válvula cardíaca

Una válvula cardíaca es una válvula biológica unidireccional que permite que la sangre fluya en una sola dirección a través de las cavidades del corazón . El corazón de un mamífero generalmente tiene cuatro válvulas. Juntas, las válvulas determinan la dirección del flujo sanguíneo a través del corazón. Las válvulas cardíacas se abren o cierran por una diferencia de presión sanguínea en cada lado. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

El corazón de los mamíferos posee dos válvulas auriculoventriculares que separan las aurículas superiores de los ventrículos inferiores : la válvula mitral en el corazón izquierdo y la válvula tricúspide en el corazón derecho. Las dos válvulas semilunares se encuentran en la entrada de las arterias que salen del corazón. Estas son la válvula aórtica en la aorta y la válvula pulmonar en la arteria pulmonar .

El corazón también posee una válvula en el seno coronario y una válvula en la vena cava inferior , temas que no se tratan aquí.

Las válvulas cardíacas y las cavidades están revestidas de endocardio . Las válvulas cardíacas separan las aurículas de los ventrículos , o los ventrículos de los vasos sanguíneos . Se ubican alrededor de los anillos fibrosos del esqueleto cardíaco . Las válvulas incorporan valvas o cúspides , similares a las de una válvula de pico de pato o válvula de aleteo , que se abren para permitir el flujo sanguíneo y luego se cierran para sellar y evitar el reflujo. La válvula mitral tiene dos cúspides, mientras que las demás tienen tres. En los extremos de las cúspides hay nódulos que mejoran el sellado.

La válvula pulmonar tiene cúspides izquierda, derecha y anterior. ^{[ 4 ]} La válvula aórtica tiene cúspides izquierda, derecha y posterior. ^{[ 5 ]} La válvula tricúspide tiene cúspides anterior, posterior y septal; y la válvula mitral tiene solo cúspides anterior y posterior.

Las válvulas del corazón humano se pueden agrupar en dos conjuntos: ^{[ 6 ]}

• Dos válvulas auriculoventriculares para evitar el reflujo de sangre desde los ventrículos hacia las aurículas:
  • Válvula tricúspide o válvula auriculoventricular derecha, situada entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho.
  • Válvula mitral o válvula bicúspide, situada entre la aurícula izquierda y el ventrículo izquierdo.
• Dos válvulas semilunares para evitar el reflujo de sangre hacia el ventrículo:
  • Válvula pulmonar , situada en la abertura entre el ventrículo derecho y el tronco pulmonar.
  • Válvula aórtica , situada en la abertura entre el ventrículo izquierdo y la aorta.

válvulas auriculoventriculares

Las válvulas auriculoventriculares son la válvula mitral y la válvula tricúspide , que se sitúan entre las aurículas y los ventrículos e impiden el reflujo de sangre desde los ventrículos hacia las aurículas durante la sístole . Están ancladas a las paredes de los ventrículos mediante cuerdas tendinosas , que impiden su inversión.

Las cuerdas tendinosas se insertan en los músculos papilares , que ejercen tensión para sujetar mejor la válvula. En conjunto, los músculos papilares y las cuerdas tendinosas constituyen el aparato subvalvular. La función del aparato subvalvular es evitar que las válvulas prolapsen hacia las aurículas al cerrarse. ^{[ 7 ]} Sin embargo, el aparato subvalvular no influye en la apertura ni en el cierre de las válvulas, que se deben exclusivamente al gradiente de presión a través de ellas. La peculiar inserción de las cuerdas en el margen libre de la valva permite que la tensión sistólica se distribuya entre ellas según su diferente grosor. ^{[ 8 ]}

El cierre de las válvulas AV se escucha como lub , el primer ruido cardíaco (S1). El cierre de las válvulas SL se escucha como dub , el segundo ruido cardíaco (S2).

La válvula mitral también se denomina válvula bicúspide porque contiene dos valvas. Su nombre proviene de su parecido con la mitra de un obispo (un tipo de sombrero). Se encuentra en el lado izquierdo del corazón y permite que la sangre fluya desde la aurícula izquierda hacia el ventrículo izquierdo .

Durante la diástole , la válvula mitral, que funciona con normalidad, se abre debido al aumento de presión en la aurícula izquierda a medida que se llena de sangre (precarga). Al aumentar la presión auricular por encima de la del ventrículo izquierdo, la válvula mitral se abre. Esta apertura facilita el flujo pasivo de sangre hacia el ventrículo izquierdo. La diástole finaliza con la contracción auricular, que expulsa el último 30 % de la sangre transferida de la aurícula izquierda al ventrículo izquierdo. Esta cantidad de sangre se conoce como volumen telediastólico (VTD), y la válvula mitral se cierra al finalizar la contracción auricular para evitar el reflujo sanguíneo.

La válvula tricúspide tiene tres valvas y se encuentra en el lado derecho del corazón. Está situada entre la aurícula derecha y el ventrículo derecho , e impide el reflujo de sangre entre ambos.

En general, el movimiento de las válvulas cardíacas se determina mediante la ecuación de Navier-Stokes , utilizando como restricciones las presiones sanguíneas, el líquido pericárdico y las cargas externas. El movimiento de las válvulas cardíacas se emplea como condición de contorno en la ecuación de Navier-Stokes para determinar la dinámica de fluidos de la eyección de sangre desde los ventrículos izquierdo y derecho hacia la aorta y los pulmones.

Relación entre presión y caudal en válvulas abiertas

La caída de presión,${\displaystyle {\Delta }p}$, a través de una válvula cardíaca abierta se relaciona con el caudal, Q, a través de la válvula:

${\displaystyle a{{\partial }Q \over {\partial }t}+bQ^{2}={\Delta }p}$

Si:

• Energía de entrada conservada
• Región estancada tras los folletos
• Conservación del momento de salida
• Perfil de velocidad plano

Válvulas con un solo grado de libertad

Por lo general, las válvulas aórtica y mitral se incorporan en los estudios valvulares dentro de un solo grado de libertad. Estas relaciones se basan en la idea de que la válvula es una estructura con un solo grado de libertad. Estas relaciones se basan en las ecuaciones de Euler .

Ecuaciones para la válvula aórtica en este caso:

${\displaystyle {\rho }\left({{\partial }u \over {\partial }t}+{u{\partial }u \over {\partial }x}\right)+{{\partial }p \over {\partial }x}=0}$

${\displaystyle {{\partial }A \over {\partial }t}+{{\partial } \over {\partial }x}(Au)=0}$

${\displaystyle A(x,t)=A_{0}\left(1-[1-{\Lambda }(t)]{x \over {L}}\right)^{2}}$

${\displaystyle \int _{0}^{L}p(x,t){{\partial }A \over {\partial }x}\,dx=[A_{0}-A(L,t)]\,p(L,t)}$

dónde:

u = velocidad axial

p = presión

A = área de la sección transversal de la válvula

L = longitud axial de la válvula

Λ( t ) = grado de libertad único; cuando

${\displaystyle \Lambda ^{2}(t)={A(L,t) \over A_{0}}}$

válvula auriculoventricular

La enfermedad valvular cardíaca es un término general que se refiere a la disfunción de las válvulas y se presenta principalmente en dos formas: regurgitación (también insuficiencia o incompetencia ), donde una válvula disfuncional permite que la sangre fluya en la dirección incorrecta, ^{[ 10 ]} o estenosis , cuando una válvula es estrecha. ^{[ 11 ]}

La regurgitación se produce cuando una válvula se vuelve insuficiente y funciona mal, permitiendo que parte de la sangre fluya en la dirección incorrecta. Esta insuficiencia puede afectar a cualquiera de las válvulas, como en la insuficiencia aórtica , la insuficiencia mitral , la insuficiencia pulmonar y la insuficiencia tricuspídea . La otra forma de enfermedad valvular cardíaca es la estenosis , un estrechamiento de la válvula. Esto es el resultado del engrosamiento de la válvula y puede afectar a cualquiera de las válvulas cardíacas, como en la estenosis de la válvula mitral , la estenosis de la válvula tricúspide , la estenosis de la válvula pulmonar y la estenosis de la válvula aórtica . La estenosis de la válvula mitral es una complicación común de la fiebre reumática . La inflamación de las válvulas puede ser causada por endocarditis infecciosa , generalmente una infección bacteriana, pero a veces puede ser causada por otros microorganismos. Las bacterias pueden adherirse más fácilmente a las válvulas dañadas. ^{[ 12 ]} Otro tipo de endocarditis que no provoca una respuesta inflamatoria es la endocarditis trombótica no bacteriana . Esta se encuentra comúnmente en válvulas previamente intactas. ^{[ 12 ]} Una enfermedad valvular cardíaca importante es el prolapso de la válvula mitral , que es un debilitamiento del tejido conectivo llamado degeneración mixomatosa de la válvula. Esto produce el desplazamiento de una cúspide engrosada de la válvula mitral hacia la aurícula izquierda durante la sístole. ^{[ 11 ]}

Las enfermedades de las válvulas cardíacas pueden ser congénitas, como la insuficiencia aórtica , o adquiridas, por ejemplo, la endocarditis infecciosa . Diferentes formas se asocian con enfermedades cardiovasculares , trastornos del tejido conectivo e hipertensión . Los síntomas de la enfermedad dependerán de la válvula afectada, el tipo de enfermedad y su gravedad. Por ejemplo, la enfermedad valvular de la válvula aórtica , como la estenosis aórtica o la insuficiencia aórtica , puede causar disnea, mientras que las enfermedades valvulares de la válvula tricúspide pueden provocar disfunción hepática e ictericia . Cuando la enfermedad valvular cardíaca es consecuencia de causas infecciosas, como la endocarditis infecciosa , la persona afectada puede presentar fiebre y signos característicos como hemorragias en astilla en las uñas, lesiones de Janeway , nódulos de Osler y manchas de Roth . Una complicación particularmente temida de la enfermedad valvular es la formación de émbolos debido al flujo sanguíneo turbulento y el desarrollo de insuficiencia cardíaca . ^{[ 11 ]}

La enfermedad valvular cardíaca se diagnostica mediante ecocardiografía , que es una forma de ultrasonido . Las válvulas cardíacas dañadas o defectuosas pueden repararse o reemplazarse con válvulas cardíacas artificiales . Las causas infecciosas también pueden requerir tratamiento con antibióticos . ^{[ 11 ]}

Las válvulas cardíacas fueron documentadas por primera vez por Leonardo da Vinci hace más de 500 años. ^{[ 15 ]} Da Vinci logró esto mediante disecciones de vacas, cerdos y humanos, y el estudio de dichas disecciones. También realizó estudios in vivo en cerdos, utilizando pequeños marcadores metálicos para analizar el movimiento de la sangre en el corazón. Da Vinci hizo moldes de cera del corazón de toro para construir modelos de vidrio del mismo y estudiar las características hidráulicas del flujo sanguíneo a través del corazón y las válvulas cardíacas. Esto se hizo para crear un modelo de circulación que imitara la circulación humana. Da Vinci utilizó semillas para visualizar las turbulencias y el flujo sanguíneo. ^{[ 16 ]}

La primera válvula cardíaca artificial médicamente probada y adoptada fue la válvula Starr-Edwards, inventada por Miles "Lowell" Edwards. La válvula se implantó por primera vez en un paciente en 1960 y se mantuvo en uso a nivel mundial hasta que fue reemplazada en 2007 por la compañía de Edwards, Edwards Lifesciences , con un nuevo diseño de anillo. ^{[ 17 ]} Los tipos de válvulas cardíacas artificiales incluyen las válvulas cardíacas pericárdicas y la válvula Bjork-Shiley .

Este artículo incorpora texto de dominio público procedente de la vigésima edición de Gray's Anatomy (1918).

• Reparación de la válvula mitral en el Hospital Mount Sinai – "Anatomía de la válvula mitral"
• Válvulas cardíacas animadas y giratorias en 3D (se requiere contenido multimedia enriquecido, incluyendo Javascript y Flash Player).
• Implante transcatéter de válvula mitral: Tendyne