Франк Старлинг Механизъм

От Франк Старлинг Механизъм е автономната регулация на вътрешния изпускателен и пълнещ капацитет на сърцето, която компенсира краткосрочните колебания в налягането и обема. Жизненоважната регулация играе роля особено при промяна на положението на тялото. Механизмът вече не може да компенсира по-големи промени в налягането.

Какво представлява механизмът Франк Старлинг?

Автономната контролна верига на сърцето регулира изхвърлянето и пълнещия капацитет на жизненоважния орган. Регулацията адаптира сърдечния пулс към краткосрочните промени в налягането и обема и позволява на двете камери на сърцето да изхвърлят един и същ обем на удара. Този контур за управление се нарича механизмът Франк Старлинг.

Механизмът е кръстен на немския физиолог Ото Франк и британския физиолог Ернест Хенри Старлинг, които за първи път описаха контролния контур в началото на 20-ти век, използвайки изолирано сърце, а по-късно използвайки препарат от сърце-бял дроб. В първото описание участва и немският физиолог Херман Страуб. По тази причина понякога се извиква контролната верига Франк Страуб Старлинг механизъм обозначен.

Механизмът е една от няколко жизненоважни регулации в човешкия организъм. Основните характеристики на механизма на Франк Старлинг описват обема на кръвта, която преминава през сърцето по време на диастола и систола. Колкото по-малък е обемът, който се влива по време на диастола, толкова по-малък е обемът на кръвта, изхвърлена по време на систола.

Функция и задача

Механизмът Франк Старлинг се състои от предварително зареждане и следтоварване. Когато аурикулите се напълнят, се говори за предварително зареждане. С увеличено пренатоварване сърдечните камери също се запълват все по-често. При постоянен пулс обемът на удара на сърцето се увеличава. Крайният систоличен обем се увеличава само леко.

Когато пренатоварването е увеличено, има увеличена работа на налягането и обем в сърцето. Този принцип съответства на предварителното зареждане на механизма на Frank Starling. Това предварително зареждане е последвано от последно зареждане. Изтичането на кръв от сърцето се нарича следтоварване. Ако притокът на кръв се случи срещу повишено съпротивление, изпомпващата сила на сърцето се увеличава до по-високо налягане и по този начин транспортира същото количество кръв като преди при същата сърдечна честота. Настъпва постепенна корекция.

Към края на систолата особено голямо количество кръв остава в сърдечните камери поради увеличеното след натоварване. Появява се задна вода. В диастолата това обратно налягане предизвиква още по-голямо запълване. Силата на сърдечните мускулни клетки зависи от предварителното натоварване и се основава на неговото предварително зареждане преди реалния старт на контракцията. Колкото по-голямо е разтягането на саркомерите в мускулните клетки, толкова по-голямо е то.

Тъй като обемът в механизма на Франк-Старлинг увеличава крайния диастоличен, миозиновите и актиновите нишки се припокриват оптимално и се променят от дължина на саркомера от 1.9 цт до дължина на саркомера около 2,2 цт. При оптимално припокриване, максималната сила е между 2,2 и 2,6 цт. Ако тези стойности са надвишени, максималната сила намалява. Оптималното припокриване причинява така наречената сенсибилизация на калций в миофибрилите, което прави контрактилния апарат по-възприемчив за калция. По този начин конвенционалният приток на калций с потенциал за действие предизвиква още по-силна реакция в миофибрилите.

Обемът на кръвта на предварително зареждане се подлага на определени колебания в зависимост от физическата активност и положението на тялото. Механизмът Frank-Starling осигурява сърдечната функция и регулирането на отделните обеми на изхвърляне в дясната и лявата част на сърцето. Ако обемът се измести, например по време на промяна в положението на тялото, механизмът е особено подходящ.

Дейностите на камерата се регулират автоматично от управляващата верига към колебанията в налягането и обема и свързаните с тях промени в преди и след натоварване. Това означава, че и двете сърдечни камери винаги изпомпват еднакъв обем на удара.

Болести и неразположения

Когато едно от натоварванията на механизма на Франк Старлинг е неуравновесено, това прави и другото. Предварителното натоварване се нарича в медицинската практика като крайния диастоличен обем или крайното диастолично налягане, и двете могат да бъдат измерени. При сърдечни заболявания като систолна сърдечна недостатъчност има увеличен краен диастоличен обем. Това също увеличава налягането на пълнене. Следователно предварителното натоварване се увеличава. Вследствие на това в телесната тъкан се натрупва течност от съдовата система. Така се образува оток като белодробен оток. Белодробният оток може да причини задух, тракащо дишане или пенеста храчка например от белите дробове.

Механизмът на Франк-Старлинг също е изпълнен с проблеми, когато камерната еластичност е намалена. Понижена еластичност на вентрикулите е налице например при диастолна сърдечна недостатъчност. Колкото по-твърда е вентрикула, толкова по-лошо е диастолното запълване. Това води до изоставане на кръвта във вените. За да намали предварителното натоварване, лекарят дава на пациента АСЕ инхибитори или нитрати.

Хипертонията или клапната стеноза могат също толкова лесно да увеличат натоварването на сърцето и по този начин да причинят проблеми в механизма на Frank-Starling. Камерните мускули могат да хипертрофират поради увеличеното натоварване през нощта и по този начин да намалят напрежението на стената.Такава камерна хипертрофия може да доведе до сърдечна недостатъчност. Разтягането на камерните мускулни влакна им дава по-голямо напрежение, а увеличеното разтягане позволява изхвърлянето на кръвта с по-голяма сила.

Ако механизмът Франк Старлинг се повреди, сърцето вече не може лесно да се справи с ежедневните колебания на налягането и колебанията в обема. Механизмът може да компенсира леко повишено налягане и леко повишено предварително зареждане при здрави хора. Въпреки това, механизмът за регулиране също не е подготвен за по-големи колебания на налягането или колебания на натоварването. Поради тази причина по-големите колебания могат да имат опасни за живота последици.