Skip to main content
Erschienen in: Journal of Cardiovascular Translational Research 2/2013

01.04.2013

Models of Ventricular Structure and Function Reviewed for Clinical Cardiologists

verfasst von: Paul P. Lunkenheimer, Peter Niederer, Damian Sanchez-Quintana, Margarita Murillo, Morten Smerup

Erschienen in: Journal of Cardiovascular Translational Research | Ausgabe 2/2013

Einloggen, um Zugang zu erhalten

Abstract

The architectural arrangement of cardiomyocytes aggregated together within the ventricular walls remains controversial. Two models currently attract clinical attention, with neither model standing rigorous anatomical scrutiny. The first is based on the notion that ventricular mass can be unraveled consistently to produce a unique myocardial band. The second model was initially based on the notion that cardiomyocytes were bundled together in uniform fashion, with fibrous shelves interposed in transmural fashion. This concept was subsequently modified to accept the fact that the fibrous matrix supporting the cardiomyocytes within the ventricular walls does not form transmural sheets. Current observations demonstrate that not all cardiomyocytes are aggregated together in tangential fashion. A significant netting component is aligned in obliquely intruding and transversal fashion. The interaction between the tangential and transversal chains of cardiomyocytes with the fibrous matrix produces antagonistic forces, with both unloading and auxotonic forces necessary to explain normal and abnormal cardiodynamics. This article is part of a JCTR special issue on Cardiac Anatomy.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Torrent-Guasp, F. (1973). The cardiac muscle. Madrid: Fundacion Juan. Torrent-Guasp, F. (1973). The cardiac muscle. Madrid: Fundacion Juan.
2.
Zurück zum Zitat LeGrice, I. J., Smaill, B. H., Chai, L. Z., Edgar, S. G., Gavin, J. B., & Hunter, P. J. (1995). Laminar structure of the heart: ventricular myocyte arrangement and connective tissue architecture in the dog. American Journal of Physiology, 269, H571–H582.PubMed LeGrice, I. J., Smaill, B. H., Chai, L. Z., Edgar, S. G., Gavin, J. B., & Hunter, P. J. (1995). Laminar structure of the heart: ventricular myocyte arrangement and connective tissue architecture in the dog. American Journal of Physiology, 269, H571–H582.PubMed
3.
Zurück zum Zitat Buckberg, G. D., Clemente, C., Cox, J. L., Coghlan, H. C., Castella, M., Torrent-Guasp, F., & Gharib, M. (2001). The structure and function of the helical heart and its buttress wrapping, IV; concepts of dynamic function from the normal macroscopic helical structure. Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery, 13, 342–351.PubMed Buckberg, G. D., Clemente, C., Cox, J. L., Coghlan, H. C., Castella, M., Torrent-Guasp, F., & Gharib, M. (2001). The structure and function of the helical heart and its buttress wrapping, IV; concepts of dynamic function from the normal macroscopic helical structure. Seminars in Thoracic and Cardiovascular Surgery, 13, 342–351.PubMed
4.
Zurück zum Zitat Pettigrew, J. B. (1864). On the arrangement of the muscular fibres in the ventricles of the vertebrate, with physiological remarks. Philosophical Transactions, 154, 445–500.CrossRef Pettigrew, J. B. (1864). On the arrangement of the muscular fibres in the ventricles of the vertebrate, with physiological remarks. Philosophical Transactions, 154, 445–500.CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Borg, T. K., & Caulfield, J. B. (1981). The collagen matrix of the heart. Federation Proceedings, 40, 2037–2041.PubMed Borg, T. K., & Caulfield, J. B. (1981). The collagen matrix of the heart. Federation Proceedings, 40, 2037–2041.PubMed
6.
Zurück zum Zitat Spotnitz, H. M., Spotnitz, W. D., Cottrell, T. S., Spiro, D., & Sonnenblick, E. H. (1974). Cellular basis for volume related wall thickness changes in the rat left ventricle. Journal of Molecular and Cellular Cardiology, 6, 317–331.PubMedCrossRef Spotnitz, H. M., Spotnitz, W. D., Cottrell, T. S., Spiro, D., & Sonnenblick, E. H. (1974). Cellular basis for volume related wall thickness changes in the rat left ventricle. Journal of Molecular and Cellular Cardiology, 6, 317–331.PubMedCrossRef
7.
Zurück zum Zitat Mall, F. P. (1911). On the muscular architecture of the ventricles of the human heart. The American Journal of Anatomy, 11, 211–278.CrossRef Mall, F. P. (1911). On the muscular architecture of the ventricles of the human heart. The American Journal of Anatomy, 11, 211–278.CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Torrent-Guasp, F., Kocica, M. J., Corno, A. F., Domeda, M., Carreras-Costa, F., Flotats, A., Cosin-Aguillar, J., & Wen, H. (2005). Towards new understanding of the heart structure and function. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 27, 191–201.PubMedCrossRef Torrent-Guasp, F., Kocica, M. J., Corno, A. F., Domeda, M., Carreras-Costa, F., Flotats, A., Cosin-Aguillar, J., & Wen, H. (2005). Towards new understanding of the heart structure and function. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 27, 191–201.PubMedCrossRef
9.
Zurück zum Zitat Costa, K. D., Takayama, Y., McCulloch, A. D., & Covell, J. W. (1999). Laminar fiber architecture and three-dimensional systolic mechanics in canine ventricular myocardium. American Journal of Physiology, 276, H595–H607.PubMed Costa, K. D., Takayama, Y., McCulloch, A. D., & Covell, J. W. (1999). Laminar fiber architecture and three-dimensional systolic mechanics in canine ventricular myocardium. American Journal of Physiology, 276, H595–H607.PubMed
10.
Zurück zum Zitat Feneis H (1944/5) Das Gefüge des herzmuskels bei systole und diastole. Gegenbauers Morphologisches Jahrbuch 89:406–471 Feneis H (1944/5) Das Gefüge des herzmuskels bei systole und diastole. Gegenbauers Morphologisches Jahrbuch 89:406–471
11.
Zurück zum Zitat Pope, A. I., Sands, G. B., Smail, B. H., & Legrice, I. J. (2008). Three-dimensional transmural organization of perimysial collagen in the heart. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 295, H1243–H1252.PubMedCrossRef Pope, A. I., Sands, G. B., Smail, B. H., & Legrice, I. J. (2008). Three-dimensional transmural organization of perimysial collagen in the heart. American Journal of Physiology - Heart and Circulatory Physiology, 295, H1243–H1252.PubMedCrossRef
12.
Zurück zum Zitat Lev, M., & Simkins, C. S. (1956). Architecture of the human ventricular myocardium. Laboratory Investigation, 5, S398–S409. Lev, M., & Simkins, C. S. (1956). Architecture of the human ventricular myocardium. Laboratory Investigation, 5, S398–S409.
13.
Zurück zum Zitat Gilbert, S. H., Benoist, D., Benson, A. P., White, E., Tanner, S. F., Holden, A. V., Dobrzynski, H., Bernus, O., & Radjenovic, A. (2012). Visualization and quantification of whole rat heart laminar structure using high-spatial resolution contrast-enhanced MRI. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 302, 287–298.CrossRef Gilbert, S. H., Benoist, D., Benson, A. P., White, E., Tanner, S. F., Holden, A. V., Dobrzynski, H., Bernus, O., & Radjenovic, A. (2012). Visualization and quantification of whole rat heart laminar structure using high-spatial resolution contrast-enhanced MRI. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 302, 287–298.CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Frank, O. (1901). Isometrie und isotonie des herzmuskels. Z f Biology, 41, 14–34. Frank, O. (1901). Isometrie und isotonie des herzmuskels. Z f Biology, 41, 14–34.
15.
Zurück zum Zitat Krehl, L. (1891). Beiträge zur kenntnis der füllung und entleerung des herzens. Abhandlungen der math-physischen d Classe Königl Sächs Ges Wiss, 17, 341–369. Krehl, L. (1891). Beiträge zur kenntnis der füllung und entleerung des herzens. Abhandlungen der math-physischen d Classe Königl Sächs Ges Wiss, 17, 341–369.
16.
Zurück zum Zitat Woods, R. N. (1892). A few application of a physical theorem to membranes in the human body in a state of tension. J Anal Physiol, 26, 362–370. Woods, R. N. (1892). A few application of a physical theorem to membranes in the human body in a state of tension. J Anal Physiol, 26, 362–370.
17.
Zurück zum Zitat Laplace M (1805) Traité de mécanique céleste, Paris. Courcier, Imprimeur-Libraire pour les Mathématiques Laplace M (1805) Traité de mécanique céleste, Paris. Courcier, Imprimeur-Libraire pour les Mathématiques
18.
Zurück zum Zitat Young, T. (1805). An essay on the cohesion of fluids. Philosophical Transactions of the Royal Society, 95, 65–87.CrossRef Young, T. (1805). An essay on the cohesion of fluids. Philosophical Transactions of the Royal Society, 95, 65–87.CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Brachet, J. L. (1813). Sur la cause du mouvement de dilatation du coeur. Paris: Imprimerie de Didot Jeune. Brachet, J. L. (1813). Sur la cause du mouvement de dilatation du coeur. Paris: Imprimerie de Didot Jeune.
20.
Zurück zum Zitat Hill, A. V. (1938). The heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proc R Soc SB, 126, 136–195.CrossRef Hill, A. V. (1938). The heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proc R Soc SB, 126, 136–195.CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Sonnenblick, E. H., Parmley, W. W., & Urschel, C. W. (1969). The contractile state of the heart as expressed by force–velocity relations. The American Journal of Cardiology, 23, 488–503.PubMedCrossRef Sonnenblick, E. H., Parmley, W. W., & Urschel, C. W. (1969). The contractile state of the heart as expressed by force–velocity relations. The American Journal of Cardiology, 23, 488–503.PubMedCrossRef
22.
Zurück zum Zitat Streeter, D. D., Jr., & Bassett, D. L. (1966). An engineering analysis of myocardial fiber orientation in pig’s left ventricle in systole. Anatomical Record, 155, 503–511.CrossRef Streeter, D. D., Jr., & Bassett, D. L. (1966). An engineering analysis of myocardial fiber orientation in pig’s left ventricle in systole. Anatomical Record, 155, 503–511.CrossRef
23.
Zurück zum Zitat Streeter, D. D., Jr., & Hanna, W. T. (1973). Engineering mechanics for successive states in canine left ventricular myocardium II. Fiber angle and sarcomere length. Circulation Research, 23, 656–664.CrossRef Streeter, D. D., Jr., & Hanna, W. T. (1973). Engineering mechanics for successive states in canine left ventricular myocardium II. Fiber angle and sarcomere length. Circulation Research, 23, 656–664.CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Robinson, T. F., Factor, S. M., & Sonnenblick, E. H. (1986). The heart as a suction pump. Scientific American, 254, 62–71.CrossRef Robinson, T. F., Factor, S. M., & Sonnenblick, E. H. (1986). The heart as a suction pump. Scientific American, 254, 62–71.CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Meesmann W (1958) Nachweis der diastolischen sogwirkung der herzkammern und deren Einfluß auf die intrakardialen Druckabläufe. Z.Kreislaufforsch 47:534–551 Meesmann W (1958) Nachweis der diastolischen sogwirkung der herzkammern und deren Einfluß auf die intrakardialen Druckabläufe. Z.Kreislaufforsch 47:534–551
26.
Zurück zum Zitat Rutishauser, W. (1971). Haemodynamik und koronardurchblutung bei der koronaren herzkrankheit. Verhandlungen der Deutschen Gesellschaft für Kreislaufforschung, 37, 70–82.PubMedCrossRef Rutishauser, W. (1971). Haemodynamik und koronardurchblutung bei der koronaren herzkrankheit. Verhandlungen der Deutschen Gesellschaft für Kreislaufforschung, 37, 70–82.PubMedCrossRef
27.
Zurück zum Zitat Hort, W. (1953). Quantitative histologische untersuchungen am wachsenden herzen. Virchows Archiv, 323, 223–242.PubMedCrossRef Hort, W. (1953). Quantitative histologische untersuchungen am wachsenden herzen. Virchows Archiv, 323, 223–242.PubMedCrossRef
28.
Zurück zum Zitat Lower R (1669) Tractatus de corde. J. Allestry, London Lower R (1669) Tractatus de corde. J. Allestry, London
29.
Zurück zum Zitat Blechschmidt E (1978) Anatomie und ontogenese des menschen. Biologische Arbeitsbücher 22: Blechschmidt E (1978) Anatomie und ontogenese des menschen. Biologische Arbeitsbücher 22:
30.
Zurück zum Zitat Lunkenheimer, P. P., Redmann, K., Kling, N., Xiao, J. J., Rothaus, K., Cryer, C. W., Wübbeling, F., Niederer, P., Heitz, P., Ho, S. Y., & Anderson, R. H. (2006). Three-dimensional architecture of the left ventricular myocardium. Anat Rec Part A, 288, 565–578. Lunkenheimer, P. P., Redmann, K., Kling, N., Xiao, J. J., Rothaus, K., Cryer, C. W., Wübbeling, F., Niederer, P., Heitz, P., Ho, S. Y., & Anderson, R. H. (2006). Three-dimensional architecture of the left ventricular myocardium. Anat Rec Part A, 288, 565–578.
31.
Zurück zum Zitat Schmid, P., Lunkenheimer, P. P., Redmann, K., Rothaus, K., Cryer, C. W., Jaermann, T. H., Niederer, P., Boesiger, P., & Anderson, R. H. (2007). Statistical analysis of the angle of intrusion of porcine ventricular myocytes from epicardium to endocardium using diffusion tensor magnetic resonance imaging. Anatomical Record, 290, 1413–1423.CrossRef Schmid, P., Lunkenheimer, P. P., Redmann, K., Rothaus, K., Cryer, C. W., Jaermann, T. H., Niederer, P., Boesiger, P., & Anderson, R. H. (2007). Statistical analysis of the angle of intrusion of porcine ventricular myocytes from epicardium to endocardium using diffusion tensor magnetic resonance imaging. Anatomical Record, 290, 1413–1423.CrossRef
32.
Zurück zum Zitat Greenbaum, R. A., Ho, S. Y., Gibson, D. G., Becker, A., & Anderson, R. H. (1981). Left ventricular fibre architecture in man. British Heart Journal, 45, 248–263.PubMedCrossRef Greenbaum, R. A., Ho, S. Y., Gibson, D. G., Becker, A., & Anderson, R. H. (1981). Left ventricular fibre architecture in man. British Heart Journal, 45, 248–263.PubMedCrossRef
33.
Zurück zum Zitat Lunkenheimer, P. P., Redmann, K., Florek, J., Fassnacht, U., Cryer, C. W., Wübbeling, F., Niederer, P., & Anderson, R. H. (2004). The forces generated within the musculature of the left ventricular wall. Heart, 90, 200–207.PubMedCrossRef Lunkenheimer, P. P., Redmann, K., Florek, J., Fassnacht, U., Cryer, C. W., Wübbeling, F., Niederer, P., & Anderson, R. H. (2004). The forces generated within the musculature of the left ventricular wall. Heart, 90, 200–207.PubMedCrossRef
34.
Zurück zum Zitat Lamberts, R. R., Willemson, M. J., Pérez, N. G., Sipkema, P., & Westerrhof, N. (2004). Acute and specific collagen type I degradation increase diastolic and developed tension in perfused rat papillary muscle. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 286, H889–H894.PubMedCrossRef Lamberts, R. R., Willemson, M. J., Pérez, N. G., Sipkema, P., & Westerrhof, N. (2004). Acute and specific collagen type I degradation increase diastolic and developed tension in perfused rat papillary muscle. American Journal of Physiology-Heart and Circulatory Physiology, 286, H889–H894.PubMedCrossRef
35.
Zurück zum Zitat Sanchez-Quintana, D., Garcia-Martinez, V., & Hurle, J. M. (1990). Myocardial fibre architecture in the human heart. Acta Anatomica, 138, 352–358.PubMedCrossRef Sanchez-Quintana, D., Garcia-Martinez, V., & Hurle, J. M. (1990). Myocardial fibre architecture in the human heart. Acta Anatomica, 138, 352–358.PubMedCrossRef
36.
Zurück zum Zitat Mächler, H., Reiter, G., & Parthel, M. (2007). Influence of a tilting prosthetic mitral valve orientation on the left ventricular flow—an experimental in vivo magnetic resonance imaging study. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 32, 102–107.PubMedCrossRef Mächler, H., Reiter, G., & Parthel, M. (2007). Influence of a tilting prosthetic mitral valve orientation on the left ventricular flow—an experimental in vivo magnetic resonance imaging study. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 32, 102–107.PubMedCrossRef
37.
Zurück zum Zitat Dorri, F., Niederer, P., Redmann, K., Lunkenheimer, P. P., Cryer, C. W., & Anderson, R. H. (2007). An analysis of the spatial arrangement of the myocardial aggregates making up the wall of the left ventricle. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 31, 430–437.PubMedCrossRef Dorri, F., Niederer, P., Redmann, K., Lunkenheimer, P. P., Cryer, C. W., & Anderson, R. H. (2007). An analysis of the spatial arrangement of the myocardial aggregates making up the wall of the left ventricle. European Journal of Cardio-Thoracic Surgery, 31, 430–437.PubMedCrossRef
Metadaten
Titel
Models of Ventricular Structure and Function Reviewed for Clinical Cardiologists
verfasst von
Paul P. Lunkenheimer
Peter Niederer
Damian Sanchez-Quintana
Margarita Murillo
Morten Smerup
Publikationsdatum
01.04.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Cardiovascular Translational Research / Ausgabe 2/2013
Print ISSN: 1937-5387
Elektronische ISSN: 1937-5395
DOI
https://doi.org/10.1007/s12265-012-9440-1

Weitere Artikel der Ausgabe 2/2013

Journal of Cardiovascular Translational Research 2/2013 Zur Ausgabe

Die „Zehn Gebote“ des Endokarditis-Managements

30.04.2024 Endokarditis Leitlinie kompakt

Worauf kommt es beim Management von Personen mit infektiöser Endokarditis an? Eine Kardiologin und ein Kardiologe fassen die zehn wichtigsten Punkte der neuen ESC-Leitlinie zusammen.

Strenge Blutdruckeinstellung lohnt auch im Alter noch

30.04.2024 Arterielle Hypertonie Nachrichten

Ältere Frauen, die von chronischen Erkrankungen weitgehend verschont sind, haben offenbar die besten Chancen, ihren 90. Geburtstag zu erleben, wenn ihr systolischer Blutdruck < 130 mmHg liegt. Das scheint selbst für 80-Jährige noch zu gelten.

Sind Frauen die fähigeren Ärzte?

30.04.2024 Gendermedizin Nachrichten

Patienten, die von Ärztinnen behandelt werden, dürfen offenbar auf bessere Therapieergebnisse hoffen als Patienten von Ärzten. Besonders gilt das offenbar für weibliche Kranke, wie eine Studie zeigt.

Dihydropyridin-Kalziumantagonisten können auf die Nieren gehen

30.04.2024 Hypertonie Nachrichten

Im Vergleich zu anderen Blutdrucksenkern sind Kalziumantagonisten vom Diyhdropyridin-Typ mit einem erhöhten Risiko für eine Mikroalbuminurie und in Abwesenheit eines RAS-Blockers auch für ein terminales Nierenversagen verbunden.

Update Kardiologie

Bestellen Sie unseren Fach-Newsletter und bleiben Sie gut informiert.