Mga balbula ng puso

Mas maaga ito ay naisip na ang lahat ng mga balbula ng puso ay simpleng mga istruktura na ang kontribusyon sa unidirectional daloy ng dugo ay isang passive na kilusan bilang tugon sa gradient ng pagkilos ng presyon. Ang pag-unawa sa "passive structures" ay humantong sa paglikha ng mga "passive" na mga substitutes sa mekanikal at biological na balbula.

Ito ay nagiging maliwanag na ang mga balbula ng puso ay may mas kumplikadong istraktura at pag-andar. Samakatuwid, ang paglikha ng isang "aktibong" puso balbula kapalit nagpapahiwatig ng isang makabuluhang pagkakatulad sa kanyang istraktura at function na may isang natural na balbula puso, na sa pangmatagalang ay lubos na magagawa dahil sa pag-unlad ng tissue engineering.

Ang mga balbula ng puso ay bubuo mula sa mga embryonic buds ng mesenchymal tissue sa panahon ng pagpasok ng endocardium. Sa proseso ng morphogenesis nabuo atrioventricular kanal (tricuspid at parang mitra valves cerdechnye) at ventricular agos lagay (ng aorta at pulmonic valves cerdechnye).

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

Paano nakaayos ang mga balbula ng puso?

Ang simula ng ang pag-aaral ng dugo supply ng valves inilagay N Luschka (1852), gamit ang isang pag-iiniksyon ng isang sasakyang-dagat kaibahan puso tumitimbang. Nakakita siya ng maraming mga vessels ng dugo sa valves ng atrioventricular at semilunar valves ng aorta at pulmonary artery. Gayunpaman, sa isang bilang ng mga gabay sa pathologic anatomya at histology may mga indikasyon na walang pagbabago ng tao balbula ng puso ay hindi naglalaman ng anumang sasakyang-dagat ng dugo at sa huli paglitaw lamang sa valves sa iba't-ibang mga pathological proseso - arteriosclerosis ng iba't ibang mga pinagmulan at endocarditis. Ang impormasyon tungkol sa kawalan ng mga daluyan ng dugo ay batay sa mga histological studies. Ito ay ipinapalagay na sa kawalan ng daluyan ng dugo sa libreng bahagi ng flaps kanilang pagkain ay tumatagal ng lugar sa pamamagitan ng pag-filter ang likido mula sa plasma ng dugo, ang washer folds. Pagtagos ay nabanggit sa ilang mga sasakyang-dagat maygitgit kalamnan fibers sa base flaps at muskulado chords.

Gayunman, kapag ang pag-iiniksyon vessels ng puso iba't ibang dyes (patay na hayop sa gelatin, bismuth gelatin may tubig slurry black mascara, solusyon ng karmin o trypan bughaw), ito ay natagpuan na ang mga sisidlan maarok ang atrio-ventricular cerdechnye valves, ng aorta at baga arterya kasama para puso kalamnan tissue , bahagyang hindi umaabot sa libreng gilid ng dahon.

Sa friable fibrous nag-uugnay tissue ng valves ng atrioventricular valves, natagpuan ang mga nakahiwalay na pangunahing vessels, anastomosing sa mga vessels ng isang bilang ng mga lugar na matatagpuan sa cardiac transverse kalamnan tissue.

Ang pinakamalaking bilang ng mga vessels ng dugo ay matatagpuan sa base at medyo mas mababa sa libreng bahagi ng mga valves.

Ayon sa KI Kulchitsky et al (1990), ang isang mas malaking lapad ng arterial at venous vessels ay matatagpuan sa mitral na balbula. Sa base ng mga balbula ng balbula na ito, may mga pangunahing mga vessel na may makitid na loop na network ng mga capillary na pumasok sa basal bahagi ng balbula at sumasakop sa 10% ng lugar nito. Sa balbula ng tricuspid, ang mga arterial vessel ay may mas maliit na lapad kaysa sa balbula ng mitral. Sa mga balbula ng balbula na ito ay may mga pangunahing nakakalat na uri ng mga barko at medyo malawak na mga loop ng mga capillary ng dugo. Sa balbula ng mitral, ang dahon sa harap ay mas masidhi na dumadaloy sa dugo, sa balbula ng tricuspid, ang mga anterior at posterior valve, na nagdadala sa pangunahing pag-andar sa pagsasara. Ang ratio ng diameters ng arterial at venous vessels sa atrioventricular valves ng puso ng mga mature na tao ay 1: 1.5. Ang mga capillary loops ay poligonal at matatagpuan patayo sa base ng flaps ng balbula. Ang mga vessel ay bumubuo ng isang planar network na matatagpuan sa ilalim ng endothelium mula sa gilid ng atria. Ang mga daluyan ng dugo ay matatagpuan din sa chords ng tendon, kung saan sila tumagos mula sa mga kalamnan ng papillary ng kanan at kaliwang ventricle hanggang sa isang distansya ng hanggang 30% ng haba ng chords ng tendon. Maraming mga vessels ng dugo ay bumubuo ng mga arched loops sa base ng tendon chords. Ang mga balbula ng puso ng aorta at baga ng baga para sa suplay ng dugo ay naiiba mula sa atrioventricular. Ang mga pangunahing vessel ng medyo mas maliit na lapad ay angkop sa base ng mga semilya ng mga balbula ng aortic at pulmonary. Ang maikling sanga ng mga sisidlan na ito ay nagwawakas sa mga maliliit na ugat ng isang irregular na hugis-itlog at polygonal na hugis. Ang mga ito ay matatagpuan, higit sa lahat, malapit sa base ng mga pakpak ng semilya. Ang mga venous vessel sa base ng mga valve ng aorta at pulmonary artery ay mayroon ding mas maliit na diameter kaysa sa base ng mga atrioventricular valve. Ang ratio ng diameters ng arterial at venous vessels sa valves ng aorta at pulmonary artery ng puso ng mga mature na tao ay 1: 1.4. Mula sa mas malaking mga sisidlan, ang mga sangay ng maikling pag-ilid ay lumabas, na nagtatapos sa mga capillary ng maling hugis-itlog at polygonal na hugis.

Sa edad na may isang coarsening ng nag-uugnay tissue fibers tulad ng collagen at elastin, pati na rin ang pagbabawas ng bilang ng maluwag fibrous irregular connective tissue develops flaps tissue esklerosis atrioventricular balbula at ang mga leaflets ng semilunar valves ng aorta at baga arterya. Nabawasang haba fibers valves puso maygitgit kalamnan tissue at samakatuwid ay binabawasan nito ang dami at bilang ng matalim sa puso valves daluyan ng dugo. Kaugnay ng mga pagbabagong ito cerdechnye valves mawala ang kanilang mga sunud-sunuran at nababanat katangian, na kung saan ay nakakaimpluwensya sa pagsasara ng mekanismo ng valves at hemodynamics.

Ang mga balbula ng puso ay may mga lymphatic capillary network at isang maliit na bilang ng mga vessel ng lymphatic na may mga valve. Ang mga lymphatic capillaries ng valves ay may katangian na hitsura: ang kanilang lumen ay napaka iregular, ang parehong maliliit na ugat sa iba't ibang lugar ay may iba't ibang lapad. Sa gilid ng ilang mga capillary, ang mga extension ay nabuo-lacunae ng iba't ibang mga hugis. Ang mga loop ng network ay madalas na iregular na polygonal, mas madalas na hugis-itlog o bilog na hugis. Kadalasan, ang mga loop ng lymphatic network ay hindi nakasara, at ang mga lymphatic capillary ay nagtatapos nang walang taros. Ang mga lymphatic capillary loops ay madalas na nakatuon sa direksyon mula sa libreng gilid ng balbula hanggang sa base nito. Sa maraming mga kaso, ang isang dalawang-layered network ng mga lymphatic capillaries ay natagpuan sa valves ng atrioventricular valve.

Ang mga nervous plexuses ng endocardium ay matatagpuan sa iba't ibang mga layer nito, pangunahin sa ilalim ng endothelium. Sa libreng gilid ng flaps ng balbula, matatagpuan ang mga nerve fibers, higit sa lahat na may radial, na kumukonekta sa mga chords ng tendon. Mas malapit sa base ng mga valve ay isang malaking plexus plexus na nag-uugnay sa plexus sa paligid ng fibrous rings. Sa mga semilyunular valves, ang endocardial neural network ay mas bihirang. Sa lugar ng pag-attach ng mga balbula, ito ay nagiging makapal at multilayered.

Ang cellular na istraktura ng mga balbula ng puso

Ang balbula ng mga interstitial cell na may pananagutan sa pagpapanatili ng istraktura ng balbula ay may haba na hugis na may malaking bilang ng mga manipis na proseso na umaabot sa buong balbula ng matris. Mayroong dalawang populasyon ng balbula ng mga interstitial cell, na naiiba sa morpolohiya at istraktura; ang ilan ay may mga pag-aari ng pag-uugali at nailalarawan sa pamamagitan ng pagkakaroon ng mga kontraktwal na fibrils, ang iba ay mayroong mga katangian ng pag-aalis at may mahusay na binuo endoplasmic reticulum at aparatong Golgi. Nagpapaikli function na resists hemodynamic presyon ay pinananatili at karagdagang pagpaliwanag ng parehong puso at ng kalansay nagpapaikli protina na bumubuo sa mabigat na kadena ng alpha at beta-myosin at iba't-ibang isoforms troponin. Ang pagkaliit ng balbula ng balbula ng puso ay ipinakita bilang tugon sa isang bilang ng mga vasoactive agent na nagmumungkahi ng coordinating action ng biological stimulus para sa matagumpay na paggana ng balbula.

Ang mga selulang pang-interstitial ay kinakailangan din ng mga bahagi ng reductive system ng mga istruktura tulad ng mga balbula ng puso. Ang tuluy-tuloy na paggalaw ng mga valve at ang pagpapapangit ng nag-uugnay na tissue na nauugnay dito, ay gumagawa ng pinsala sa mga balbula ng mga interstitial na balbula upang mapanatili ang integridad ng balbula. Ang proseso ng pagbawi ay mahalaga para sa normal na paggana ng balbula, at ang kawalan ng mga selula sa modernong mga modelo ng artipisyal na mga balbula ay malamang na isang kadahilanan na nag-aambag sa pinsala sa istruktura sa bioprostheses.

Ang isang mahalagang direksyon sa pag-aaral ng mga interstitial cell ay ang pag-aaral ng pakikipag-ugnayan sa pagitan nila at ng nakapalibot na matris, na pinangasiwaan ng focal adhesion ng molecules. Ang mga focal adhesion ay nagdadalubhasang mga pakikipag-ugnayan ng cell-matrix na nagtali sa cytoskeleton ng isang cell sa mga protina ng matris sa pamamagitan ng mga integrit. Gumagawa din sila bilang mga site ng pagbibigay ng senyas para sa transduction, pagpapadala ng mekanikal na impormasyon mula sa extracellular matrix, na maaaring makakuha ng mga tugon, kabilang ang, ngunit hindi limitado sa, cell pagdirikit, migration, paglago at pagkita ng kaibhan. Ang pag-unawa sa cellular biology ng valvular interstitial cells ay mahalaga upang maitatag ang mga mekanismo kung saan nakikipag-ugnay ang mga selulang ito sa isa't isa at sa kapaligiran, upang ang function na ito ay maaaring kopyahin sa artipisyal na mga balbula.

Sa pagkakaroon ng kaugnayan sa pagbuo ng isang promising lugar ng tissue engineering puso balbula sa pananaliksik interstitsiapnyh cell ay isinasagawa gamit ang isang malawak na iba't ibang mga diskarte. Ang pagkakaroon ng napatunayan cytoskeleton ng mga cell paglamlam para vimentin, desmin, troponin, alpha-actin at myosin makinis na kalamnan mabigat na chain alpha at beta-myosin light chain-2 puso myosin, alpha at beta-tubulin. Ikli cells nakumpirma positibong tugon sa epinefrin, angiotensin II, bradykinin, carbachol, potasa klorido, endothelium I. Cellular functional relasyon tinutukoy at na-verify slotted pakikipag-ugnayan karboksiflyuorestseina Microinjection. Ang matrix pagtatago install paglamlam para prolyl-4-hydroxylase / i-type II collagen, fibronectin, chondroitin sulpate, laminin. Innervation ay naka-install malapit motor nerve endings, na nakakaapekto sa aktibidad ng neuropeptide Y tyrosine hydroxylase, acetylcholine, vasoactive bituka peptide, sangkap P, kaptsitonin gene na may kaugnayan peptide. Mitogenic kadahilanan sinusuri minana platelet-paglago kadahilanan, pangunahing fibroblast paglago kadahilanan, serotonin (5-HT). Fibroblasts aral interstitial cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang hindi kumpletong basement lamad, mahabang, manipis cytoplasmic proseso malapit na koneksyon sa matrix, isang mahusay na binuo magaspang endoplasmic reticulum at Golgi apparatus, ang kayamanan ng microfilaments, ang pagbuo ng isang adhesive bond.

Ang mga taludtod na endocardial cell ay bumubuo ng isang functional na envelope atrombogenous sa paligid ng bawat balbula ng puso, katulad ng vascular endothelium. Ang malawakang paraan ng kapalit ng balbula ay nag-aalis ng proteksiyon na pag-andar ng endocardium, na maaaring humantong sa pag-aalis ng mga platelet at fibrin sa mga artipisyal na mga balbula, pag-unlad ng impeksyon sa bacterial at tissue calcification. Ang isa pang malamang na pag-andar ng mga selula na ito ay ang regulasyon ng napapailalim na valvular interstitial cells, katulad ng regulasyon ng makinis na mga selula ng kalamnan ng endothelium. Ang kumplikadong pakikipag-ugnayan ay umiiral sa pagitan ng endothelium at kalapit na mga selula, bahagyang pinangasiwaan ng matutunaw na mga salik na itinatago ng mga selula ng endothelial. Ang mga cell na ito ay bumubuo ng isang malaking ibabaw, na sakop ng mga micro-growths sa luminal side, kaya ang pagtaas ng exposure at posibleng pakikipag-ugnayan sa metabolic substances ng circulating blood.

Endothelium ay madalas na nagpapakita ng morphological at functional na mga pagkakaiba na sanhi ng paggugupit stresses sa daluyan ng pader na nagaganap sa panahon ng paggalaw ng dugo, at ang parehong ay sumasaklaw sa ang balbula endocardial cell pagtanggap ng parehong magpahaba at binalimbing hugis. Pagbabago sa istraktura ng mga cell ay maaaring mangyari dahil sa mga aksyon ng mga lokal na mga bahagi hemodynamics cytoskeleton o pangalawang epekto na sanhi ng mga pagbabago sa ang kalakip na ekstraselyular matrix. Sa ultrastructural antas ng balbula endocardial mga cell ay may pagitan ng mga selula bonds plasma bubble magaspang endoplasmic reticulum at Golgi apparatus. Sa kabila ng katotohanan na sila ay makabuo von Willebrand kadahilanan, parehong sa Vivo at sa isang artipisyal na kapaligiran, kakulangan nila ang guya Weibel-Palade (tiyak na granules na naglalaman von Willebrand kadahilanan), na mga organelles partikular sa vascular endothelium. Balbula endocardial cell ay nailalarawan sa pamamagitan ng malakas na mga link, functional na pakikipag-ugnayan at slotted gilid overlap folds.

Endocardial cell mapanatili ang kanilang metabolic aktibidad kahit na sa vitro: bumuo Willebrand kadahilanan, prostacyclin, nitrik oksido synthase exhibit aktibidad ng angiotensin-convert enzyme, masidhi nakahiwalay na pagdirikit molecules ICAM-1 at ELAM-1, na kritikal para sa mga may-bisang ng mononuclear mga cell sa pagbuo ng immune tugon. Ang lahat ng mga panandang ito ay dapat na kasama sa paglilinang ng ang perpektong cell kultura upang lumikha ng isang artipisyal na balbula sa pamamagitan tissue engineering, ngunit ang immunostimulatory potensyal ng balbula endocardial mga cell ay maaaring ang kanilang mga sarili limitahan ang kanilang paggamit.

Ekstraselyular Metrix para puso balbula ay binubuo ng mahibla collagen at elastin macromolecules ng proteoglycans at glycoprotein. Collagen ay - 60% ng dry timbang ng barbula, elastin - 10% at proteoglycans - 20%. Ang bahagi ng collagen ay nagbibigay ng pangunahing mekanikal katatagan ng balbula at kinakatawan ng collagens I (74%). II (24%) at V (2%) uri. Ang mga bungkos ng mga filament ng collagen ay napapalibutan ng isang sarong elastin na nakikipag-ugnayan sa pagitan nila. Glycosaminoglycan side chain ng proteoglycan molecules ay may posibilidad upang bumuo ng isang gel-tulad ng sangkap na kung saan iba pang mga molecules interact upang bumuo ng isang permanenteng matrix interconnections at iba pang mga sangkap ay idineposito. Glycosaminoglycans pantao puso balbula binubuo pangunahin ng hyaluronic acid, sa isang mas mababang lawak - ng dermatan sulpate, chondroitin-4-sulpate at chondroitin-6-sulpate, na may minimum na heparan sulpate. Remodeling at pag-update matrix tissue ay kinokontrol ng matrix metalloproteinases (MMPs) at ang kanilang mga tissue inhibitors (TI). Ang mga molecule ay din na kasangkot sa isang malawak na hanay ng mga physiological at pathological proseso Ang ilang metalloproteinases, kabilang ang interstitial collagenase (MMP-1, MMP-13) at gelatinases (MMP-2, MMP-9) at ang kanilang mga tissue inhibitors (TI-1, lima- 2, TI-3), ay matatagpuan sa lahat ng mga valves ng puso. Ang sobrang pagbubuga ng produksyon ng metalloproteinase ay tipikal para sa mga kondisyon ng pathological ng balbula ng puso.

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

Valve ng puso at kanilang morphological structure

Ang mga balbula ng puso ay binubuo ng tatlong iba't ibang mga morphologically at makabuluhang mga layers ng matrix ng balbula - mahibla, spongy at ventricular.

Ang fibrous layer ay bumubuo ng isang load-proof frame ng flap ng balbula, na binubuo ng mga layer ng collagen fibers. Ang mga fibers ay inayos nang radially sa anyo ng folds para sa posibilidad ng pag-abot ng arterial valves sa pagsasara. Ang fibrous layer ay matatagpuan malapit sa panlabas na ibabaw ng mga valves. Ang mahibla layers ng atrioventricular valves ay nagsisilbing isang pagpapatuloy ng collagen beams ng chords ng tendon. Ito ay matatagpuan sa pagitan ng mga spongy (entrance) at ventricular (exit) na mga layer.

Sa pagitan ng fibrous at ventricular mayroong isang espongy layer (spongiosa). Ang spongy layer ay binubuo ng isang hindi mahusay na organisadong nag-uugnay tissue sa isang malagkit daluyan. Ang mga nangingibabaw na bahagi ng matrix ng patong na ito ay mga proteoglycans na may arbitrarily oriented collagen at manipis na mga layer ng elastin. Ang mga side chain ng mga molecule ng proteoglycans ay may malakas na negatibong singil, na nakakaapekto sa kanilang mataas na kakayahan na magtali ng tubig at bumubuo ng porous gel ng matris. Ang spongy matrix layer ay binabawasan ang mga stress sa makina sa valves ng valves ng puso at nagpapanatili ng kanilang kakayahang umangkop.

Ang ventricular layer ay mas manipis kaysa sa iba, at puno ng nababanat na fibers na nagpapahintulot sa mga tisyu na makatiis ng pare-pareho na pagpapapangit. Ang Elastin ay may isang istraktura ng spongy na pumapaligid at nag-uugnay sa mga fibre ng collagen, at tinitiyak ang kanilang pagpapanatili sa isang neutral na nakatiklop na estado. Ang inlet layer ng balbula (ventricular - para sa arterial valves at spongy - para sa mga atrioventricular na iyan) ay naglalaman ng higit pang elastin kaysa sa output, na nagbibigay ng paglambot ng haydroliko epekto kapag isara ang mga valves. Ang relasyon sa pagitan ng collagen at elastin ay nagbibigay-daan sa pagpapalawak ng mga balbula sa 40% nang walang permanenteng pagpapapangit. Sa ilalim ng impluwensiya ng isang maliit na load, ang collagen istraktura ng layer na ito ay nakatuon sa direksyon ng paglo-load, at ang paglaban sa karagdagang paglago ng pagtaas ng pag-load.

Kaya, ang ideya ng mga balbula ng puso bilang isang idle endocardium na pagkopya ay hindi lamang simplistic, ngunit din, sa katunayan, hindi tama. Ang mga balbula ng puso ay isang organ na may isang kumplikadong istraktura, kabilang ang mga striated fibers ng kalamnan, dugo at lymphatic vessels, at mga elemental ng nerve. Pareho sa kanilang istraktura at paggana, ang mga balbula ay bumubuo ng isang buo sa lahat ng istruktura ng puso. Ang pagtatasa ng normal na function ng balbula ay kinakailangang isinasaalang-alang ang cellular organization nito, pati na rin ang pakikipag-ugnayan ng mga cell sa pagitan ng kanilang sarili at ng matris. Ang kaalaman na nakuha mula sa naturang mga pag-aaral ay humahantong sa disenyo at pag-unlad ng balbula kapalit gamit ang tissue engineering.