I muscoli papillari non si attaccano direttamente alla parete solida del cuore

I muscoli papillari (PM) del cuore svolgono un ruolo importante nella funzione cardiaca. Tutti i libri di testo e gli articoli di anatomia e cardiologia convenzionali descrivono i PM come se avessero una connessione diretta a larga base alla porzione solida della parete cardiaca. Poiché le connessioni meccaniche, vascolari ed elettriche del PMs alla parete del cuore sono attraverso le loro basi, la natura di questa connessione può avere importanti conseguenze funzionali. X-ray multidetector array CT (MDCT) fornisce un nuovo metodo di imaging per esaminare l’attaccamento del PMs in vivo.

I PMs sono allungati, muscoli affusolati che hanno origine dalla parete interna dei ventricoli e dare origine alle corde tendinee (fili di tessuto connettivo che si attaccano ai bordi delle valvole AV) alle loro punte. Quando i ventricoli si contraggono in sistole, anche i PM si contraggono e aiutano a mantenere i foglietti della valvola AV dall’inversione o dalla perdita quando la pressione aumenta nella cavità ventricolare. Disfunzione del PMs, ad esempio, come risultato di ischemia o infarto, può influenzare negativamente la funzione cardiaca attraverso insufficienza valvolare AV risultante, ad esempio, nella cornice di infarto miocardico acuto che colpisce l’apporto di sangue al PMs. Ci sono 2 PM nel ventricolo sinistro (LV) e 2 o 3 (variabilmente) nel ventricolo destro (RV). Interruzione del PMs è stato osservato per influenzare il movimento della parete del cuore, suggerendo che le forze trasmesse alla parete dal PMs può essere importante nel determinare modelli di movimento della parete.1 Queste forze possono essere influenzati dalla natura del fissaggio del PMs alla parete. Il flusso di sangue ai PM avviene attraverso le arterie che entrano attraverso la loro base; questo rende importante anche la natura del loro attacco alla parete. La conduzione dell’onda dell’attivazione elettrica del cuore entra nei PM attraverso la base. Poiché la corretta tempistica della contrazione dei PM rispetto alla parete ventricolare è importante per garantire la corretta tenuta delle valvole AV, la natura dell’attacco dei PM alla parete del cuore può essere importante anche per questo aspetto della funzione cardiaca. Oltre al PMs, la cavità dei ventricoli contiene una rete di rivestimento di fili allungati del muscolo, le trabecole carnee, che sono attaccati alla parte solida della parete alle loro estremità e correre sulla superficie interna della cavità ventricolare. Le trabecole carnee sono presenti in entrambi i ventricoli, anche se sono più prominenti nel RV.

Nei libri di testo standard di cardiologia e anatomia, i PM sono raffigurati come derivanti direttamente dalla porzione solida della parete del cuore, con un’ampia base di attacco alla parete, molto simile al pollice che emerge dal palmo della mano, e si assottiglia alle origini delle corde tendinee alle loro punte. Tuttavia, i metodi di imaging convenzionali non hanno finora avuto sufficiente risoluzione spaziale per studiare la natura dell’attaccamento del PMs ‘alla parete in vivo. MDCT con contrasto miglioramento del sangue è un nuovo metodo di imaging tomografico che permette l’imaging 3D ad alta risoluzione della cavità ventricolare in vivo, con una chiara visualizzazione del PMs e le trabecole carneae rivestimento della cavità in diverse fasi del ciclo cardiaco.2

Metodi

Selezione dei pazienti

I dati di immagine 3D acquisiti su 25 soggetti consecutivi non selezionati, sottoposti a imaging per possibili malattie coronariche utilizzando MDCT con metodi standard, sono stati esaminati retrospettivamente sotto un protocollo approvato dall’Institutional Review Board per valutare la natura dell’attacco delle PM alla parete del cuore. Poiché questo era uno studio retrospettivo, il consenso informato non è stato ottenuto direttamente dai soggetti.

Metodi di imaging

Un sistema MDCT a 16 file (Sensation 16, Siemens Medical Solutions) è stato utilizzato per l’imaging dei soggetti. I pazienti hanno ricevuto β-bloccanti per abbassare la loro frequenza cardiaca, preferibilmente a ≤60 bpm. L’aumento del contrasto è stato ottenuto con 140 mL di agente di contrasto radiografico infuso per via endovenosa a 4 mL/s; l’acquisizione dell’immagine è stata programmata per coincidere con il picco di aumento del sangue nel cuore. L’acquisizione/ricostruzione dell’immagine CT è stata impostata sulla diastole (ad un tempo effettivo di 350 o 400 ms prima del complesso QRS dell’ECG) per ridurre al minimo gli effetti di movimento sulle immagini e per catturare il cuore in uno stato relativamente rilassato; le immagini sono state ricostruite anche in altri tempi efficaci nel ciclo cardiaco. La durata di acquisizione delle immagini era abbastanza breve che il volume del cuore potrebbe essere coperto in un unico respiro. La durata effettiva di ogni set di immagini all’interno del ciclo cardiaco era ≈120 ms. Le immagini sono state ricostruite come set di dati 3D con risoluzione spaziale isotropa di 0,75 mm. L’analisi delle immagini è stata effettuata attraverso la riformattazione interattiva 3D dei dati di immagine utilizzando la workstation standard di elaborazione delle immagini del produttore CT e il software. I piani di immagine riformattati con uno spessore effettivo di 0,75 mm sono stati scelti interattivamente per la ricostruzione dei PMs.

Risultati

Sono stati esaminati set di immagini ricostruite in una gamma di fasi effettive del ciclo cardiaco. Le immagini ricostruite da metà a fine diastole erano le migliori per delineare gli attacchi del PM; vicino alla fine della sistole, la sfocatura dell’immagine e il collasso degli spazi pieni di sangue tra le trabecole carnee rendevano difficile vedere l’attacco del PM alle trabecole. In tutti i casi esaminati, la base delle PM non è entrata direttamente in contatto o si è unita alla porzione solida della parete del cuore. Piuttosto, in tutti i casi, la base del PMs finito in contatto con la rete di trabecole carnee che rivestono la cavità ventricolare, sopra la superficie effettiva della porzione solida della parete del cuore. Questo era vero sia per LV e RV PMs. Immagini rappresentative da 1 soggetto che dimostra questo rapporto sono mostrati in Figura 1. L’assenza di attacchi PM alla parete solida può essere visto con piani contigui di ricostruzione attraverso le basi (Figura 2). La qualità dell’immagine era insufficiente per valutare la fornitura arteriosa PM.

Discussione

MDCT con ricostruzione 3D dimostra chiaramente la natura dell’attacco dei PM alla parete del cuore. La base dei PM si unisce alla rete di trabecole carnee che rivestono la cavità ventricolare piuttosto che direttamente alla porzione solida della parete cardiaca, come precedentemente ipotizzato.

Studi precedenti

Negli articoli precedenti si è parlato solo limitatamente della struttura della base dei PM; l’interesse clinico si è concentrato principalmente sull’apporto di sangue dei PM e sulle variazioni nella posizione complessiva, nel numero e negli attacchi delle corde tendinee a forme variabili della testa.3,4 L’esistenza di un “confine” tra i PM e la parete nel cuore canino è stato notato ma senza ulteriori discussioni5 (un diagramma in quell’articolo mostra la rappresentazione standard di un contatto a base larga della base dei PM con la parete); quello studio ha anche notato un brusco cambiamento nell’angolo delle fibre tra la parete solida e i PM. I PM sono stati descritti come “profondamente sottosquadrati”, ma apparentemente senza un pieno apprezzamento della natura dell’attaccamento delle loro basi alle trabecole carnee piuttosto che direttamente alla parete solida del cuore.6 Uno studio su 100 cuori autoptici ha descritto circa la metà dei campioni come aventi PM “ugualmente sessili e intramurali”, con i rimanenti divisi tra “prevalentemente intramurali” (con o senza “punta ancorata”) e “prevalentemente sessili” ma di nuovo senza una chiara descrizione dell’attacco delle loro basi alla parete.7 Quindi, l’osservazione qui riportata che i PM si attaccano alla parete del cuore alle trabecole carnee piuttosto che direttamente alla porzione solida della parete sembra essere nuova.

Può sembrare sorprendente che il corretto rapporto dei PM alla parete del cuore non sia stato apprezzato in precedenza. Tuttavia, diversi fattori hanno probabilmente contribuito a questo. Gli studi anatomici e patologici sono di solito eseguiti su cuori morti in uno stato fortemente contratto, facendo effettivamente collassare gli spazi tra le trabecole sotto la base delle PM. La loro base è anche nascosta alla vista diretta nell’abituale ispezione visiva dell’interno ventricolare, per esempio, in chirurgia. Nell’imaging radiografico di proiezione, ad esempio, ventriculografia con contrasto, le immagini delle strutture sovrastanti possono oscurare la natura dell’attacco delle basi dei PM. Altre tecniche di imaging tomografico in genere hanno una risoluzione spaziale inferiore alla risoluzione isotropa submillimetrica ottenibile con MDCT corrente, rendendo più difficile apprezzare le strutture trabecolari sotto la base PM. Nella risonanza magnetica cardiaca, per esempio, la risoluzione dei pixel in piano è tipicamente da 1 a 2 mm e lo spessore della fetta è ≥5 mm, mentre nell’ecocardiografia, la risoluzione lungo la direzione del fascio è tipicamente ≤1 mm, ma la risoluzione attraverso il fascio è un po’ peggio. I miglioramenti tecnici senza dubbio renderanno chiaro questo rapporto anche con altri metodi di imaging.8 Infine, il pregiudizio di aspettarsi di vedere la versione “convenzionale” dell’anatomia alla base dei PM ha indubbiamente portato gli osservatori a non apprezzare la sua vera natura.

Implicazioni funzionali

Possiamo speculare su alcune implicazioni funzionali di questa nuova comprensione del rapporto dei PM alla parete del cuore. Avere un attacco a maglia larga piuttosto che a pilastro alla parete può ridurre la concentrazione di stress nella parete vicino alle basi del PM. D’altra parte, le concentrazioni di stress nei punti di attacco tra le PM e le trabecole possono rendere la base più vulnerabile alla rottura in quei punti. Avere una base effettiva più ampia e più punti di attacco per le PM può fornire ridondanza e quindi una certa protezione contro il fallimento meccanico completo. (Questioni relative all’effetto di lasciare le corde tendinee intatte durante la chirurgia della valvola mitrale sono essenzialmente indipendenti dalla natura del fissaggio delle basi PM). Allo stesso modo, avendo l’apporto di sangue alle PM entrare da una base effettiva più ampia può contribuire a fornire più potenziale di ridondanza di perfusione collaterale e quindi una certa protezione contro l’ischemia. Inoltre, un leggero ritardo dopo l’inizio della contrazione da parte della parete ventricolare prima della contrazione dal PMs, come è stato osservato sperimentalmente in alcuni studi, potrebbe consentire i lembi della valvola AV per chiudere più liberamente prima di tensione si accumula nel PMs.9 Il piccolo tempo di conduzione aggiuntivo necessario affinché il fronte dell’onda di attivazione raggiunga i PM, imposto da un percorso un po’ più tortuoso attraverso le trabecole piuttosto che direttamente dalla parete, potrebbe fornire un tale breve ritardo.

Note a piè di pagina