Legea lui Frank-Starling: ce este și ce explică ea despre inimă

Inima, împreună cu creierul și plămânii, formează triunghiul esențialității fiziologice la ființele vii. Acest mic organ (care este echivalent cu 0,4% din greutatea corporală a unei persoane adulte) pompează aproximativ 70 de mililitri de sânge cu fiecare bătăi de inimă, adică aproximativ 5 litri de lichid pe minut.

Ținând cont de asta o ființă umană are 4,5 până la 6 litri de sânge pe tot corpul, putem afirma că inima pompează practic tot acest lichid într-un interval de 60 de secunde.

Această muncă nu este gratuită: o inimă poate arde între 0,9 și 1,2 kilocalorii pe kilogramul de greutate al individului pe oră, ceea ce se traduce în 400-600 de calorii pe zi. O mare parte din metabolismul nostru bazal (energia necesară pentru a trăi în repaus) se explică prin acțiunea acestuia organ și creier, deoarece sunt în funcțiune continuă și reprezintă o adevărată fabrică de consum de resurse.

Am putea petrece ore și ore colectând date curioase despre inima umană, deoarece într-adevăr, aceasta ne oferă posibilitatea de a exista și ne definește în mare măsură ca specie. Oricum, astăzi vrem să ne învârtim puțin mai bine, să intrăm în termeni mai complecși și mai specifici: rămâneți cu noi dacă doriți să știți totul despre

Legea lui Frank-Starling.

• Articol asociat: „Cele 13 părți ale inimii umane (și funcțiile lor)”

Funcționarea inimii

În primul rând, trebuie să cimentăm o serie de mecanisme bazale atunci când vine vorba de fluxul sanguin. Inima umană este un organ muscular gol cu ​​4 camere (2 atrii și 2 ventriculi) septate, adică sunt complet separate. Efectuarea acestei distincții este esențială, deoarece alte vertebrate neumane au inimi cu septuri parțiale sau fără ele, deci există un anumit grad de amestecare între sângele oxigenat și dezoxigenat. La specia noastră, acest lucru nu este cazul.

Inima pompează sânge către toate părțile corpului, dar există o distincție clară între care transportă oxigenul după trecerea prin plămâni (oxigenat) și cel care se întoarce la ei pentru a colecta O2 (de-oxigenat). Centrele pentru controlul și prevenirea bolilor (CDC) ne oferă o idee generală despre pomparea sângelui în următoarea listă:

• Vena cavă superioară (SVC) și vena cavă inferioară (IVC) sunt cele două conducte principale care permit întoarcerea sângelui dezoxigenat în inimă.
• Acest sânge dezoxigenat intră în inimă prin atriul drept (RA), care ulterior comunică sângele către ventriculul drept (RV).
• Ventriculul drept pompează sângele către arterele pulmonare, care se ramifică în capilare mici, situate în alveolele plămânului.
• Respirația umană permite schimbarea dioxidului de carbon din sânge la nivel capilar cu oxigen.
• În rezumat, sângele se întoarce în inimă prin atriul stâng (LA), curge către ventricul stânga (VI) și aceasta pompează sângele către artera aortă, care distribuie sânge oxigenat prin Corp.

Acest ciclu descrie doar oxigenarea și dezoxigenarea sângelui, deoarece nu trebuie să uitați că sângele trece prin ficat, rinichi și alte organe pentru a se purifica și a depune substanțe. Desigur, descrierea sistemului circulator este o sarcină gigantică demnă de mai multe volume ale unei enciclopedii.

Cum se aplică legea lui Frank-Starling pentru tot ceea ce este descris?

Legea lui Frank-Starling A fost descris din numele a 2 cercetători specializați în fiziologie: Otto Frank și Ernest Henry Starling, ambii profesioniști în domeniul anatomiei secolului al XX-lea. În orice caz, acestea nu au fost primele care au postulat și suspectat anumite corelații pe care vi le prezentăm mai jos.

Pur și simplu, legea lui Frank-Starling afirmă că inima are o capacitate intrinsecă de a răspunde la creșterea volumelor de flux sanguin. Pe baza acestei premise, este de așteptat ca debitul cardiac (volumul de sânge expulzat de ventricul în decurs de un minut) crește sau scade ca răspuns la modificările ritmului cardiac și volumului sistolică.

Să luăm un exemplu: când o persoană se ridică de pe scaun, debitul cardiac scade, deoarece scăderea presiunii venoase centrale (CVP) este se traduce printr-o scădere a volumului accident vascular cerebral (amintiți-vă, este volumul de sânge pe care inima îl expulză în aortă sau artera pulmonară în contracție).

În concluzie, presiunea venoasă centrală este importantă în acest caz, deoarece definește presiunea de umplere a ventriculului drept și, prin urmare, determină direct volumul accidentului vascular cerebral de ejecție a sângelui. Știm că această terminologie poate părea destul de confuză, dar cu siguranță formulele vă ajută să înțelegeți mai bine legea descrisă aici.

Bazele legii lui Frank-Sterling

Lucrul cardiac (D): volumul accident vascular cerebral (SV) x ritmul cardiac (HR)

Ne amintim că munca sau debitul cardiac (D) se referă la cantitatea de sânge pe care un ventricul o expulzează din inimă în 60 de secunde. Pe de altă parte, volumul accident vascular cerebral (SV) exemplifică volumul de sânge pe care inima îl expulză în aortă sau în artera pulmonară. În cele din urmă, ritmul cardiac (HR) este un parametru care reflectă numărul de bătăi pe unitate de timp.

Dacă ținem cont de faptul că (într-o situație normală) o persoană are un volum de accident vascular cerebral de 60 de mililitri pe ritm, cu o frecvență cardiacă de 75 de puls pe minut, obținem că activitatea cardiacă totală pe minut este de 4,5 litri, cifra pe care v-am arătat-o ​​când deschideți acest spațiu.

Pe baza acestei premise, legea lui Frank-Sterling explică faptul că, deoarece inima este umplută cu un volum mai mare de sânge, forța contracției va crește semnificativ. Cu alte cuvinte, dacă o persoană face un efort muscular la un moment dat, volumul de sângele returnat de sistemul venos, deci volumul accidentului vascular cerebral (forța de contracție a inimii) va fi superior. În acest fel, acest mecanism complex este înțeles puțin mai bine; Adevăr?

• S-ar putea să vă intereseze: "Sistemul circulator: ce este, părți și caracteristici"

Legea și anatomia inimii

Această teorie nu se bazează doar matematic, ci trebuie să prezinte o explicație fiziologică care justifică postulatul. Legea lui Frank-Sterling se bazează pe următoarea premisă: există o relație între lungimea inițială a fibrele miocardice (formând mușchiul inimii) și forța generată de contracția inima.

Creșterea fluxului de sânge în întoarcerea venoasă se traduce printr-o umplere mai mare a ventriculului, deoarece aceasta este însărcinată cu colectarea sângelui în inimă. Acest lucru promovează întinderea fibrelor miocardice ale organului, ceea ce duce la o creștere a lungimii sarcomerilor (unități musculare rezultate din setul de fibre). Odată cu creșterea lungimii sarcomerice, este posibilă o generație mai mare de forță în timpul contracției, astfel încât inima să poată scoate mai mult sânge în artere (volumul accident vascular cerebral).

În general, toate acestea pot fi rezumate într-o idee ușor de înțeles: dacă camera ventriculară se umple mai mult cu sânge, fibrele musculare se prelungesc și se strâng mai mult, ceea ce favorizează eliberarea unei forțe mai drastice pentru a scoate excesul de sânge care a ajuns în inimă prin vene în artere. Poate păcătuind ca reducționisti, ar putea fi rezumat ca un „efect de cauciuc”: cu cât ceva este întins de presiunea externă, cu atât este mai mare forța cu care revine la forma sa naturală.

Relua

Pe scurt, ventriculul normal al unui om cu o inimă „sănătoasă” este capabil să mărească volumul accidentului vascular cerebral când ajunge mai mult sânge, pentru a expulza excesul de lichid din cameră. Din păcate, acest lucru nu trebuie să se aplice persoanelor cu probleme cardiovasculare, astfel încât pot fi generate diferite evenimente clinice ca răspuns la „nerespectarea” acestei legi.

În orice caz, trebuie remarcat faptul că nu există o „curbă” Frank-Sterling (care poate fi generată din ceea ce este prezentat) aplicabilă în fiecare dintre cazuri. Ventriculul ia diferite forme pe curbă, în funcție de starea inimii și de natura perioadei de postîncărcare. Dacă ceva ne este clar după ce am parcurs aceste linii, este că inima este un organ mult mai complicat decât ar părea.

Referințe bibliografice:

• Cum funcționează inima? Centrele pentru controlul și prevenirea bolilor (CDC). Luat pe 11 martie la 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 sângele devine% 20 dezoxigenat.
• Mecanismul Frank-Sterling. Concepte de fiziologie cardiovasculară. Luat pe 11 martie la https://www.cvphysiology.com/Cardiac%20Function/CF003
• Saks, V., Dzeja, P., Schlattner, U., Vendelin, M., Terzic, A. și Wallimann, T. (2006). Bioenergetica sistemului cardiac: baza metabolică a legii Frank-Starling. Jurnalul de fiziologie, 571 (2), 253-273.
• Sequeira, V. și van der Velden, J. (2015). Perspectiva istorică asupra funcției inimii: legea Frank - Starling. Biophysical Reviews, 7 (4), 421-447.
• Solaro, R. J. (2007). Mecanismele legii inimii Frank-Starling: bătăile continuă. Jurnal biofizic, 93 (12), 4095.