Законът на Франк-Старлинг: какво представлява и какво обяснява за сърцето

Сърцето, заедно с мозъка и белите дробове, образува триъгълника на физиологичната същност при живите същества. Този малък орган (което се равнява на 0,4% от телесното тегло на възрастен човек) изпомпва около 70 милилитра кръв с всеки сърдечен ритъм, т.е. приблизително 5 литра течност в минута.

Като се вземе предвид това човек има 4,5 до 6 литра кръв в тялото си, можем да потвърдим, че сърцето изпомпва практически цялата тази течност за интервал от 60 секунди.

Тази работа не е безплатна: сърцето може да изгаря между 0,9 и 1,2 килокалории на килограм тегло на индивида на час, което се превръща в 400-600 калории на ден. Голяма част от основния ни метаболизъм (енергия, необходима за живот в покой) се обяснява с действието на това орган и мозък, тъй като те са в непрекъсната работа и представляват истинска фабрика за консумация на ресурси.

Бихме могли да прекарваме часове и часове в събиране на любопитни данни за човешкото сърце, защото наистина ни дава възможност да съществуваме и до голяма степен ни определя като вид. Както и да е, днес искаме да се въртим малко по-фино, да влезем в по-сложни и конкретни термини: останете с нас, ако искате да знаете всичко

Законът на Франк-Старлинг.

• Свързана статия: „13-те части на човешкото сърце (и техните функции)“

Функционирането на сърцето

На първо място, трябва да циментираме поредица от базални механизми, когато става въпрос за кръвен поток. Човешкото сърце е кух мускулест орган с 4 камери (2 предсърдия и 2 вентрикула) септирани, тоест те са напълно разделени. Правенето на това разграничение е от съществено значение, тъй като други нечовешки гръбначни имат сърца с прегради частично или без тях, така че има известна степен на смесване между кислородната и деоксигенираната кръв. При нашия вид това не е така.

Сърцето изпомпва кръв към всички части на тялото, но има ясно разграничение между това, което носи кислород след преминаване през белите дробове (кислороден) и този, който се връща в тях, за да събира O2 (деоксигениран). Центровете за контрол и превенция на заболяванията (CDC) ни дават обща представа за изпомпване на кръв в следния списък:

• Горната куха вена (SVC) и долната куха вена (IVC) са двата основни канала, които позволяват връщането на дезоксигенирана кръв в сърцето.
• Тази деоксигенирана кръв навлиза в сърцето през дясното предсърдие (RA), което впоследствие предава кръвта към дясната камера (RV).
• Дясната камера изпомпва кръв към белодробните артерии, които се разклоняват в малки капиляри, разположени в алвеолите на белия дроб.
• Човешкото дишане позволява въглеродният диоксид в кръвта да се замени на капилярно ниво за кислород.
• В обобщение, кръвта се връща в сърцето през лявото предсърдие (LA), тече към вентрикула ляво (VI) и това изпомпва кръв към артерията на аортата, която разпределя кислородната кръв през Тяло.

Този цикъл описва само оксигенацията и деоксигенирането на кръвта, тъй като не трябва да забравяте, че кръвта преминава през черния дроб, бъбреците и други органи, за да се пречисти и да отложи вещества. Разбира се, описанието на кръвоносната система е мамутска задача, достойна за няколко тома на енциклопедия.

Как се прилага законът на Франк-Старлинг за всичко описано?

Законът на Франк-Старлинг Той е описан от имената на 2 изследователи, специализирани в областта на физиологията: Ото Франк и Ърнест Хенри Старлинг, и двамата професионалисти в областта на анатомията на ХХ век. Във всеки случай те не бяха първите, които постулират и подозират някои от корелациите, които ви показваме по-долу.

Просто казано, законът на Франк-Старлинг гласи това сърцето има присъща способност да реагира на нарастващи обеми на кръвния поток. Въз основа на тази предпоставка се очаква сърдечният обем (обемът на кръвта, изхвърлен от вентрикула в рамките на минута) увеличаване или намаляване в отговор на промени в сърдечната честота и обема систоличен.

Да вземем пример: когато човек стане от мястото си, сърдечният обем намалява, тъй като намаляването на централното венозно налягане (CVP) е се превръща в спад на ударния обем (не забравяйте, това е обемът на кръвта, който сърцето изхвърля в аортата или белодробната артерия в своята свиване).

В обобщение, централното венозно налягане е важно в този случай, тъй като определя налягането на пълнене на дясната камера и следователно директно определя ударния обем на изхвърлянето на кръв. Знаем, че тази терминология може да изглежда доста объркваща, но със сигурност формулите ви помагат да разберете малко по-добре закона, описан тук.

Основите на закона на Франк-Стерлинг

Сърдечна работа (D): ударен обем (SV) x сърдечна честота (HR)

Помним, че сърдечната работа или изход (D) се отнася до количеството кръв, което вентрикулата изхвърля от сърцето за 60 секунди. От друга страна, ударният обем (SV) илюстрира обема на кръвта, който сърцето изхвърля в аортата или белодробната артерия. И накрая, сърдечната честота (HR) е параметър, който отразява броя на ударите за единица време.

Ако вземем предвид това (в нормална ситуация) човек има ударен обем от 60 милилитра на ритъм със скорост на сърдечната честота от 75 удара в минута, получаваме, че общата сърдечна работа в минута е 4,5 литра, цифрата, която ви показахме, когато отворите това пространство.

Въз основа на тази предпоставка законът на Франк-Стерлинг обяснява, че тъй като сърцето се пълни с по-голям обем кръв, силата на свиването ще се увеличи значително. С други думи, ако човек полага мускулни усилия в даден момент, обемът на кръв, върната от венозната система, така че ударният обем (силата на свиване на сърцето) ще бъде по-висок. По този начин този сложен механизъм се разбира малко по-добре; Истина?

• Може да се интересувате от: „Кръвоносна система: какво е това, части и характеристики“

Законът и анатомията на сърцето

Тази теория не само се основава математически, но трябва да представи физиологично обяснение, което оправдава постулата. Законът на Франк-Стерлинг се основава на следната предпоставка: съществува връзка между първоначалната дължина на миокардните влакна (образуващи сърдечния мускул) и силата, генерирана от свиването на сърце.

Увеличението на притока на кръв във венозния връщане води до по-голямо пълнене на вентрикула, тъй като това е отговорно за събирането на кръвта в сърцето. Това насърчава разтягането на миокардните влакна на органа, което води до увеличаване на дължината на саркомерите (мускулни единици, получени от набора от влакна). С увеличаване на саркомерната дължина е възможно по-голямо генериране на сила по време на свиване, така че сърцето да може да изхвърли повече кръв в артериите (ударния обем).

Като цяло всичко това може да бъде обобщено в една лесна за разбиране идея: ако камерната камера се пълни повече с кръв, мускулните влакна се удължават и стягат повече, което насърчава освобождаването на по-драстична сила за изхвърляне на излишната кръв, достигнала до сърцето през вените в артериите. Може би греша като редукционисти, може да се обобщи като „гумен ефект“: колкото повече нещо се разтяга от външен натиск, толкова по-голяма е силата, с която то се връща в естествената си форма.

Продължи

В обобщение, нормалната камера на човек със „здраво“ сърце е способна да увеличи ударния обем, когато достигне повече кръв, за да изхвърли излишната течност в камерата. За съжаление това не е задължително да се отнася за хора със сърдечно-съдови проблеми, така че могат да се генерират различни клинични събития в отговор на „несъответствие“ с този закон.

Във всеки случай трябва да се отбележи, че няма „крива“ на Франк-Стерлинг (която може да се генерира от представеното), приложима във всеки един от случаите. Камерът има различни форми на кривата, в зависимост от състоянието на сърцето и естеството на периода на натоварване. Ако нещо ни е ясно след преминаването по тези редове, то е, че сърцето е много по-сложен орган, отколкото може да изглежда.

Библиографски справки:

• Как работи сърцето? Центрове за контрол и превенция на заболяванията (CDC). Взето на 11 март в https://www.cdc.gov/ncbddd/spanish/heartdefects/howtheheartworks.html#:~:text=El%20flujo%20de%20sangre%20a%20trav%C3%A9s%20del%20coraz%C3%B3n&text=La%20sangre%20suministra%20ox%C3%ADgeno%20y, % 20se% 20 кръвта става% 20 деоксигенирана.
• Механизъм на Франк-Стерлинг. Концепции за сърдечно-съдовата физиология. Взето на 11 март в https://www.cvphysiology.com/Cardiac%20Function/CF003
• Saks, V., Dzeja, P., Schlattner, U., Vendelin, M., Terzic, A., & Wallimann, T. (2006). Биоенергетика на сърдечната система: метаболитна основа на закона на Франк-Старлинг. Вестник по физиология, 571 (2), 253-273.
• Sequeira, V., & van der Velden, J. (2015). Историческа перспектива за сърдечната функция: Законът на Франк - Старлинг. Биофизични рецензии, 7 (4), 421-447.
• Соларо, Р. J. (2007). Механизми на сърдечния закон на Франк-Старлинг: ритъмът продължава. Биофизично списание, 93 (12), 4095.