходит под давлением, когда желудочки сокращаются и кровь проталкивается в крупные сосуды и следует либо в легкие (из правого желудочка), либо ко всем органам и тканям (из левого желудочка).

4. Во время расслабления желудочков легочной и аортыльный клапаны закрываются. В это время открываются атриовентрикулярные клапаны и кровь снова поступает в желудочки из предсердий для следующего выброса в кровеносное русло.

Функции митрального снорта

Этот створчатый сердечный клапан расположился в левой камере между желудочком и предсердием. В открытом состоянии, он выполняет функцию – вход для потока крови в желудочек. Когда сердечная мышца находится в систолической фазе, клапан блокирует обратный ход для крови.

Медицинская история сферы кардиологии указывает, что за счет своего строения, митральный снорт (двухстворчатый) является первым в распознавании на УЗИ. Благодаря своей анатомии он хорошо отражает сигнал УЗИ. За счет того, что передняя створка снорта обладает хорошей пластикой и подвижностью, медицинские специалисты могут детально рассмотреть строение клапанного аппарат.