Механизм Фрэнка Старлинга

Из Механизм Фрэнка Старлинга это автономное регулирование внутреннего выброса и наполнения сердца, которое компенсирует кратковременные колебания давления и объема. Жизненная регуляция играет роль, особенно при изменении положения тела. Механизм больше не может компенсировать большие изменения давления.

Что такое механизм Фрэнка Старлинга?

Автономный контур управления сердца регулирует выброс и наполнение жизненно важного органа. Регулировка адаптирует сердечный выброс к краткосрочным изменениям давления и объема и позволяет обеим камерам сердца выбрасывать одинаковый ударный объем. Этот контур управления называется механизмом Фрэнка Старлинга.

Механизм назван в честь немецкого физиолога Отто Франка и британского физиолога Эрнеста Генри Старлинга, которые впервые описали контур управления в начале 20 века на изолированном сердце, а затем и на препарате сердце-легкое. Немецкий физиолог Герман Штрауб также участвовал в первом описании. По этой причине контур управления иногда называют Механизм Фрэнка Штрауба Старлинга назначенный.

Этот механизм является одним из нескольких жизненно важных регуляторов человеческого организма. Основные характеристики механизма Фрэнка Старлинга описывают объем крови, который проходит через сердце во время диастолы и систолы. Чем меньше объем крови, поступающий во время диастолы, тем меньший объем крови выбрасывается во время систолы.

Функция и задача

Механизм Фрэнка Старлинга состоит из предварительной нагрузки и дополнительной нагрузки. Когда ушные раковины наполняются, говорят о преднагрузке. С увеличением преднагрузки камеры сердца также все больше заполняются. При постоянной частоте сердечных сокращений ударный объем сердца увеличивается. Конечный систолический объем увеличивается незначительно.

Когда предварительная нагрузка увеличивается, в сердце увеличивается объемно-давление. Этот принцип соответствует предварительному натяжению механизма Фрэнка Старлинга. За этой предварительной нагрузкой следует последующая нагрузка. Отток крови от сердца называется постнагрузкой. Если отток крови происходит при повышенном сопротивлении, насосная мощность сердца увеличивается до более высокого давления и, таким образом, транспортируется то же количество крови, что и раньше, с той же частотой сердечных сокращений. Происходит постепенная корректировка.

К концу систолы в камерах сердца остается особенно большое количество крови из-за повышенной постнагрузки. Возникает затон. В диастоле это противодавление вызывает еще большее наполнение. Сила клеток сердечной мышцы зависит от предварительной нагрузки и основана на ее предварительной нагрузке перед фактическим началом сокращения. Чем сильнее растяжение саркомеров в мышечных клетках, тем оно больше.

Поскольку объем в механизме Франка-Старлинга увеличивается в конечном диастолическом диапазоне, миозиновые и актиновые филаменты оптимально перекрываются и изменяются от длины саркомера 1,9 мкм до длины саркомера около 2,2 мкм. При оптимальном перекрытии максимальное усилие составляет от 2,2 до 2,6 мкм. Если эти значения превышены, максимальная сила уменьшается. Оптимальное перекрытие вызывает так называемую сенсибилизацию миофибрилл к кальцию, что делает сократительный аппарат более восприимчивым к кальцию. Таким образом, обычный приток кальция с потенциалом действия вызывает более сильную реакцию миофибрилл.

Объем крови при предварительной нагрузке может колебаться в зависимости от физической активности и положения тела. Механизм Франка-Старлинга обеспечивает работу сердца и регулировку индивидуальных объемов выброса в правой и левой частях сердца. Если объем меняется, например, при изменении положения тела, механизм особенно актуален.

Работа камеры автоматически регулируется схемой управления с учетом колебаний давления и объема и связанных с ними изменений предварительных и дополнительных нагрузок. Это означает, что обе камеры сердца всегда качают одинаковый ударный объем.

Болезни и недуги

Когда одна из нагрузок в механизме Фрэнка Старлинга неуравновешена, то же самое происходит и с другой. Предварительная нагрузка в медицинской практике называется конечным диастолическим объемом или конечным диастолическим давлением, которые можно измерить. При сердечных заболеваниях, таких как систолическая сердечная недостаточность, наблюдается повышенный конечный диастолический объем. Это также увеличивает давление наполнения. Поэтому предварительный натяг увеличивается. Как следствие, жидкость из сосудистой системы накапливается в тканях тела. Так формируется отек, похожий на отек легких. Например, отек легких может вызвать одышку, хрип или пенистую мокроту из легких.

Механизм Франка-Старлинга также чреват проблемами при снижении эластичности желудочков. Снижение эластичности желудочков наблюдается, например, при диастолической сердечной недостаточности. Чем жестче желудочек, тем хуже диастолическое наполнение. Это приводит к застоя крови в венах. Для уменьшения преднагрузки врач назначает пациенту ингибиторы АПФ или нитраты.

Гипертония или стеноз клапана могут так же легко увеличить постнагрузку сердца и, таким образом, вызвать проблемы в механизме Франка-Старлинга. Мышцы желудочков могут гипертрофироваться из-за повышенной ночной нагрузки и тем самым снижать натяжение стенок.Такая гипертрофия желудочков может привести к сердечной недостаточности. Растяжение мышечных волокон желудочков придает им большее напряжение, а повышенное растяжение позволяет крови выбрасываться с большей силой.

Если механизм Фрэнка Старлинга выйдет из строя, сердце больше не сможет легко выполнять повседневные колебания давления и колебания объема. Механизм может компенсировать немного повышенное давление и немного увеличенную преднагрузку у здоровых людей. Однако механизм регулирования не приспособлен для того, чтобы выдерживать большие колебания давления или колебания нагрузки. По этой причине более сильные колебания могут иметь опасные для жизни последствия.