De wet van Frank-Starling: wat het is en wat het verklaart over het hart

Het hart vormt samen met de hersenen en de longen de driehoek van fysiologische essentie in levende wezens. Dit kleine orgaan (dat overeenkomt met 0,4% van het lichaamsgewicht van een volwassen persoon) pompt bij elke hartslag ongeveer 70 milliliter bloed, oftewel ongeveer 5 liter vocht per minuut.

Overwegende dat een mens heeft 4,5 tot 6 liter bloed door zijn hele lichaam, kunnen we bevestigen dat het hart praktisch al deze vloeistof pompt in een interval van 60 seconden.

Dit werk is niet gratis: een hart kan tussen de 0,9 en 1,2 kilocalorieën per kilo lichaamsgewicht per uur verbranden, wat zich vertaalt in 400-600 calorieën per dag. Veel van ons basaal metabolisme (energie die nodig is om in rust te leven) wordt verklaard door de werking hiervan organen en hersenen, aangezien ze continu in bedrijf zijn en een echte fabriek van consumptie van middelen.

We zouden uren en uren kunnen besteden aan het verzamelen van nieuwsgierige gegevens over het menselijk hart, want het geeft ons echt de mogelijkheid om te bestaan ​​en definieert ons grotendeels als een soort. Hoe dan ook, vandaag willen we wat fijner spinnen, dieper ingaan op complexere en specifiekere termen: blijf bij ons als je alles wilt weten over

De wet van Frank-Starling.

• Gerelateerd artikel: "De 13 delen van het menselijk hart (en hun functies)"

De werking van het hart

Allereerst moeten we een reeks basale mechanismen cementeren als het gaat om de bloedstroom. Het menselijk hart is een hol spierorgaan met 4 kamers (2 atria en 2 ventrikels) septaat, dat wil zeggen, ze zijn volledig gescheiden. Het maken van dit onderscheid is essentieel, aangezien andere niet-menselijke gewervelde dieren harten hebben met septa gedeeltelijk of zonder hen, dus er is een zekere mate van vermenging tussen zuurstofrijk en zuurstofarm bloed. Bij onze soort is dit niet het geval.

Het hart pompt bloed naar alle delen van het lichaam, maar er is een duidelijk onderscheid tussen welke zuurstof na het passeren van de longen (zuurstofrijk) en dat wat naar hen terugkeert om O2. te verzamelen (zuurstofarm). De Centers for Disease Control and Prevention (CDC) geven ons een algemeen idee van bloedpompen in de volgende lijst:

• De superieure vena cava (SVC) en de inferieure vena cava (IVC) zijn de twee belangrijkste kanalen die de terugkeer van zuurstofarm bloed naar het hart mogelijk maken.
• Dit zuurstofarme bloed komt het hart binnen via de rechterboezem (RA), die vervolgens het bloed naar de rechterkamer (RV) communiceert.
• De rechterkamer pompt bloed naar de longslagaders, die zich vertakken in kleine haarvaten, die zich in de longblaasjes bevinden.
• Door de menselijke ademhaling kan koolstofdioxide in het bloed op capillair niveau worden uitgewisseld voor zuurstof.
• Samengevat, bloed keert terug naar het hart via het linker atrium (LA), stroomt naar het ventrikel links (VI) en dit pompt bloed naar de aorta-slagader, die zuurstofrijk bloed door de aorta verdeelt Lichaam.

Deze cyclus beschrijft alleen bloedoxygenatie en deoxygenatie, omdat u niet moet vergeten dat bloed door de lever, nieren en andere organen gaat om stoffen te zuiveren en af ​​te zetten. Zeker, het beschrijven van de bloedsomloop is een gigantische taak die meerdere delen van een encyclopedie waardig is.

Hoe is de wet van Frank-Starling van toepassing op alles wat wordt beschreven?

De wet van Frank-Starling Het werd beschreven aan de hand van de namen van 2 onderzoekers gespecialiseerd in fysiologie: Otto Frank en Ernest Henry Starling, beide professionals op het gebied van de anatomie van de twintigste eeuw. In ieder geval waren dit niet de eersten die bepaalde van de correlaties die we hieronder laten zien, postuleerden en vermoedden.

Simpel gezegd, de wet van Frank-Starling stelt dat: het hart heeft een intrinsiek vermogen om te reageren op toenemende bloedstroom. Op basis van dit uitgangspunt wordt verwacht dat het hartminuutvolume (volume bloed dat door het ventrikel wordt uitgestoten) binnen een minuut) verhogen of verlagen als reactie op veranderingen in hartslag en volume systolisch.

Laten we een voorbeeld nemen: wanneer een persoon opstaat uit zijn stoel, neemt het hartminuutvolume af, omdat de afname van de centrale veneuze druk (CVP) vertaalt zich in een daling van het slagvolume (onthoud dat dit het bloedvolume is dat het hart in de aorta of longslagader in zijn samentrekking).

Samengevat, centrale veneuze druk is in dit geval belangrijk, omdat het de vuldruk van de rechterventrikel bepaalt en daarom direct het slagvolume van bloedejectie bepaalt. We weten dat deze terminologie nogal verwarrend kan lijken, maar de formules helpen je zeker om de hier beschreven wet iets beter te begrijpen.

De grondbeginselen van de wet van Frank-Sterling

Hartwerk (D): slagvolume (SV) x hartslag (HR)

We herinneren ons dat cardiale arbeid of output (D) verwijst naar de hoeveelheid bloed die een ventrikel in 60 seconden uit het hart verdrijft. Aan de andere kant is het slagvolume (SV) een voorbeeld van het bloedvolume dat het hart in de aorta of longslagader verdrijft. Ten slotte is hartslag (HR) een parameter die het aantal slagen per tijdseenheid weergeeft.

Als we daar rekening mee houden (in een normale situatie) een persoon heeft een slagvolume van 60 milliliter per slag bij een hartslag van 75 slagen per minuut, verkrijgen we dat de totale hartarbeid per minuut 4,5 liter is, het cijfer dat we u hebben laten zien wanneer u deze ruimte opent.

Op basis van dit uitgangspunt legt de wet van Frank-Sterling uit dat, naarmate het hart met een groter volume bloed wordt gevuld, de kracht van de samentrekking aanzienlijk zal toenemen. Met andere woorden, als een persoon op een bepaald moment een spierinspanning doet, zal het volume van bloed wordt teruggevoerd door het veneuze systeem, dus het slagvolume (de samentrekkingskracht van het hart) zal hoger. Dit complexe mechanisme wordt dus iets beter begrepen; Waarheid?

• Mogelijk bent u geïnteresseerd in: "De bloedsomloop: wat is het, onderdelen en kenmerken"

De wet en anatomie van het hart

Deze theorie is niet alleen wiskundig gebaseerd, maar moet een fysiologische verklaring bieden die het postulaat rechtvaardigt. De wet van Frank-Sterling is gebaseerd op de volgende premisse: er is een verband tussen de initiële lengte van de hartspiervezels (die de hartspier vormen) en de kracht die wordt gegenereerd door de samentrekking van de hart.

De toename van de bloedstroom in de veneuze terugkeer vertaalt zich in een grotere vulling van het ventrikel, aangezien dit verantwoordelijk is voor het verzamelen van het bloed in het hart. Dit bevordert het uitrekken van de myocardiale vezels van het orgaan, wat resulteert in een toename van de lengte van de sarcomeren (spiereenheden die het resultaat zijn van de set vezels). Met een toename van de sarcomeerlengte is een grotere krachtopwekking mogelijk tijdens contractie, zodat het hart meer bloed in de slagaders kan uitstoten (slagvolume).

In het algemeen kan dit alles worden samengevat in één gemakkelijk te begrijpen idee: als de ventriculaire kamer meer met bloed vult, worden de spiervezels langer en strakker, wat het vrijkomen van een meer drastische kracht bevordert om overtollig bloed dat het hart heeft bereikt via de aderen in de slagaders te pompen. Misschien zondigend als reductionisten, zou het kunnen worden samengevat als een "rubbereffect": hoe meer iets wordt uitgerekt door externe druk, hoe groter de kracht waarmee het terugkeert naar zijn natuurlijke vorm.

Hervat

Samengevat, het normale ventrikel van een mens met een "gezond" hart is in staat om het slagvolume te vergroten wanneer meer bloed het bereikt, om overtollig vocht in de kamer te verdrijven. Helaas hoeft dit niet te gelden voor mensen met cardiovasculaire problemen, dus er kunnen verschillende klinische gebeurtenissen worden gegenereerd als reactie op "niet-naleving" van deze wet.

In elk geval moet worden opgemerkt dat er geen Frank-Sterling "curve" (die kan worden gegenereerd uit wat wordt gepresenteerd) van toepassing is in elk van de gevallen. Het ventrikel neemt verschillende vormen aan op de curve, afhankelijk van de toestand van het hart en de aard van de nabelastingsperiode. Als er iets voor ons duidelijk is na het doorlopen van deze lijnen, dan is het dat het hart een veel ingewikkelder orgaan is dan het lijkt.

Bibliografische referenties:

• Hoe werkt het hart? Centra voor ziektebestrijding en -preventie (CDC). Op 11 maart opgehaald om 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 bloed wordt% 20 zuurstofarm.
• Frank-Sterling-mechanisme. Cardiovasculaire fysiologie concepten. Op 11 maart opgehaald om https://www.cvphysiology.com/Cardiac%20Function/CF003
• Saks, V., Dzeja, P., Schlattner, U., Vendelin, M., Terzic, A., & Wallimann, T. (2006). Bio-energetica van het hartsysteem: metabolische basis van de wet van Frank-Starling. The Journal of physiology, 571 (2), 253-273.
• Sequeira, V., & van der Velden, J. (2015). Historisch perspectief op hartfunctie: de Frank – Starling Law. Biofysische beoordelingen, 7 (4), 421-447.
• Solaro, R. J. (2007). Mechanismen van de Frank-Starling-wet van het hart: de beat gaat door. Biofysisch tijdschrift, 93 (12), 4095.