Механизмът на Франк-Старлинг е автономното регулиране на сърцеВътрешният капацитет за изхвърляне и пълнене, който компенсира краткосрочните колебания в налягането и сила на звука. Тази жизненоважна регулация играе роля преди всичко по време на промени в позицията на тялото. Механизмът вече не може да компенсира по-големи промени в налягането.
Какво представлява механизмът на Франк-Старлинг?
Схематично анатомично представяне на сърце показваща вентрикулите. Автономната верига за управление на сърце регулира изхвърлянето и запълването на жизненоважния орган. Регламентът регулира сърдечния дебит спрямо краткосрочните промени в налягането и сила на звука, позволявайки на двете камери на сърцето да изхвърлят едно и също удар сила на звука. Тази регулаторна верига се нарича механизъм на Франк-Старлинг. Механизмът е кръстен на немския физиолог Ото Франк и британския физиолог Ърнест Хенри Старлинг, които за първи път описват контролната верига в началото на 20-ти век върху изолираното сърце, а по-късно и върху сърцето-бял дроб подготовка. Немският физиолог Херман Щрауб също участва в първоначалното описание. По тази причина контролната верига понякога се нарича механизъм на Франк-Щрауб-Старлинг. Механизмът е една от няколко жизненоважни регулации в човешкия организъм. В основните си характеристики механизмът на Франк-Старлинг описва този обем от кръв който преминава през сърцето през диастол и систола. Колкото по-малък е обемният приток през диастол, колкото по-малък е обемът на кръв изхвърлен по време на систола.
Функция и цел
Механизмът на Франк-Старлинг се състои от предварително и допълнително натоварване. Когато предсърдията се запълват, говорим за предварително зареждане. Когато предварителното натоварване се увеличи, вентрикулите също се пълнят прогресивно. На константа сърдечната честота- удар обемът на сърцето се увеличава. Крайният систоличен обем се увеличава само леко. Когато се увеличи предварителното натоварване, в сърцето се увеличава работата на налягането и обема. Този принцип съответства на предварителното натоварване на механизма на Франк-Старлинг. Това предварително зареждане е последвано от допълнително зареждане. Изтичането на кръв от сърцето се нарича допълнително натоварване. Когато изтичането на кръв протича срещу повишено съпротивление, изпомпващото действие на сърцето се увеличава до по-високо налягане и по този начин пренася същия обем кръв, както преди при същия сърдечната честота. Провежда се постепенна адаптация. Към края на систолата, поради увеличеното допълнително натоварване, в сърдечните камери остава особено голямо количество кръв. Възниква обратно налягане. В диастол, това обратно налягане кара камерите да се запълват още повече. Миокардна клетка сила винаги зависи от предварително натоварване и така се основава на неговото предварително зареждане преди действителното начало на свиване. Колкото по-голямо е удължаването на саркомерите в мускулните клетки, толкова по-високо е. Тъй като обемът в механизма на Франк-Старлинг се увеличава в края на диастолата, миозиновите и актиновите нишки се припокриват оптимално и се променят от дължина на саркомера от преди 1.9 µm до дължина на саркомера от около 2.2 µm. По този начин, при оптимално припокриване, максимална сила е между 2.2 и 2.6 µm. Превишаването на тези стойности причинява максимална сила да намалява. Оптималното припокриване причинява т.нар калций сенсибилизация в миофибрилите, което прави контрактилния апарат по-възприемчив към калция. По този начин конвенционалното калций приток по време на потенциал за действие предизвиква все по-силен отговор в миофибрилите. Обемът на кръвта от предварително натоварване е подложен на определени колебания в зависимост от физическата активност и положението на тялото. Механизмът на Франк-Старлинг осигурява сърдечната функция и регулирането на отделните обеми на изтласкване в дясната и лявата част на сърцето. Когато обемът се измести, например, по време на промяна в положението на тялото, механизмът е особено важен. Вентрикуларните дейности се регулират автоматично от управляващата верига спрямо колебанията на налягането и обема и свързаните с това промени в предварителното и допълнителното натоварване. В резултат и двете вентрикули винаги изпомпват еднакво удар сила на звука.
Болести и медицински състояния
Когато едно от натоварванията на механизма на Франк-Старлинг изчезне баланс, така и другият. Предварителното натоварване се означава в медицинската практика като краен диастоличен обем или крайно диастолично налягане, като 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 и в резултат на това течността от съдовата система се отлага в телесните тъкани. Ето как се получават отоци като белодробен оток форми. Белодробен оток може да причини например задух, хрипове или пенливост храчка от белите дробове. Намалената камерна еластичност също създава проблеми с механизма на Франк-Старлинг. Намалената камерна еластичност е налице, например, при диастола сърдечна недостатъчност. Колкото по-твърда е вентрикулата, толкова по-лошо е диастолното пълнене. Това води до резервно копие на кръвта във вените. За да се намали предварителното зареждане, лекарят прилага АСЕ инхибитори или нитрати на пациента. Хипертония или стенозата на клапата може също толкова лесно да увеличи допълнителното натоварване на сърцето, причинявайки проблеми в механизма на Франк-Старлинг. Камерните мускули могат хипертрофия поради увеличено нощно натоварване, като по този начин се намалява стената стрес. Такива камерни хипертрофия може да доведе до сърдечна недостатъчност. Разтягане на вентрикуларните мускулни влакна им придава по-голямо напрежение, а увеличеното разтягане позволява изхвърлянето на кръв с по-голяма сила. Когато механизмът на Франк-Старлинг се провали, сърцето вече не може лесно да извършва ежедневни колебания на налягането и промени в обема. Механизмът може да компенсира леко повишено налягане и предварително натоварване при здрави индивиди. Въпреки това, дори регулаторният механизъм не е оборудван за справяне с по-големи колебания на налягането или промени в натоварването. Поради тази причина по-големите колебания могат да имат животозастрашаващи последици.
