Prawo Franka-Starlinga

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Na wykresach ilustrujących prawo Franka-Starlinga oś OY często przedstawia objętość wyrzutową lub rzut serca.

Oś OX reprezentuje objętość końcoworozkurczową, ośrodkowe ciśnienie żylne lub ciśnienie zaklinowania.

Podczas gdy powyższy diagram zawiera zaledwie jedną linię, klasyczna wersja zazwyczaj przedstawia trzy oddzielne krzywe o podobnym kształcie, umieszczona jedna nad drugą, aby podkreślić, że przesunięcie w obrębie jednej linii wskazuje na obciążenie wstępne, natomiast pomiędzy liniami – na obciążenie następcze lub kurczliwość (ang. contractility).

Obszar czerwony – serce osiągnęło maksymalną odpowiedź skurczową, niewrażliwość na zmiany w ciśnieniu prawego przedsionka (ang. right atrial pressure – RAP). Obszar zielony – normalny zakres fizjologiczny pracy serca, wysoka wrażliwość na zmiany w ciśnieniu w prawym przedsionku.

Prawo Franka-Starlinga (znane również jako Prawo Starlinga lub mechanizm Franka-Starlinga) mówi, że większa ilość krwi wpływającej do serca w trakcie rozkurczu (objętość końcoworozkurczowa) powoduje wypłynięcie większej ilości krwi w trakcie skurczu (objętość wyrzutowa). Innymi słowy, siła skurczu mięśnia jest wprost proporcjonalna do długości początkowej jego włókien. Długość włókien mięśniowych zależy od stopnia wypełnienia komór serca krwią, a ta z kolei od dopływu krwi do serca. W efekcie obserwuje się zwiększenie objętości wyrzutowej serca (SV). Dzięki temu możliwe jest zsynchronizowanie powrotu żylnego z objętością wyrzutową bez interwencji zewnętrznych czynników (układ nerwowy lub hormony).

Fizjologia[edytuj | edytuj kod]

Gdy serce napełnia się większą objętością krwi niż zwykle, powoduje to zwiększenie siły skurczu włókien mięśniowych. Siła skurczu jest proporcjonalna do początkowej długości sarkomeru, natomiast rozciągnięcie poszczególnych włókien zależy od objętości końcoworozkurczowej. Rozciąganie włókien mięśniowych powoduje zwiększenie powinowactwa troponiny C do wapnia, zatem powstaje więcej mostków w obrębie włókna. W rezultacie wzmocniona zostaje siła skurczu.

Znaczenie długości początkowej sarkomeru[edytuj | edytuj kod]

W przypadku ludzkiego serca, maksymalna siła zostaje wygenerowana przez sarkomer o początkowej długości 2.2 μm (rzadko przekraczanej). Większe lub mniejsze długości niż wartość optymalna zmniejszają siłę skurczu. Dla większej długości jest to spowodowane mniejszym zachodzeniem na siebie filamentów aktynowych i miozynowych. Dla mniejszych zaś – zmniejszoną wrażliwością miofilamentów na wapń.

Przykłady kliniczne[edytuj | edytuj kod]

Przesunięcie wzdłuż krzywej[edytuj | edytuj kod]

  • Wzrost objętości krwi powoduje przesunięcie wzdłuż krzywej w prawo, zwiększając tym samym pojemność wyrzutową.

Najbardziej wyraźnym przypadkiem jest przedwczesny skurcz komorowy (ang. premature ventricular contraction – PVC). Jest to spowodowane wczesnym opróżnianiem lewej komory (LK, ang. LV) do aorty. Ponieważ następny skurcz komorowy nastąpi w regularnym odcinku czasu, czas napełniania lewej komory wzrasta, powodując zwiększoną objętość wyrzutową LK. Zgodnie z prawej Franka-Starlinga, następny skurcz komorowy będzie silniejszy, powodując wypływ większej ilości krwi niż zazwyczaj, sprowadzając objętość wyrzutową lewej komory do normalnej wartości.

Np. podczas skurczy naczyń krwionośnych objętość końcoworozkurczowa (OKR) wzrośnie z powodu zwiększonego całkowitego oporu obwodowego (zwiększony COB zmniejsza objętość wyrzutową, co oznacza, że więcej krwi zostanie w komorze podczas skurczu – wzrośnie końcowa objętość rozkurczowa (KOR). KOR + normalny powrót żylny zwiekszą objętość rozkurczową). Zwiększona OKR powoduje rozciąganie komórek mięśnia sercowego w ścianie komór, przez co używają większej siły w czasie skurczu. Pojemność minutowa wzrośnie.

(Komentarz: jest to prawdą dla zdrowej tkanki mięśnia sercowego. W przypadku niewydolności serca rozkurczone serce pompuje słabiej, a cały proces lepiej opisuje równanie Younga-Laplace'a.)

  • Przeciwnie, efuzja osierdzia (ang. pericardial effusion) spowoduje przesunięcie po krzywej w lewo, zmniejszając objętość wyrzutową.

Przesunięcie krzywej[edytuj | edytuj kod]

  • Zwiększone obciążenie następcze, jak po podaniu środka wywołującego dodatni efekt inotropowy, spowoduje zwiększoną objętość wyrzutową.
  • Zmniejszone obciążenie następcze, jak w przypadku choroby niedokrwiennej serca, spowoduje przesunięcie krzywej w dół, zmniejszając tym samym objętość wyrzutową.

Historia[edytuj | edytuj kod]

Prawo to zostało nazwane na cześć dwóch fizjologów, Otto Franka oraz Ernesta Starlinga, którzy jako pierwsi opisali to zjawisko.

Na długo przed rozwojem teorii ślizgających się filamentów i zrozumieniu, że aktywne napięcie zależy od długości sarkomeru, już w 1914 Ernest Starling wysunął hipotezę, że „energia mechaniczna uwalniana w czasie przejścia ze stanu spoczynku do stanu aktywności jest funkcją długości włókna”.

Zobacz również[edytuj | edytuj kod]

Star of life.svg Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.