De vortexen van het hart: dynamiek, oorsprong en osteopathische invloed
De vortex als universeel natuurprincipe
Vóór we ons verdiepen in de vortexen van het hart, is het zinvol stil te staan bij de vortex als biologisch en universeel fenomeen. In de natuur duiken vortexstructuren op in talloze vormen: de wervelwind, het water in een afvoerputje, een slakkenhuis of de structuur van DNA. Wat al deze fenomenen gemeen hebben, is dat ze een organisatieprincipe vormen waarin beweging, richting, ordening en aanpassing spontaan samenkomen.
Vortexen zijn evolutionair gunstige oplossingen: ze zorgen voor energiedistributie, zelfregulatie en aanpassingsvermogen in veranderende omstandigheden. In levende organismen komen vortexstructuren terug als natuurlijke ordening van vloeistofstromen (denk aan bloed, lymfe of hersenvocht) maar ook als bewegingspatronen in weefsel en celstructuren.
Ze markeren plekken van transitie, energieverdeling, regulatie en informatie-overdracht. De vortex kan dus beschouwd worden als een universeel natuurprincipe waarin vorm en functie in beweging samenvallen.
1. De functie van vortexen in het hart
Recente 4D-flow MRI-technieken bevestigen dat vortexvorming in het hart niet slechts bijverschijnselen zijn, maar structureel functioneel. Kamada et al. (2023) tonen bijvoorbeeld aan dat de grootte en duur van vortexen in de longslagader direct correleren met pulmonale druk. In het linkeratrium blijkt het optreden van linkeratriumvortexformaties (LAVF) bescherming te bieden tegen trombosevorming (Yousefi et al., 2023).
In het hart ontstaan vortexen vooral tijdens de vullings- en uitstroomfases. De bloedstroom wervelt langs wandstructuren, kleppen en trabeculae en vormt zo draaiende structuren die het stromingsverloop optimaliseren. Hun functies zijn onder andere:
- Energetische efficiëntie: Door kinetische energie tijdelijk op te slaan in rotatie, werkt de vortex als een veer die helpt bij het vullen en ledigen van de ventrikels (Pedrizzetti & Domenichini, 2005).
- Klepwerking ondersteunen: In de sinussen van Valsalva zorgen vortexen voor een gecontroleerde sluiting van de aortakleppen (Bellhouse & Talbot, 1981).
- Stromingsgeleiding: De vortex dirigeert bloed richting het uitstroomkanaal, en voorkomt stilstandzones of turbulente stroming (Kilner et al., 2000).
- Metabole synchronisatie: De vortex houdt het bloed langer in contact met endocardiaal weefsel, wat uitwisseling van stoffen en signalen bevordert.
(c) Een geoptimaliseerde linkerhartkamer maakt energie-efficiënte vulling mogelijk door de expansie van de endocardwand (binnenwand van het hart) af te stemmen op de expansie en vorming van de vortexring. Dit bevordert het spoelen van de kamer bij lage druk en behoud van een lage wandspanning.
2. Wanneer worden deze vortexen aangesproken?
De vortexen zijn fasisch georiënteerd: ze verschijnen in ritmische afstemming op de hartcyclus, in de diastole en systole. Ze worden intenser of juist gedempt afhankelijk van:
- Perifere weerstand (afterload): Een gespannen periferie versterkt de vortex of verandert zijn richting.
- Behoefte aan perfusie: Een doelorgaan met verhoogde metabole vraag verandert de configuratie van de vortex.
- Autonome toestand: Sympathische of parasympathische dominantie beïnvloedt vortexsnelheid en amplitude.
- Inwendige structuur: Verandering in trabeculaire oriëntatie of myocardiale spiertonus moduleert hoe de vortex zich vormt.
Deze vortexen reageren dus niet alleen op mechanica, maar ook op fysiologie, stress en integriteit van het weefselveld.
3. Embryologische oorsprong: de vortex als organiserend principe
Moderne modellen tonen aan dat stroming al vóór genetische differentiatie een organiserende kracht is. In zebravismodellen laat recent onderzoek (PLoS Comput Biol, 2022) zien dat trabeculaire vortexstromen direct bijdragen aan de vorming van het ventrikel. Deze inzichten sluiten aan bij een bredere trend waarin mechanosignalen als primaire morfogenetische factoren worden erkend (Chatterjee et al., 2022).
De vortex is niet het gevolg van structuur, maar mede oorzaak ervan. Tijdens de embryogenese ontstaan stromingspatronen nog vóórdat er anatomische kamers of kleppen zijn. Hartcellen zijn mechanosensitief, ze reageren op schuif- en draaiing via signaalroutes zoals Notch en BMP (Lindsey et al., 2014). Deze signalen beïnvloeden hoe het hart zich vouwt, waar kamers ontstaan en hoe het myocard zich organiseert.
3a. Vorm door vortex
De trabeculae carneae (sponsachtige structuren in het hart) vormen zich langs vortexlijnen. Stroming ‘snijdt’ als het ware zijn eigen bedding in het myocard. Zo ontstaat vorm uit beweging.
3b. Invloed van de baarmoederwand
Vortexpatronen worden mede beïnvloed door de fysieke omgeving van het embryo, zoals druk- en draaivelden afkomstig van de baarmoederwand. Dit heeft impact op hoe hart en vasculatuur zich oriënteren. De vortex wordt hier een vector van omgevingsinformatie.
3c. Signaalroutes
De signaalroutes Notch (bepaalt celidentiteit bij rek) en BMP (stimuleert differentiatie bij vloeistofdruk) fungeren als sensoren die vortexdynamiek omzetten in ontwikkelingsinstructies. Zo vertaalt stroming zich naar structuur.
Figuur: Vormgevende rol van vortexringen tijdens hartontwikkeling (1–3 dagen post-fertilisatie).
De afbeelding toont de ontwikkeling van het hart van een embryo, van een eenvoudige buis (1 dpf) tot een gesegmenteerde hartstructuur met duidelijke kamers en trabeculatie (3 dpf). De blauwe pijlen geven de richting van de bloedstroom aan, waarbij de circulerende stroming (vortexvorming) duidelijk zichtbaar wordt vanaf 1.5 dpf. Deze vortexringen oefenen mechanische krachten (reconfiguration stresses, zwart gestippeld) uit op het endocard (bruin) en myocard (blauw), en sturen zo actief de morfologische ontwikkeling van het hart. De expansie en inbedding van vortexen correleren met endocardiale invouwen en trabeculatie, wat suggereert dat stromingsdynamiek een epigenetisch vormgevend principe vormt voor hartstructuur en -functie.
4. Communicatie en integratie tussen vortex en doelorgaan
Met geavanceerde MRI en rekenmodellen (multi-VENC 4D-flow) is recentelijk aangetoond dat vortexconfiguraties veranderen bij verhoogde perifere weerstand of metabole nood (van der Veen et al., 2021). Het hart gebruikt deze patronen niet alleen voor perfusie, maar als realtime feedbacksysteem met het perifere weefselveld.
a. Mechanische en metabole feedback
De vortex reageert op de toestand van het perifere weefsel:
- Mechanisch via wanddruk, vulling en klepweerstand
- Metabool via signalen zoals zuurstof, pH en glucose
Het hart voelt dit via mechanosensoren, baroreceptoren, chemoreceptoren en rekgevoelige cellen in het Purkinje-systeem. De vortex moduleert zich op basis van deze input — een vorm van biologische intelligentie.
b. Embryologische afstemming
Doelorganen en hartstructuren ontstaan uit verbonden kiemvelden. De eerste vortexen vormen routes van herkenning en afstemming. Deze embryologische vectoren blijven als resonantievelden bestaan in het volwassen lichaam (Hove et al., 2003).
c. Zelfregulatie
De vortex is geen vaste vorm, maar past zich aan aan het stromingsveld:
- Zacht en klein bij harmonie
- Diep en intens bij stagnatie
Het lichaam regelt dit via aanpassing van myocardiale timing, klepwerking, vaattonus en neurohumorale signalen.
d. De vortex als remmechanisme
Naast ontlading kan de vortex ook ‘dimmen’. Dit gebeurt wanneer het weefsel bescherming nodig heeft, bijvoorbeeld bij overperfusie. De vortex functioneert dan als natuurlijke buffer of pauze.
5. Osteopathische implicaties
a. Perceptie en deductie
Osteopathisch kunnen we vortexvelden waarnemen als ritmische torsie, pulsatie of leegte. De kunst is te voelen of een vortex ontladen of afgeremd moet worden. Bij onderperfusie stimuleer je. Bij overactivatie rem je. Dit gebeurt altijd in afstemming met het ritme van het weefsel.
b. Interventie
Interventies zijn gebaseerd op resonantie. Je begeleidt de vortex terug naar zijn oorspronkelijke as, of je creëert ruimte zodat de beweging zichzelf hervindt. Soms is dat mechanisch, soms via aanwezigheid en aandacht.
c. Ritmisch luisteren
De vortex laat zich horen in ritme. Door te vertragen kun je de onderliggende dynamiek volgen en detecteren waar het lichaam zich inhoudt of versnelt.
d. Embryologische vectoren aanspreken
Beweging langs de embryologische assen (zoals midline of hartrotatie) kan de vortex resetten. Dit gebeurt niet lineair, maar in spiraliserende bewegingen. Het raakt ook emotionele patronen, opgeslagen in dezelfde vectoren.
6. Spirituele resonantie: Vortexen en het zelfherstellend vermogen
De vortex is meer dan stroming. Het is richting, intelligentie, herinnering. Ze kan als kanaal fungeren voor de zielsbeweging van herstel. In veel spirituele tradities wordt de spiraal gezien als een symbool van evolutie, cyclische groei en innerlijke afstemming. Waar een vortex ontstaat, kan ook ordening ontstaan, zowel op fysiologisch, emotioneel en existentieel niveau.
“When the tide is moving normally, the forces of life are at work. When it is not, the forces of disease are beginning to gather.” – William Garner Sutherland
Daarom kunnen, tijdens behandelingen waarin vortexen weer tot leven komen, patiënten soms gevoelens van **thuiskomen, diepe rust of emotionele herintegratie **ervaren.
Een osteopaat behandelt zacht de thorax van een patiënt ter hoogte van het hartgebied. Via subtiele palpatie en mobilisatie probeert hij de spanning in het omliggende fasciale netwerk te harmoniseren. Deze benadering is gericht op het optimaliseren van de natuurlijke vortexstroming van het bloed in het hart – een circulerend patroon dat essentieel is voor efficiënte vulling, wandspoeling en energetische balans. Door biomechanische en vloeistofdynamische principes te volgen, ondersteunt de osteopaat zo het zelfregulerend vermogen van het cardiovasculaire systeem.
Bronnen
- Kamada H et al. (2023). Quantifying 4D flow CMR vortices in pulmonary hypertension. JCMR.
- Yousefi A et al. (2023). Left atrial vortex formation and stroke risk. Eur Heart J Cardiovasc Imaging.
- Khosravi N et al. (2022). Intracardiac vortex formation in zebrafish and its role in morphogenesis. PLoS Comput Biol.
- Chatterjee S et al. (2022). Mechanosignaling in cardiac morphogenesis: a systems perspective. Front Cell Dev Biol.
- van der Veen JP et al. (2021). Multi-VENC 4D flow MRI for quantifying hemodynamic changes in the pulmonary artery. Magn Reson Med.
- Sengupta, P. P. et al. (2016). Vortex ring behavior provides the epigenetic blueprint for the human heart. Scientific Reports, 6, 22021. https://doi.org/10.1038/srep22021
- Gharib M, Rambod E, Kheradvar A, Sahn DJ, Dabiri JO. Optimal vortex formation as an index of cardiac health. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006.
- Levine H, Ben-Jacob E. Self-organization in the growth of biological systems: spiral patterns and information flow. Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 2004.
- Kilner PJ, Yang GZ, Wilkes AJ, Mohiaddin RH, Firmin DN, Yacoub MH. Asymmetric redirection of flow through the heart. Nature. 2000.
- Bellhouse BJ, Talbot L. The fluid mechanics of the aortic valve. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 1981.
- Hove JR, Köster RW, Forouhar AS, Acevedo-Bolton G, Fraser SE, Gharib M. Intracardiac fluid forces are an essential epigenetic factor for embryonic cardiogenesis. Nature. 2003.
- Pedrizzetti G, Domenichini F. Nature optimizes the swirling flow in the human left ventricle. Phys Rev Lett. 2005.
- van den Wijngaard JP, Westerhof N, van der Veen FH, et al. Vortex formation time as an index of left ventricular filling efficiency: comparison of assessment methods. J Magn Reson Imaging. 2008.
- Taber LA. Biomechanics of growth, remodeling, and morphogenesis. Appl Mech Rev. 1995.
- Lindsey SE, Butcher JT, Yalcin HC. Mechanical regulation of cardiac development. Front Physiol. 2014.
- Sutherland WG. The Primary Respiratory Mechanism. In: Teachings in the Science of Osteopathy. Rudra Press. 1990.
