Frank-Starlings lag: vad det är och vad förklarar det om hjärtat

Hjärtat, tillsammans med hjärnan och lungorna, bildar triangeln av fysiologisk väsentlighet hos levande varelser. Detta lilla organ (vilket motsvarar 0,4% av en vuxen persons kroppsvikt) pumpar cirka 70 milliliter blod med varje hjärtslag, det vill säga cirka 5 liter vätska per minut.

Med hänsyn till det en människa har 4,5 till 6 liter blod genom hela kroppenkan vi säga att hjärtat pumpar praktiskt taget all denna vätska i ett intervall på 60 sekunder.

Detta arbete är inte gratis: ett hjärta kan bränna mellan 0,9 och 1,2 kilokalorier per kilo individens vikt per timme, vilket motsvarar 400-600 kalorier per dag. Mycket av vår basala ämnesomsättning (energi som krävs för att leva i vila) förklaras av detta organ och hjärna, eftersom de är i kontinuerlig drift och representerar en verklig fabrik för konsumtion av Resurser.

Vi kunde spendera timmar och timmar på att samla nyfikna data om det mänskliga hjärtat, för det ger oss verkligen möjligheten att existera och definierar oss till stor del som en art. Hur som helst, idag vill vi snurra lite finare, gå in i mer komplexa och specifika termer: stanna hos oss om du vill veta allt om

Frank-Starlings lag.

• Relaterad artikel: "De 13 delarna av det mänskliga hjärtat (och deras funktioner)"

Hjärtans funktion

Först och främst måste vi cementera en serie basala mekanismer när det gäller blodflödet. Det mänskliga hjärtat är ett ihåligt muskulöst organ med 4 kamrar (2 förmak och 2 ventriklar) septat, det vill säga de är helt separerade. Det är viktigt att göra denna skillnad, eftersom andra icke-mänskliga ryggradsdjur har hjärtan med septa partiell eller utan dem, så det finns en viss blandning mellan syresatt och avoxiderat blod. I vår art är detta inte fallet.

Hjärtat pumpar blod till alla delar av kroppen, men det finns en tydlig åtskillnad mellan vilken bär syre efter att ha passerat genom lungorna (syresatt) och det som återvänder till dem för att samla O2 (avoxiderad). Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ger oss en allmän uppfattning om blodpumpning i följande lista:

• Den överlägsna vena cava (SVC) och den underlägsen vena cava (IVC) är de två huvudledningarna som gör att deoxygenerat blod kan återgå till hjärtat.
• Detta deoxygenerade blod tränger in i hjärtat genom höger förmak (RA), som därefter kommunicerar blodet till höger kammare (RV).
• Den högra ventrikeln pumpar blod till lungartärerna, som förgrenas till små kapillärer, belägna i lungens alveoler.
• Människans andning möjliggör utbyte av koldioxid i blodet på kapillärnivån mot syre.
• Sammanfattningsvis återvänder blod till hjärtat genom vänster förmak (LA), strömmar till kammaren vänster (VI) och detta pumpar blod till aortaartären, som distribuerar syresatt blod genom Kropp.

Denna cykel beskriver endast syresättning och deoxygenering i blodet, eftersom du inte bör glömma att blod passerar genom levern, njurarna och andra organ för att rena och avsätta ämnen. För att vara säker är att beskriva cirkulationssystemet en enorm uppgift som är värd flera volymer i ett uppslagsverk.

Hur gäller Frank-Starlings lag för allt som beskrivs?

Frank-Starlings lag Det beskrevs från namnen på två forskare specialiserade på fysiologi: Otto Frank och Ernest Henry Starling, båda yrkesverksamma inom 1900-talets anatomi. I vilket fall som helst var dessa inte de första som postulerade och misstänker vissa av korrelationerna som vi visar dig nedan.

Enkelt uttryckt säger Frank-Starlings lag det hjärtat har en inneboende förmåga att svara på ökande volymer blodflöde. Baserat på denna förutsättning, förväntas det att hjärtminutvolymen (volym blod utvisas av kammaren inom en minut) öka eller minska som svar på förändringar i hjärtfrekvens och volym systolisk.

Låt oss ta ett exempel: när en person står upp från sitt säte minskar hjärtutgången, eftersom minskningen av det centrala venösa trycket (CVP) är översätts till en minskning av slagvolymen (kom ihåg att det är blodvolymen som hjärtat släpper ut i aorta eller lungartär i dess kontraktion).

Sammanfattningsvis, centralt venöst tryck är viktigt i detta fall, eftersom det definierar fyllningstrycket i höger kammare och därför direkt bestämmer slagvolymen för blodutkast. Vi vet att denna terminologi kan verka ganska förvirrande, men formlerna hjälper dig säkert att förstå lagen som beskrivs här lite bättre.

Grunderna i Frank-Sterlings lag

Hjärtarbete (D): slagvolym (SV) x hjärtfrekvens (HR)

Vi kommer ihåg att hjärtarbete eller -utgång (D) avser mängden blod som en kammare släpper ut från hjärtat på 60 sekunder. Å andra sidan exemplifierar strokevolymen (SV) blodvolymen som hjärtat utvisar i aorta eller lungartär. Slutligen är pulsen (HR) en parameter som återspeglar antalet slag per tidsenhet.

Om vi ​​tar hänsyn till det (i en normal situation) en person har en slagvolym på 60 milliliter per takt med en hjärtfrekvens på 75 slag per minut, får vi att det totala hjärtarbetet per minut är 4,5 liter, siffran som vi har visat dig när du öppnar detta utrymme.

Baserat på denna förutsättning förklarar Frank-Sterlings lag att eftersom hjärtat fylls med en större volym blod kommer sammandragningskraften att öka avsevärt. Med andra ord, om en person gör en muskulös ansträngning vid ett visst ögonblick, volymen av blod som returneras av det venösa systemet, så slagvolymen (hjärtets sammandragningskraft) kommer att vara högre. På så sätt förstås denna komplexa mekanism lite bättre; Sanning?

• Du kanske är intresserad av: "Cirkulationssystemet: vad är det, delar och egenskaper"

Hjärtans lag och anatomi

Denna teori är inte bara matematiskt baserad utan måste presentera en fysiologisk förklaring som motiverar postulatet. Frank-Sterlings lag bygger på följande förutsättningar: det finns ett samband mellan den ursprungliga längden på myokardfibrerna (bildar hjärtmuskeln) och den kraft som genereras av sammandragningen av hjärta.

Ökningen av blodflödet i den venösa återföringen översätts till en större fyllning av kammaren, eftersom detta är ansvaret för att samla blodet i hjärtat. Detta främjar sträckningen av organets myokardfibrer, vilket resulterar i en ökning av längden på sarkomererna (muskelenheter som härrör från uppsättningen fibrer). Med en ökning av sarkomerlängden är en större generation av kraft möjlig under sammandragning, så att hjärtat kan mata ut mer blod i artärerna (slagvolym).

Sammantaget kan allt detta sammanfattas i en lättförståelig idé: om kammarkammaren fylls mer med blod, förlängs och dras muskelfibrerna mer, vilket främjar frisättningen av en mer drastisk kraft att mata ut överflödigt blod som har nått hjärtat genom venerna i artärerna. Kanske syndar som reduktionister, kan det sammanfattas som en "gummieffekt": ju mer något sträcks av yttre tryck, desto större kraft med vilken det återgår till sin naturliga form.

Återuppta

Sammanfattningsvis kan den normala ventrikeln hos en människa med ett "friskt" hjärta öka strokevolymen när mer blod når den, för att utvisa överflödig vätska i kammaren. Tyvärr behöver detta inte gälla personer med hjärt-kärlproblem, så olika kliniska händelser kan genereras som svar på "bristande efterlevnad" av denna lag.

I vilket fall som helst bör det noteras att det inte finns någon "kurva" från Frank-Sterling (som kan genereras från det som presenteras) som är tillämplig i vart och ett av fallen. Kammaren har olika former på kurvan, beroende på hjärtat och efterlastningstiden. Om något är klart för oss efter att ha gått dessa linjer är det att hjärtat är ett mycket mer invecklat organ än det kan tyckas.

Bibliografiska referenser:

• Hur fungerar hjärtat? Centers for Disease Control and Prevention (CDC). Plockas upp den 11 mars kl 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 blod blir% 20 deoxigenerat.
• Frank-Sterling-mekanismen. Begrepp för kardiovaskulär fysiologi. Plockas upp den 11 mars kl https://www.cvphysiology.com/Cardiac%20Function/CF003
• Saks, V., Dzeja, P., Schlattner, U., Vendelin, M., Terzic, A., & Wallimann, T. (2006). Hjärtsystemets bioenergetik: metabolisk grund i Frank-Starling-lagen. Journal of physiology, 571 (2), 253-273.
• Sequeira, V., & van der Velden, J. (2015). Historiskt perspektiv på hjärtfunktion: Frank - Starling Law. Biofysiska recensioner, 7 (4), 421-447.
• Solaro, R. J. (2007). Mekanismer i hjärtat av Frank-Starling-lag: takten fortsätter. Biofysisk tidskrift, 93 (12), 4095.