Μηχανισμός Frank Starling

Απο Μηχανισμός Frank Starling είναι η αυτόνομη ρύθμιση της εσωτερικής ικανότητας εκτόξευσης και πλήρωσης της καρδιάς, η οποία αντισταθμίζει τις βραχυπρόθεσμες διακυμάνσεις της πίεσης και του όγκου. Ο ζωτικός κανονισμός παίζει ρόλο ειδικά όταν αλλάζει τη θέση του σώματος. Ο μηχανισμός δεν μπορεί πλέον να αντισταθμίσει τις μεγαλύτερες αλλαγές στην πίεση.

Τι είναι ο μηχανισμός Frank Starling;

Το αυτόνομο κύκλωμα ελέγχου της καρδιάς ρυθμίζει την ικανότητα εκτόξευσης και πλήρωσης του ζωτικού οργάνου. Ο κανονισμός προσαρμόζει την καρδιακή έξοδο στις βραχυπρόθεσμες αλλαγές πίεσης και όγκου και επιτρέπει και στους δύο θαλάμους της καρδιάς να εκτοξεύσουν τον ίδιο όγκο εγκεφαλικού επεισοδίου. Αυτός ο βρόχος ελέγχου ονομάζεται μηχανισμός Frank Starling.

Ο μηχανισμός πήρε το όνομά του από τον Γερμανό φυσιολόγο Otto Frank και τον Βρετανό φυσιολόγο Ernest Henry Starling, οι οποίοι περιέγραψαν για πρώτη φορά τον βρόχο ελέγχου στις αρχές του 20ού αιώνα στην απομονωμένη καρδιά και αργότερα επίσης στην προετοιμασία της καρδιάς-πνεύμονα. Ο Γερμανός φυσιολόγος Hermann Straub συμμετείχε επίσης στην πρώτη περιγραφή. Για αυτόν τον λόγο, καλείται μερικές φορές ο βρόχος ελέγχου Μηχανισμός ψαρόνι Frank Straub καθορισμένο.

Ο μηχανισμός είναι ένας από τους πολλούς ζωτικούς κανονισμούς στον ανθρώπινο οργανισμό. Τα βασικά χαρακτηριστικά του Μηχανισμού Frank Starling περιγράφουν τον όγκο του αίματος που διέρχεται από την καρδιά κατά τη διάρκεια της διαστολής και της συστολής. Όσο μικρότερος είναι ο όγκος που ρέει κατά τη διάρκεια της διαστολής, τόσο μικρότερος είναι ο όγκος του αίματος που εκτοξεύεται κατά τη διάρκεια της συστολής.

Λειτουργία & εργασία

Ο μηχανισμός Frank Starling αποτελείται από προφόρτιση και μεταφόρτωση. Όταν γεμίζουν τα αυτιά, γίνεται λόγος για προφόρτιση. Με αυξημένη προφόρτιση, οι θάλαμοι καρδιών γεμίζουν επίσης όλο και περισσότερο. Με σταθερό καρδιακό ρυθμό, ο όγκος εγκεφαλικού επεισοδίου αυξάνεται. Ο τελικός συστολικός όγκος αυξάνεται μόνο ελαφρώς.

Όταν η προφόρτιση αυξάνεται, υπάρχει αυξημένη εργασία όγκου πίεσης στην καρδιά. Αυτή η αρχή αντιστοιχεί στην προφόρτιση του μηχανισμού Frank Starling. Αυτή η προφόρτιση ακολουθείται από μεταφόρτωση. Η εκροή αίματος από την καρδιά ονομάζεται μεταφόρτωση. Εάν η εκροή αίματος συμβαίνει ενάντια σε αυξημένη αντίσταση, η δύναμη άντλησης της καρδιάς αυξάνεται σε υψηλότερη πίεση και με αυτόν τον τρόπο μεταφέρει την ίδια ποσότητα αίματος με πριν με τον ίδιο καρδιακό ρυθμό. Γίνεται σταδιακή προσαρμογή.

Προς το τέλος της συστολής, μια ιδιαίτερα μεγάλη ποσότητα αίματος παραμένει στους θαλάμους της καρδιάς λόγω της αυξημένης μεταφόρτωσης. Εμφανίζεται ένα backwater. Στη διαστολή αυτή η αντίθλιψη προκαλεί ακόμη μεγαλύτερη πλήρωση. Η ισχύς των καρδιακών μυών εξαρτάται από την προφόρτιση και βασίζεται στην προφόρτιση του πριν από την πραγματική έναρξη της συστολής. Όσο μεγαλύτερο είναι το τέντωμα των σαρκοερών στα μυϊκά κύτταρα, τόσο μεγαλύτερο είναι.

Επειδή ο όγκος του μηχανισμού Frank-Starling αυξάνει τα τελικά διαστολικά, τα νήματα μυοσίνης και ακτίνης αλληλεπικαλύπτονται βέλτιστα και αλλάζουν από μήκος σαρκομερούς 1,9 μm σε μήκος σαρκομερούς περίπου 2,2 μm. Με τη βέλτιστη επικάλυψη, η μέγιστη δύναμη κυμαίνεται μεταξύ 2,2 και 2,6 μm. Εάν ξεπεραστούν αυτές οι τιμές, η μέγιστη δύναμη μειώνεται. Η βέλτιστη επικάλυψη προκαλεί την αποκαλούμενη ευαισθητοποίηση ασβεστίου στα μυοϊνίδια, γεγονός που καθιστά τη συσταλτική συσκευή πιο δεκτική στο ασβέστιο. Με αυτόν τον τρόπο, η συμβατική εισροή ασβεστίου σε δυναμικό δράσης προκαλεί ακόμη ισχυρότερη αντίδραση στα μυοϊνίδια.

Ο όγκος αίματος της προφόρτισης υπόκειται σε ορισμένες διακυμάνσεις ανάλογα με τη σωματική δραστηριότητα και τη θέση του σώματος. Ο μηχανισμός Frank-Starling διασφαλίζει τη λειτουργία της καρδιάς και τη ρύθμιση των επιμέρους όγκων εξώθησης στα δεξιά και αριστερά μέρη της καρδιάς. Εάν ο όγκος αλλάξει, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια μιας αλλαγής στη θέση του σώματος, ο μηχανισμός είναι ιδιαίτερα σχετικός.

Οι δραστηριότητες του θαλάμου ρυθμίζονται αυτόματα από τον βρόχο ελέγχου στις διακυμάνσεις της πίεσης και του όγκου και τις σχετικές αλλαγές στις προ και μετά τις φορτίσεις. Και οι δύο θάλαμοι της καρδιάς αντλούν πάντα τον ίδιο όγκο εγκεφαλικού επεισοδίου.

Ασθένειες και παθήσεις

Όταν ένα από τα φορτία του μηχανισμού Frank Starling είναι ανισορροπημένο, το ίδιο ισχύει και για το άλλο. Η προφόρτιση αναφέρεται στην ιατρική πρακτική ως ο τελικός διαστολικός όγκος ή η τελική διαστολική πίεση, και οι δύο από τις οποίες μπορούν να μετρηθούν. Σε καρδιακές παθήσεις όπως η συστολική καρδιακή ανεπάρκεια, υπάρχει αυξημένος όγκος τελικού διαστολικού. Αυτό αυξάνει επίσης την πίεση πλήρωσης. Επομένως, η προφόρτιση αυξάνεται. Κατά συνέπεια, υγρό από το αγγειακό σύστημα συσσωρεύεται στον ιστό του σώματος. Έτσι σχηματίζεται οίδημα όπως πνευμονικό οίδημα. Το πνευμονικό οίδημα μπορεί να προκαλέσει δύσπνοια, αναπνοή κουδουνίσματος ή αφρώδες πτύελο από τους πνεύμονες, για παράδειγμα.

Ο μηχανισμός Frank-Starling είναι επίσης γεμάτος προβλήματα όταν μειώνεται η κοιλιακή ελαστικότητα. Υπάρχει μειωμένη ελαστικότητα των κοιλιών, για παράδειγμα, σε διαστολική καρδιακή ανεπάρκεια. Όσο πιο σκληρή είναι η κοιλία, τόσο χειρότερη είναι η διαστολική πλήρωση. Αυτό οδηγεί σε καθυστέρηση αίματος στις φλέβες. Για να μειώσει την προφόρτιση, ο γιατρός δίνει στον ασθενή αναστολείς ACE ή νιτρικά άλατα.

Η υπέρταση ή η στένωση της βαλβίδας μπορούν εξίσου να αυξήσουν εύκολα το μεταφόρτωση της καρδιάς και έτσι να προκαλέσουν προβλήματα στο μηχανισμό Frank-Starling. Οι κοιλιακοί μύες μπορούν να υποστούν υπερτροφία λόγω αυξημένου νυχτερινού φορτίου και έτσι να μειώσουν την ένταση του τοιχώματος.Αυτή η κοιλιακή υπερτροφία μπορεί να οδηγήσει σε καρδιακή ανεπάρκεια. Το τέντωμα των κοιλιακών μυϊκών ινών τους δίνει μεγαλύτερη ένταση και το αυξημένο τέντωμα επιτρέπει στο αίμα να εκτοξεύεται με μεγαλύτερη δύναμη.

Εάν ο μηχανισμός Frank Starling αποτύχει, η καρδιά δεν μπορεί πλέον να εκτελεί εύκολα καθημερινές διακυμάνσεις πίεσης και διακυμάνσεις στον όγκο. Ο μηχανισμός μπορεί να αντισταθμίσει μια ελαφρώς αυξημένη πίεση και μια ελαφρώς αυξημένη προφόρτιση σε υγιείς ανθρώπους. Ωστόσο, ο μηχανισμός ρύθμισης δεν είναι επίσης προετοιμασμένος για μεγαλύτερες διακυμάνσεις πίεσης ή διακυμάνσεις φορτίου. Για το λόγο αυτό, οι μεγαλύτερες διακυμάνσεις μπορεί να έχουν απειλητικές για τη ζωή συνέπειες.