Franko-Starlingo mechanizmas yra autonominis širdisvidinis išmetimo ir pripildymo pajėgumas, kuris kompensuoja trumpalaikius slėgio svyravimus ir apimtis. Šis gyvybiškai svarbus reguliavimas visų pirma vaidina kintant kūno padėčiai. Mechanizmas nebegali kompensuoti didesnių slėgio pokyčių.
Kas yra Franko-Starlingo mechanizmas?
Schematinis anatominis vaizdavimas širdis rodantys skilvelius. Autonominio valdymo grandinė širdis reguliuoja gyvybiškai svarbaus organo išstūmimą ir užpildymą. Reglamentas pritaiko širdies išeigą pagal trumpalaikius slėgio pokyčius ir apimtis, leidžiant abiem širdies kameroms išstumti tą patį insultas apimtis. Ši reguliavimo grandinė vadinama Franko-Starlingo mechanizmu. Mechanizmas buvo pavadintas vokiečių fiziologo Otto Franko ir britų fiziologo Ernesto Henry Starlingo vardu, kurie 20-ojo amžiaus pradžioje pirmą kartą aprašė kontrolinę kilpą izoliuotoje širdyje, o vėliau - širdyje.plaučių Paruošimas. Į pradinį aprašymą taip pat buvo įtrauktas vokiečių fiziologas Hermannas Straubas. Dėl šios priežasties valdymo kilpa kartais vadinama Franko-Straubo-Starlingo mechanizmu. Mechanizmas yra vienas iš kelių gyvybiškai svarbių žmogaus organizmo reglamentų. Savo pagrindinėmis savybėmis Franko-Starlingo mechanizmas apibūdina tą tūrį kraujas kad eina per širdį diastolė ir sistolė. Kuo mažesnis tūrio srautas per diastolė, tuo mažesnis tūris kraujas išstumtas sistolės metu.
Funkcija ir tikslas
Franko-Starlingo mechanizmas susideda iš išankstinio ir antrinio krūvio. Kai prieširdžiai užpildomi, mes kalbame apie išankstinį krūvį. Padidėjus išankstinei apkrovai, skilveliai taip pat užpildomi palaipsniui. Pastoviai širdies susitraukimų dažnis, insultas padidėja širdies tūris. Galutinis sistolinis tūris padidėja tik šiek tiek. Kai padidėja išankstinė apkrova, širdyje padidėja slėgio ir tūrio darbas. Šis principas atitinka išankstinį Franko-Starlingo mechanizmo įkrovą. Po šio išankstinio įkrovimo atliekamas papildomas įkrovimas. Ištekėjimas kraujas iš širdies vadinamas antriniu krūviu. Kraujo nutekėjimui prieš padidėjusį pasipriešinimą, širdies pumpavimas padidėja iki aukštesnio slėgio ir tokiu būdu perneša tą patį kraujo tūrį, kaip ir anksčiau, tuo pačiu širdies susitraukimų dažnis. Vyksta laipsniškas prisitaikymas. Sistolės pabaigoje dėl padidėjusio papildomo krūvio širdies kamerose lieka ypač didelis kraujo kiekis. Atsiranda priešslėgis. Į diastolė, dėl šio priešslėgio kameros tuo labiau užpildomos. Miokardo ląstelė stiprumas yra visada priklausomas nuo išankstinės apkrovos, taigi yra pagrįstas jo išankstine apkrova iki faktinio susitraukimo pradžios. Kuo didesnis raumenų ląstelių sarkomerų pailgėjimas, tuo didesnis jis yra. Kadangi Franko-Starlingo mechanizmo tūris didėja diastoliškai, miozino ir aktino gijos optimaliai sutampa ir keičiasi nuo anksčiau buvusio 1.9 µm sarkomero ilgio į maždaug 2.2 µm ilgio sarkomerą. Taigi, esant optimaliam sutapimui, didžiausia jėga yra nuo 2.2 iki 2.6 µm. Viršijus šias reikšmes atsiranda didžiausia jėga sumažinti. Optimalus sutapimas sukelia vadinamąjį kalcis jautrinimas miofibrilėse, todėl susitraukimo aparatas tampa imlesnis kalciui. Tokiu būdu įprasta kalcis antplūdis per Veiksmo potencialas sukelia stipresnį atsaką miofibrilėse. Išankstinės apkrovos kraujo tūris priklauso nuo tam tikrų svyravimų, priklausomai nuo fizinio aktyvumo ir kūno padėties. Franko-Starlingo mechanizmas užtikrina širdies funkciją ir individualių išstūmimo apimčių koregavimą dešinėje ir kairėje širdies dalyse. Kai keičiasi tūris, pavyzdžiui, pasikeitus kūno padėčiai, mechanizmas yra ypač aktualus. Skilvelių veiklą valdymo grandinė automatiškai pritaiko atsižvelgiant į slėgio ir tūrio svyravimus bei su jais susijusius išankstinio ir pakrovos pokyčius. Todėl abu skilveliai visada pumpuoja tą patį insultas tūrio.
Ligos ir sveikatos sutrikimai
Kai išeina viena iš Franko-Starlingo mechanizmo apkrovų subalansuoti, taip daro ir kitas. Išankstinė apkrova medicinos praktikoje vadinama galutiniu diastoliniu tūriu arba galutiniu diastoliniu slėgiu, kuriuos abu galima išmatuoti. Sergant širdies ligomis, tokiomis kaip sistolinė širdies nepakankamumas, yra padidėjęs diastolinis galinis tūris. Tai taip pat padidina pripildymo slėgį. Todėl padidėja išankstinė apkrova. Dėl to skysčiai iš kraujagyslių sistemos nusėda kūno audiniuose. Taip atsiranda edema, pvz plaučių edema formos. Plaučių edema gali sukelti, pavyzdžiui, dusulį, pykinimą ar putojimą skrepliai iš plaučių. Sumažėjęs skilvelių elastingumas taip pat kelia Franko-Starlingo mechanizmo problemų. Sumažėjęs skilvelių elastingumas yra, pavyzdžiui, diastolinis širdies nepakankamumas. Kuo kietesnis skilvelis, tuo blogesnis diastolinis užpildymas. Tai sukelia kraujo atsargų kaupimąsi venose. Norėdami sumažinti išankstinį krūvį, gydytojas administruoja AKF inhibitoriai ar nitratų pacientui. Hipertenzija arba vožtuvo stenozė taip pat lengvai gali padidinti širdies papildomą krūvį, sukeldama Franko-Starlingo mechanizmo problemų. Skilvelio raumenys gali hipertrofija dėl padidėjusios naktinės apkrovos, taip nuleidžiant sieną stresas. Toks skilvelinis hipertrofija gali sukelti širdies nepakankamumas. Tempimo skilvelių raumenų skaidulų suteikia jiems didesnę įtampą, o padidėjęs tempimas leidžia kraują išstumti didesne jėga. Sugedus Franko-Starlingo mechanizmui, širdis nebegali lengvai atlikti kasdienių slėgio svyravimų ir tūrio pokyčių. Šis mechanizmas gali kompensuoti šiek tiek padidėjusį sveikų žmonių slėgį ir išankstinę apkrovą. Tačiau net reguliavimo mechanizmas nėra pritaikytas susidoroti su didesniais slėgio svyravimais ar apkrovos kitimais. Dėl šios priežasties didesni svyravimai gali sukelti gyvybei pavojingas pasekmes.
