フランク・スターリングの法則:それは何であり、それは心臓について何を説明していますか
心臓は、脳と肺とともに、生物の生理学的本質の三角形を形成します。 この小さな臓器(成人の体重の0.4%に相当)は、心拍ごとに約70ミリリットルの血液、つまり1分あたり約5リットルの水分を送り出します。
それを考慮に入れる 人間は体全体に4.5から6リットルの血液を持っています、心臓が60秒の間隔でこの液体の実質的にすべてを送り出すことを確認できます。
この作業は無料ではありません。心臓は、1時間あたりの個人の体重1キロあたり0.9〜1.2キロカロリーを燃焼する可能性があります。これは、1日あたり400〜600カロリーに相当します。 私たちの基礎代謝(安静に生きるために必要なエネルギー)の多くは、この作用によって説明されます 臓器と脳は、継続的に稼働しており、消費の真の工場を表しています。 リソース。
人間の心臓に関する興味深いデータを収集するのに何時間も費やすことができます。なぜなら、それは実際に私たちに存在する可能性を与え、私たちを種として大部分定義するからです。 とにかく、今日、私たちはもう少し細かくスピンして、より複雑で具体的な用語に行きたいと思っています:あなたがすべてを知りたいのなら私たちと一緒にいてください フランク・スターリングの法則.
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心臓の機能
まず、血流に関しては、一連の基本的なメカニズムを強化する必要があります。 人間の心臓は、4つの心房(2つの心房と2つの心室)の隔膜を持つ中空の筋肉器官です。つまり、それらは完全に分離されています。. 他の非ヒト脊椎動物は中隔のある心臓を持っているので、この区別をすることは不可欠です 部分的またはそれらなしで、酸素化された血液と脱酸素化された血液の間にはある程度の混合があります。 私たちの種では、そうではありません。
心臓 体のすべての部分に血液を送りますが、どちらが運ぶかには明確な違いがあります 肺を通過した後の酸素(酸素化)と、肺に戻ってO2を収集する酸素 (脱酸素化). 疾病管理予防センター(CDC)は、次のリストにある血液ポンプの一般的な考え方を示しています:
- 上大静脈(SVC)と下大静脈(IVC)は、脱酸素化された血液を心臓に戻すことを可能にする2つの主要な導管です。
- この脱酸素化された血液は、右心房(RA)から心臓に入り、その後、右心室(RV)に血液を送ります。
- 右心室は、肺の肺胞にある小さな毛細血管に分岐する肺動脈に血液を送り込みます。
- 人間の呼吸は、血液中の二酸化炭素を毛細血管レベルで酸素と交換することを可能にします。
- 要約すると、血液は左心房(LA)を通って心臓に戻り、心室に流れます。 左(VI)で、これは大動脈に血液を送り込み、大動脈に酸素化された血液を分配します。 体。
このサイクルでは、血液の酸素化と脱酸素化についてのみ説明します。これは、血液が肝臓、腎臓、その他の臓器を通過して自己浄化し、物質を沈着させることを忘れてはならないためです。. 確かに、循環器系を説明することは、百科事典のいくつかのボリュームに値する巨大なタスクです。
フランクスターリングの法則は、説明されているすべてのものにどのように適用されますか?
フランク・スターリングの法則 それは生理学を専門とする2人の研究者の名前から説明されました:オットー・フランクとアーネスト・ヘンリー・スターリング、20世紀の解剖学の分野の両方の専門家。 いずれにせよ、これらは、以下に示す特定の相関関係を仮定し、疑う最初の人ではありませんでした。
簡単に言えば、フランク・スターリングの法則は次のように述べています。 心臓には、血流量の増加に反応する固有の能力があります. この前提に基づいて、心拍出量(心室から排出される血液の量)が予想されます。 1分以内)心拍数と音量の変化に応じて増減します 収縮期。
例を見てみましょう。中心静脈圧(CVP)の低下は次のようになるため、人が座席から立ち上がると、心拍出量が低下します。 一回拍出量の低下に変換されます(心臓が大動脈または肺動脈に排出する血液の量であることを忘れないでください) 収縮)。
要約すれば、 この場合、中心静脈圧は右心室の充満圧を定義し、したがって、血液排出の1回拍出量を直接決定するため重要です。. この用語はかなり紛らわしいように思われるかもしれませんが、確かに式はここで説明されている法則をもう少しよく理解するのに役立ちます。
フランク・スターリングの法則の基礎
心臓の仕事(D):一回拍出量(SV)x心拍数(HR)
心臓の働きまたは出力(D)は、心室が60秒間に心臓から排出する血液の量を指すことを覚えています。 一方、一回拍出量(SV)は、心臓が大動脈または肺動脈に排出する血液量の例です。 最後に、心拍数(HR)は、単位時間あたりの心拍数を反映するパラメーターです。
それを考慮に入れると(通常の状況では) 人の1回拍出量は60ミリリットル/拍で、心拍数は75拍/分です。、1分あたりの総心臓仕事量は4.5リットルであることがわかります。これは、このスペースを開いたときに表示された数値です。
この前提に基づいて、フランク・スターリングの法則は、心臓がより多くの血液で満たされると、収縮の力が大幅に増加すると説明しています。 言い換えれば、人が特定の瞬間に筋肉の努力をすると、 血液は静脈系から戻されるため、1回拍出量(心臓の収縮力)は次のようになります。 より高い。 したがって、この複雑なメカニズムは少しよく理解されています。 真実?
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心臓の法則と解剖学
この理論は数学に基づいているだけでなく、仮説を正当化する生理学的説明を提示する必要があります。 フランク・スターリングの法則は、次の前提に基づいています。 心筋繊維(心筋を形成する)と収縮によって生成される力 ハート。
静脈還流における血流の増加は、これが心臓に血液を集めることを担当しているので、心室のより大きな充満に変換されます。 これは、臓器の心筋線維の伸展を促進し、その結果、サルコメア(線維のセットから生じる筋肉単位)の長さが増加します。 サルコメアの長さが長くなると、収縮時に大きな力が発生する可能性があるため、心臓はより多くの血液を動脈に排出することができます(1回拍出量)。
一般に、これらすべてを1つのわかりやすいアイデアにまとめることができます。 心室が血液で満たされると、筋線維がさらに伸びて引き締まり、より激しい力の放出が促進されます 心臓に到達した余分な血液を静脈から動脈に排出します。 おそらく還元主義者として罪を犯しているので、それは「ゴム効果」として要約することができます。外圧によって何かが引き伸ばされるほど、自然な形に戻る力が大きくなります。
履歴書
要約すると、「健康な」心臓を持つ人間の正常な心室は、チャンバー内の過剰な体液を排出するために、より多くの血液が心臓に到達すると一回拍出量を増加させることができます。 残念ながら、これは心血管系の問題を抱えている人々に適用する必要はないため、この法律の「違反」に応じてさまざまな臨床イベントが発生する可能性があります。
いずれにせよ、それぞれの場合に適用できるフランク・スターリングの「曲線」(提示されたものから生成できる)はないことに注意する必要があります。 心室は、心臓の状態と後負荷期間の性質に応じて、曲線上でさまざまな形状を取ります。 これらの線を歩いた後に何かがはっきりしている場合、それは心臓が見た目よりもはるかに複雑な器官であるということです。
書誌参照:
- 心臓はどのように機能しますか? 疾病管理予防センター(CDC)。 3月11日にピックアップ 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血液は%20脱酸素化されます。
- フランクスターリングメカニズム。 心臓血管生理学の概念。 3月11日にピックアップ https://www.cvphysiology.com/Cardiac%20Function/CF003
- Saks、V.、Dzeja、P.、Schlattner、U.、Vendelin、M.、Terzic、A。、&Wallimann、T。 (2006). 心臓系の生体エネルギー学:フランク・スターリングの法則の代謝的基礎。 Journal of physiology、571(2)、253-273。
- Sequeira、V。、およびvan der Velden、J。 (2015). 心臓機能に関する歴史的展望:フランク-スターリングの法則。 生物物理学的レビュー、7(4)、421-447。
- ソラロ、R。 J。 (2007). 心臓のフランク・スターリングの法則のメカニズム:ビートは続きます。 生物物理ジャーナル、93(12)、4095。