صمام القلب

صمام القلب هو صمام بيولوجي أحادي الاتجاه يسمح بتدفق الدم في اتجاه واحد عبر حجرات القلب . يحتوي قلب الثدييات عادةً على أربعة صمامات. وتحدد هذه الصمامات مجتمعةً اتجاه تدفق الدم عبر القلب. تُفتح صمامات القلب أو تُغلق بفعل اختلاف ضغط الدم بين جانبي القلب. ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}

يحتوي قلب الثدييات على صمامين أذينيين بطينيين يفصلان الأذينين العلويين عن البطينين السفليين : الصمام التاجي في الجانب الأيسر من القلب، والصمام ثلاثي الشرفات في الجانب الأيمن. أما الصمامان الهلاليان فيقعان عند مدخل الشرايين الخارجة من القلب، وهما الصمام الأبهري في الأبهر ، والصمام الرئوي في الشريان الرئوي .

يحتوي القلب أيضًا على صمام الجيب التاجي وصمام الوريد الأجوف السفلي ، وهما ليسا موضوع نقاش هنا.

تُبطَّن صمامات القلب وحجراته بغشاء الشغاف . تفصل صمامات القلب الأذينين عن البطينين ، أو البطينين عن الأوعية الدموية . تقع صمامات القلب حول الحلقات الليفية للهيكل القلبي . تحتوي الصمامات على ضلوع تُسمى وريقات أو شرفات ، تشبه صمام منقار البط أو الصمام الرفرفي ، تُفتح للسماح بتدفق الدم ثم تُغلق بإحكام لمنع ارتداد الدم. يحتوي الصمام التاجي على شرفتين، بينما تحتوي الصمامات الأخرى على ثلاث شرفات. توجد نتوءات في أطراف الشرفات تُحكم إغلاقها.

يحتوي الصمام الرئوي على شرفات يسرى ويمنى وأمامية. ^{[ 4 ]} ويحتوي الصمام الأبهري على شرفات يسرى ويمنى وخلفية. ^{[ 5 ]} ويحتوي الصمام ثلاثي الشرفات على شرفات أمامية وخلفية وحاجزية؛ بينما يحتوي الصمام التاجي على شرفات أمامية وخلفية فقط.

يمكن تصنيف صمامات قلب الإنسان إلى مجموعتين: ^{[ 6 ]}

• صمامان أذيني بطيني لمنع ارتداد الدم من البطينين إلى الأذينين:
  • الصمام ثلاثي الشرفات أو الصمام الأذيني البطيني الأيمن، بين الأذين الأيمن والبطين الأيمن
  • الصمام التاجي أو الصمام ثنائي الشرفات، بين الأذين الأيسر والبطين الأيسر
• صمامان هلاليان لمنع ارتداد الدم إلى البطين:
  • الصمام الرئوي ، الموجود عند الفتحة بين البطين الأيمن والجذع الرئوي
  • الصمام الأبهري ، الموجود عند الفتحة بين البطين الأيسر والشريان الأورطي.

الصمامات الأذينية البطينية

الصمامات الأذينية البطينية هي الصمام التاجي والصمام ثلاثي الشرفات ، وتقع بين الأذينين والبطينين ، وتمنع ارتداد الدم من البطينين إلى الأذينين أثناء الانقباض . وهي مثبتة بجدران البطينين بواسطة أوتار وترية تمنعها من الانقلاب.

تتصل الأوتار الوترية بالعضلات الحليمية التي تُسبب شدًا يُحسّن من إحكام إغلاق الصمام. تُعرف العضلات الحليمية والأوتار الوترية معًا بالجهاز تحت الصمامي. تتمثل وظيفة هذا الجهاز في منع الصمامات من التدلي إلى الأذينين عند إغلاقها. ^{[ 7 ]} مع ذلك، لا يؤثر الجهاز تحت الصمامي على فتح وإغلاق الصمامات، إذ يُعزى ذلك كليًا إلى تدرج الضغط عبر الصمام. ومع ذلك، فإنّ التموضع المميز للأوتار على الحافة الحرة للوريقة يُسهم في توزيع الضغط الانقباضي بين الأوتار وفقًا لاختلاف سُمكها. ^{[ 8 ]}

يُسمع صوت انغلاق الصمامات الأذينية البطينية على شكل "لَب" ، وهو الصوت الأول للقلب (S1). ويُسمع صوت انغلاق الصمامات الهلالية على شكل "دَب" ، وهو الصوت الثاني للقلب (S2).

يُطلق على الصمام المترالي أيضًا اسم الصمام ثنائي الشرفات لاحتوائه على شرفتين. وقد سُمّي الصمام المترالي بهذا الاسم لتشابهه مع قلنسوة الأسقف . يقع هذا الصمام على الجانب الأيسر من القلب ، ويسمح بتدفق الدم من الأذين الأيسر إلى البطين الأيسر .

خلال الانبساط ، ينفتح الصمام التاجي السليم نتيجةً لزيادة الضغط في الأذين الأيسر أثناء امتلائه بالدم (التحميل المسبق). وعندما يرتفع ضغط الأذين فوق ضغط البطين الأيسر، ينفتح الصمام التاجي، مما يُسهّل تدفق الدم السلبي إلى البطين الأيسر. وينتهي الانبساط بانقباض الأذين، الذي يضخ آخر 30% من الدم المنتقل من الأذين الأيسر إلى البطين الأيسر. تُعرف هذه الكمية من الدم بحجم نهاية الانبساط (EDV)، وينغلق الصمام التاجي في نهاية انقباض الأذين لمنع انعكاس تدفق الدم.

يحتوي الصمام ثلاثي الشرفات على ثلاث شرفات أو شرفات، ويقع على الجانب الأيمن من القلب. وهو يقع بين الأذين الأيمن والبطين الأيمن ، ويمنع ارتداد الدم بينهما.

بشكل عام، تُحدد حركة صمامات القلب باستخدام معادلة نافيير-ستوكس ، مع الأخذ في الاعتبار شروط حدودية لضغط الدم، والسائل التأموري، والحمل الخارجي كقيود. وتُستخدم حركة صمامات القلب كشرط حدودي في معادلة نافيير-ستوكس لتحديد ديناميكيات تدفق الدم من البطينين الأيمن والأيسر إلى الشريان الأورطي والرئتين.

العلاقة بين الضغط والتدفق في الصمامات المفتوحة

انخفاض الضغط،${\displaystyle {\Delta }p}$، عبر صمام القلب المفتوح يتعلق بمعدل التدفق، Q، عبر الصمام:

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

لو:

• الطاقة الداخلة محفوظة
• منطقة راكدة خلف الأوراق
• زخم التدفق الخارجي محفوظ
• ملف تعريف سرعة مسطح

صمامات ذات درجة حرية واحدة

عادةً ما يتم دمج الصمامين الأبهري والمترالي في دراسات الصمامات ضمن درجة حرية واحدة. وتستند هذه العلاقات إلى فكرة أن الصمام عبارة عن بنية ذات درجة حرية واحدة، وذلك استنادًا إلى معادلات أويلر .

معادلات الصمام الأبهري في هذه الحالة:

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

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

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

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

أين:

u = السرعة المحورية

الضغط = p

أ = مساحة المقطع العرضي للصمام

L = الطول المحوري للصمام

Λ( t ) = درجة حرية واحدة؛ عندما

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

الصمام الأذيني البطيني

مرض صمامات القلب هو مصطلح عام يشير إلى خلل في وظيفة الصمامات، ويتخذ شكلين رئيسيين، إما الارتجاع (أو القصور أو عدم الكفاءة ) حيث يسمح الصمام المختل بتدفق الدم في الاتجاه الخاطئ، ^{[ 10 ]} أو التضيق ، عندما يكون الصمام ضيقًا. ^{[ 11 ]}

يحدث الارتجاع عندما يُصاب أحد الصمامات بقصور في وظيفته، مما يسمح بتدفق بعض الدم في الاتجاه المعاكس. يمكن أن يؤثر هذا القصور على أي من صمامات القلب، كما في قصور الأبهر ، وقصور الصمام التاجي ، وقصور الصمام الرئوي ، وقصور الصمام ثلاثي الشرفات . أما الشكل الآخر لأمراض صمامات القلب فهو التضيق ، وهو عبارة عن تضيّق في الصمام. وينتج هذا عن زيادة سُمك الصمام، ويمكن أن يتأثر أي من صمامات القلب، كما في تضيق الصمام التاجي ، وتضيق الصمام ثلاثي الشرفات ، وتضيق الصمام الرئوي ، وتضيق الصمام الأبهري . يُعد تضيق الصمام التاجي من المضاعفات الشائعة للحمى الروماتيزمية . قد يحدث التهاب الصمامات بسبب التهاب الشغاف المعدي ، وهو عادةً عدوى بكتيرية، ولكنه قد ينتج أحيانًا عن كائنات حية أخرى. وتستطيع البكتيريا الالتصاق بسهولة أكبر بالصمامات التالفة. ^{[ ١٢ ]} نوع آخر من التهاب الشغاف لا يُثير استجابة التهابية، وهو التهاب الشغاف الخثاري غير البكتيري . ويُلاحظ هذا النوع عادةً في الصمامات غير المتضررة سابقًا. ^{[ ١٢ ]} من أمراض صمامات القلب الرئيسية تدلي الصمام التاجي ، وهو ضعف في النسيج الضام يُسمى التنكس المخاطي للصمام. ويؤدي هذا إلى انزياح شرفة الصمام التاجي المتضخمة إلى الأذين الأيسر أثناء الانقباض. ^{[ ١١ ]}

قد تكون أمراض صمامات القلب خلقية، مثل قصور الصمام الأبهري ، أو مكتسبة، مثل التهاب الشغاف العدوائي . وترتبط أشكال مختلفة منها بأمراض القلب والأوعية الدموية ، واضطرابات النسيج الضام ، وارتفاع ضغط الدم . وتختلف أعراض المرض باختلاف الصمام المصاب، ونوع المرض، وشدته. فعلى سبيل المثال، قد يُسبب مرض صمام الأبهر ، كتضيق الأبهر أو قصوره ، ضيقًا في التنفس، بينما قد تؤدي أمراض صمام ثلاثي الشرفات إلى خلل في وظائف الكبد واليرقان . وعندما ينتج مرض صمامات القلب عن أسباب معدية، مثل التهاب الشغاف العدوائي ، قد يُصاب الشخص بالحمى وعلامات مميزة، مثل نزيف تحت الأظافر، وآفات جينواي ، وعقيدات أوسلر ، وبقع روث . ومن المضاعفات الخطيرة لأمراض الصمامات تكوّن الجلطات الدموية نتيجة اضطراب تدفق الدم، وما يترتب على ذلك من قصور في القلب . ^{[ 11 ]}

يتم تشخيص أمراض صمامات القلب عن طريق تخطيط صدى القلب ، وهو نوع من أنواع التصوير بالموجات فوق الصوتية . يمكن إصلاح صمامات القلب التالفة أو المعيبة ، أو استبدالها بصمامات قلب اصطناعية . وقد تتطلب الأسباب المعدية أيضًا العلاج بالمضادات الحيوية . ^{[ 11 ]}

وثّق ليوناردو دافنشي صمامات القلب لأول مرة منذ أكثر من 500 عام. ^{[ 15 ]} وقد حقق دافنشي ذلك من خلال تشريح الأبقار والخنازير والبشر ودراسة نتائج التشريح. كما أجرى دافنشي دراسات حية على الخنازير، مستخدمًا جزيئات معدنية دقيقة لتحليل حركة الدم في القلب. وصنع دافنشي قوالب شمعية لقلب الثور لبناء نماذج زجاجية له، بهدف دراسة الخصائص الهيدروليكية لتدفق الدم عبر القلب وصماماته. وكان الهدف من ذلك إنشاء نموذج للدورة الدموية يحاكي الدورة الدموية البشرية. واستخدم دافنشي البذور لتصوير الاضطرابات وتدفق الدم. ^{[ 16 ]}

كان صمام ستار-إدواردز، الذي اخترعه مايلز "لويل" إدواردز، أول صمام قلب اصطناعي مثبت طبيًا ومعتمد. زُرع الصمام لأول مرة في مريض عام 1960، وظل قيد الاستخدام عالميًا حتى استبدلته شركة إدواردز، إدواردز لايف ساينسز ، عام 2007 بتصميم حلقي جديد. ^{[ 17 ]} تشمل أنواع صمامات القلب الاصطناعية صمامات القلب التأمورية وصمام بيورك-شيلي .

تتضمن هذه المقالة نصًا من الطبعة العشرين من كتاب تشريح غراي (1918)، وهو نص متاح للعموم.

• إصلاح الصمام الميترالي في مستشفى ماونت سيناي - "تشريح الصمام الميترالي"
• صمامات قلب ثلاثية الأبعاد متحركة وقابلة للدوران (يتطلب ذلك وسائط متعددة غنية بما في ذلك جافا سكريبت وفلاش بلاير)
• زرع الصمام التاجي عبر القسطرة: تيندين