Prawo Franka-Starlinga jest postulatem, który wskazuje, że serce ma zdolność zmiany siły skurczu - a co za tym idzie - objętości skurczu - w odpowiedzi na zmiany objętości napływu krwi (powrót żylny).
Prawo Franka-Starlinga można opisać w prosty sposób: im bardziej serce jest rozciągnięte (zwiększona objętość krwi), tym większa jest siła skurczu tylnej komory.
W konsekwencji, tym większa ilość krwi wydalana przez zastawkę aortalną i płucną.
Geneza prawa
Nazwa tego prawa odnosi się do dwóch wielkich fizjologów, pionierów zajmujących się badaniem serca.
Niemiecki naukowiec imieniem Frank i angielski naukowiec imieniem Starling, każdy z nich z osobna, badali serca różnych zwierząt.
Każdy zauważył, że zdrowe serce nie wypuszcza ostatniej kropli krwi z komór, kiedy się kurczą, ale raczej pozostałość krwi pozostaje w komorach, co jest określane jako objętość końcowa udaru.
Zauważyli, że wzrost rozkurczowej objętości lub obciążenia wstępnego skutkuje wzrostem objętości wyrzutowej i wydalaniem większej ilości krwi z serca z każdym uderzeniem serca.
Z biegiem czasu teoria ta stała się popularna w fizjologii serca i jest obecnie znana jako prawo kardiologiczne Franka-Starlinga.
Rzut serca
Objętość krwi pompowanej przez serce w ciągu minuty nazywana jest rzutem serca i jest to czynnik, który zmienia się w zależności od zapotrzebowania organizmu.
Rzut serca można obliczyć, mnożąc liczbę uderzeń serca na minutę (częstość akcji serca) przez objętość krwi wypływającej z serca przy każdym uderzeniu (objętość wyrzutu).
Rzut serca jest zmienną, która umożliwia pomiar dostosowania serca w odniesieniu do fizycznych i emocjonalnych wymagań, na jakie cierpi organizm.
Regulacja napięcia wstępnego i objętości wyrzutowej
Istnieje kilka czynników, które wpływają na ilość krwi pompowanej podczas każdego uderzenia serca, czyli objętość wyrzutową.
Podczas fazy spoczynku serca, zwanej rozkurczem, komory serca wypełniają się biernie krwią.
Później, pod koniec rozkurczu, przedsionki kurczą się, jeszcze bardziej wypełniając komory.
Objętość krwi w komorach pod koniec rozkurczu nazywana jest końcową objętością rozkurczową.
Zwiększenie objętości końcoworozkurczowej powoduje następnie większe rozciągnięcie komór, ponieważ jest tam więcej krwi.
Kiedy komora dalej się rozciąga, kurczy się mocniej, jak gumka.
Dobrym sposobem myślenia o końcowo rozkurczowej objętości jest myślenie o niej jako o ilości „naładowanej” krwi w komorach przed skurczem. Z tego powodu końcowa objętość rozkurczowa nazywana jest napięciem wstępnym.
Afterload
Innym ważnym wpływem końcowej objętości wyrzutowej jest ciśnienie w tętnicach wychodzących z serca.
Jeśli w tętnicach jest wysokie ciśnienie, serce będzie miało trudności z pompowaniem krwi.
To ciśnienie krwi, które reprezentuje opór, jaki musi pokonać komora, aby wydalić krew, nazywane jest obciążeniem następczym.
Bibliografia
- Hale, T. (2004) Exercise Physiology: A Thematic Approach (1st ed.). Wiley.
- Iaizzo, P. (2005). Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology and Devices (1st ed.). Humana Press.
- Shiels, HA i White, E. (2008). Mechanizm Franka-Starlinga w miocytach sercowych kręgowców. Journal of Experimental Biology, 211 (13), 2005–2013.
- Stouffer, G., Klein, J. & McLaughlin, D. (2017). Hemodynamika sercowo-naczyniowa dla lekarza (wyd. 2). Wiley-Blackwell.
- Tortora, G. i Derrickson, B. (2012). Zasady anatomii i fizjologii (13 wyd.). John Wiley & Sons Inc.