The architecture of the mitral valve^{1, 2}

Zusammenfassung

Die engen Beziehungen zwischen Anatomie und Physiologie werden dargestellt und besprochen. Besonders betont wird die Tatsache, daß das Verständnis der Anatomie der Mitralklappe unvollständig bleiben muß ohne gleichzeitige Berücksichtigung ihrer Funktion.

Die Natur hat die Klappen des Herzens so konstruiert, daß sie in der Lage sind, einen vorwärtsgerichteten Blutstrom ohne Einengung des Lumens oder Wirbelbildung zu gewährleisten. Die Vollkommenheit dieser Konstruktion ist uns so vertraut, daß wir versucht sind, zu vergessen, wie exzellent sie ist und daß wir sie zu sehr für selbstverständlich halten. Darüber hinaus erlauben wir uns bei der Konstruktion künstlicher Klappen, das uns von der Natur gegebene Beispiel außer acht zu lassen, was besonders hinsichtlich der Verwendung von Kugelventilen gilt, welche einmal den Blutstrom behindern und zum andern die Wirbelbildung begünstigen. In der Natur hingegen kommt das Prinzip des Kugelventils nirgends vor, man findet Ähnliches nur bei krankhaften Veränderungen wie zum Beispiel bei der Entstehung von Konkrementen in röhrenförmigen Gebilden.

Neben dieser ausgezeichneten Grundkonstruktion der Mitralklappe ist es der Natur aber auch gelungen, das Problem der Verbindung von linkem Vorhof und linker Herzkammer durch Ausnützung der natürlichen Faltung des ursprünglichen Herzrohres zu lösen. Wenngleich Mitral- und Aortenklappen gewöhnlich als getrennte Strukturen beschrieben werden, darf man doch nicht vergessen, daß sie in Wirklichkeit zu einer Einheit verschmolzen sind. Hieraus ergibt sich eine synchrone Formänderung beider Klappenringe während Systole und Diastole. Der in der Diastole kreisrunde Mitralklappenring nimmt während der Kammersystole Nierenform an. Bei der üblichen Form von Klappenersatz wird diese Tatsache nicht berücksichtigt, was besonders dann wichtig ist, wenn beide Klappen reseziert und ersetzt werden sollen. Daraus resultiert dann ein ständiger und in kurzen Intervallen auftretender Stress. Wenn ein dauerhaftes und gutes Ergebnis erzielt werden soll, müssen beim Ersatz von Mitral- und Aortenklappe die wesentlichen Elemente der Klappenarchitektur Beachtung finden.

Summary

The close relationship between anatomy and physiology is presented and discussed. It is pointed out that understanding of the anatomy of the mitral valve is incomplete without simultaneous consideration of its function.

Nature's design of the heart valves seeks to achieve forward flow without obstruction or turbulence; the perfection of Nature's design is so familiar that we tend to forget its excellence and so take it for granted. We also choose not to follow Nature's example in the design of artificial valves, especially in the use of the ballvalve that causes obstruction to forward flow and produces turbulence. Nowhere does Nature use the principle of the ball-valve; this is seen only in pathological states such as calculus in a hollow duct.

In addition to the basic design of the mitral valve Nature has solved the problem of the approximation of the left atrium and the left ventricle consequent on the natural folding of the original heart tube. Although the mitral and the aortic valve are commonly described as separate structures they are really fused as one. One result of this is the synchronous changes in the shape of the two valve rings in systole and in diastole. The mitral valve ring, circular in diastole is reniform in ventricular systole. This fact is ignored in the usual design of replacement valves and becomes especially important when both valves are excised and replaced. A constantly and rapidly recurring abnormal stress must occur as a result of this. Aortic and mitral valve replacement should pay attention to the essential valve architecture if a lasting good result is to be achieved.

Résumé

Nous présentons et discutons les rapports étroits entre l'anatomie et la physiologie. Nous insistons spécialement sur le fait que la connaissance de la valvule mitrale ne peut être complète que si nous considérons simultanément et son anatomie et sa physiologie. Vu leur anatomie et leur situation, les valvules garantissent une pulsion d'une certaine quantité de sang. On n'observe ni sténose ni perturbation de la direction du courant sanguin. Nous ne sommes pas suffisamment conscient de la perfection de leur construction. Ne serait-ce pas parce que nous connaissons leur anatomie trop bien qu'elle nous est devenue ainsi trop familière. En se basant donc sur cet exemple remarquable de la nature, nous nous sommes appliqué à la construction des prothèses valvulaires. Une fois elles arrêtent le courant sanguin, une autre fois le favorisent. On ne trouve nullement dans la nature le principe du clapet, si ce n'est dans les cas pathologiques, comme lorsque apparaît des concrétions d'aspect tubulé. A côté de cette construction parfaite de la valvule mitrale, la nature a également réussi le problème de la liaison de l'oreillette gauche avec le ventricule gauche en tirant profit de l'originalité des piliers naturels des cavités cardiaques. Les valvules mitrales et aortiques sont décrites habituellement comme ayant des structures séparées mais n'oublions pas que, en réalité elles sont intimement fusionnées. De là découle que le changement de forme des 2 valvules est synchronie entre la systole et la diastole. L'anneau de la valvule mitrale qui est circulaire pendant la diastole devient réniforme pendant la systole ventriculaire. Pour la forme usuelle des prothèses valvulaires, ce fait n'est pas considéré mais est spécialement important lorsque les deux valvules sont réséquées et changées. Il résulte de cela une force permanente qui, à intervalle court, se relache. Si nous obtenous un résultat bon et permanent, nous devons prendre en considération les éléments de l'architecture de la valvule.