Frank-Starlingov zakon: što je to i što objašnjava u vezi sa srcem

Srce, zajedno s mozgom i plućima, čini trokut fiziološke bitnosti u živim bićima. Ovaj mali organ (što je ekvivalentno 0,4% tjelesne težine odrasle osobe) ispumpava oko 70 mililitara krvi svakim otkucajem srca, odnosno približno 5 litara tekućine u minuti.

Uzimajući to u obzir ljudsko biće ima 4,5 do 6 litara krvi u cijelom tijelu, možemo potvrditi da srce pumpa praktički svu ovu tekućinu u intervalu od 60 sekundi.

Ovaj posao nije besplatan: srce može sagorjeti između 0,9 i 1,2 kilokalorija po kilogramu težine pojedinca na sat, što znači 400-600 kalorija dnevno. Većina našeg bazalnog metabolizma (energije potrebne za život u mirovanju) objašnjava se djelovanjem ovog organa i mozga, budući da su u neprekidnom radu i predstavljaju istinsku tvornicu potrošnje resursi.

Mogli bismo provoditi sate i sate prikupljajući znatiželjne podatke o ljudskom srcu, jer nam zaista daje mogućnost postojanja i u velikoj mjeri definira nas kao vrstu. Svejedno, danas se želimo okrenuti malo finije, ući u složenije i konkretnije izraze: ostanite s nama ako želite znati sve o tome Frank-Starlingov zakon.

• Povezani članak: "13 dijelova ljudskog srca (i njihove funkcije)"

Funkcioniranje srca

Prije svega, moramo cementirati niz bazalnih mehanizama kada je u pitanju protok krvi. Ljudsko je srce šuplji mišićni organ s 4 komore (2 pretkomore i 2 klijetke) septirane, odnosno potpuno su odvojene. Razlikovanje ove razlike je neophodno jer ostali kralježnjaci koji nisu ljudi imaju srca sa pregradama djelomično ili bez njih, pa postoji određeni stupanj miješanja između kisikove i deoksigenirane krvi. Kod naše vrste to nije slučaj.

Srce pumpa krv u sve dijelove tijela, ali postoji jasna razlika između toga koji nosi kisik nakon prolaska kroz pluća (oksigenirani) i onaj koji se vraća u njih da sakuplja O2 (deoksigenirano). Centri za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) daju nam opću ideju o ispumpavanju krvi na sljedećem popisu:

• Gornja šuplja vena (SVC) i donja šuplja vena (IVC) dva su glavna kanala koji omogućuju povratak deoksigenirane krvi u srce.
• Ova deoksigenirana krv ulazi u srce kroz desni pretkomor (RA), koji potom prenosi krv u desnu komoru (RV).
• Desna komora pumpa krv u plućne arterije, koje se granaju u male kapilare, smještene u alveolama pluća.
• Ljudsko disanje omogućuje izmjenu ugljičnog dioksida u krvi na kapilarnoj razini za kisik.
• Ukratko, krv se vraća u srce kroz lijevi pretkomor (LA), teče do klijetke lijevo (VI) i to pumpa krv u arteriju aorte koja distribuira kisikovu krv kroz Tijelo.

Ovaj ciklus opisuje samo oksigenaciju i deoksigenaciju krvi, jer ne biste trebali zaboraviti da krv prolazi kroz jetru, bubrege i druge organe radi pročišćavanja i taloženja tvari. Sigurno je da je opis krvožilnog sustava mamutski zadatak vrijedan nekoliko tomova enciklopedije.

Kako se Frank-Starlingov zakon odnosi na sve opisano?

Frank-Starlingov zakon Opisano je iz imena 2 istraživača specijaliziranih za fiziologiju: Otto Frank i Ernest Henry Starling, obojica profesionalci na polju anatomije dvadesetog stoljeća. U svakom slučaju, ovo nisu bili prvi koji su postulirali i sumnjali u određene korelacije koje ćemo vam pokazati u nastavku.

Jednostavno rečeno, Frank-Starlingov zakon to kaže srce ima unutarnju sposobnost reagiranja na sve veće količine protoka krvi. Na temelju ove pretpostavke, očekuje se da će minutni volumen (volumen krvi izbačene iz klijetke u roku od jedne minute) povećati ili smanjiti kao odgovor na promjene brzine otkucaja srca i volumena sistolni.

Uzmimo primjer: kad osoba ustane sa sjedala, minutni minutni volumen opada, jer je pad središnjeg venskog tlaka (CVP) prevodi se u pad udarnog volumena (sjetite se, to je volumen krvi koji srce istiskuje u aortu ili plućnu arteriju u svojoj kontrakcija).

U sažetku, središnji venski tlak je važan u ovom slučaju, jer definira tlak punjenja desne klijetke i, prema tome, izravno određuje udarni volumen izbacivanja krvi. Znamo da se ova terminologija može činiti prilično zbunjujućom, ali zasigurno vam formule pomažu da malo bolje razumijete ovdje opisani zakon.

Osnove Frank-Sterlingova zakona

Srčani rad (D): udarni volumen (SV) x broj otkucaja srca (HR)

Sjećamo se da se srčani rad ili izlaz (D) odnosi na količinu krvi koju klijetka izbaci iz srca u 60 sekundi. S druge strane, udarni volumen (SV) prikazuje volumen krvi koji srce istjeruje u aortu ili plućnu arteriju. I na kraju, puls (HR) je parametar koji odražava broj otkucaja u jedinici vremena.

Ako uzmemo u obzir da (u normalnoj situaciji) osoba ima udarni volumen od 60 mililitara po otkucaju brzinom otkucaja srca od 75 otkucaja u minuti, dobivamo da je ukupni rad srca u minuti 4,5 litre, brojka koju smo vam pokazali kada otvorite ovaj prostor.

Na temelju ove premise, Frank-Sterlingov zakon objašnjava da će se, kako se srce ispuni većim volumenom krvi, sila stezanja znatno povećati. Drugim riječima, ako osoba uloži mišićni napor u određenom trenutku, volumen krv koju vraća venski sustav, pa će udarni volumen (sila kontrakcije srca) biti više. Stoga se ovaj složeni mehanizam razumije malo bolje; Istina?

• Možda će vas zanimati: "Cirkulacijski sustav: što je to, dijelovi i karakteristike"

Zakon i anatomija srca

Ova teorija nije samo matematički utemeljena, već mora predstaviti fiziološko objašnjenje koje opravdava postulat. Frank-Sterlingov zakon temelji se na sljedećoj premisi: postoji veza između početne duljine miokardijalna vlakna (formirajući srčani mišić) i sila generirana kontrakcijom srce.

Povećanje protoka krvi u venskom povratku dovodi do većeg punjenja klijetke, jer je ona zadužena za prikupljanje krvi u srcu. To pospješuje istezanje miokardijalnih vlakana organa, što rezultira povećanjem duljine sarkomera (mišićnih jedinica koje proizlaze iz skupa vlakana). S povećanjem sarkomerne duljine, moguće je veće stvaranje sile tijekom kontrakcije, pa srce može izbaciti više krvi u arterije (udarni volumen).

Općenito, sve se to može sažeti u jednu lako razumljivu ideju: ako se komora komore puni više krvlju, mišićna se vlakna više produžuju i stežu, što pospješuje oslobađanje drastičnije sile za izbacivanje viška krvi koja je žilama dospjela u srce u arterije. Možda griješeći kao redukcionisti, to bi se moglo sažeti kao "efekt gume": što se više vanjski pritisak rasteže, to je veća sila kojom se vraća u svoj prirodni oblik.

Nastavi

Ukratko, normalna komora čovjeka sa "zdravim" srcem sposobna je povećati udarni volumen kad do njega dođe više krvi, kako bi istjerala višak tekućine u komoru. Nažalost, to se ne mora odnositi na ljude s kardiovaskularnim problemima, pa se može generirati nekoliko kliničkih događaja kao odgovor na „nepoštivanje” ovog zakona.

U svakom slučaju, treba napomenuti da ne postoji Frank-Sterlingova "krivulja" (koja se može generirati iz onoga što je prikazano) primjenjiva u svakom pojedinom slučaju. Komora ima različite oblike na krivulji, ovisno o stanju srca i prirodi razdoblja naknadnog opterećenja. Ako nam je nakon prolaska ovim crtama nešto jasno, srce je puno zamršeniji organ nego što bi se moglo činiti.

Bibliografske reference:

• Kako radi srce? Centri za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC). Podignuto 11. ožujka u 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 krv postaje% 20 deoksigenirana.
• Frank-Sterlingov mehanizam. Koncepti kardiovaskularne fiziologije. Podignuto 11. ožujka u https://www.cvphysiology.com/Cardiac%20Function/CF003
• Saks, V., Džeja, P., Schlattner, U., Vendelin, M., Terzić, A., i Wallimann, T. (2006). Bioenergetika srčanog sustava: metaboličke osnove Frank-Starlingova zakona. Časopis za fiziologiju, 571 (2), 253-273.
• Sequeira, V. i van der Velden, J. (2015). Povijesna perspektiva rada srca: Frank - Starlingov zakon. Biofizički pregledi, 7 (4), 421-447.
• Solaro, R. J. (2007). Mehanizmi Frank-Starlingova zakona srca: otkucaji se nastavljaju. Biofizički časopis, 93 (12), 4095.