Jump to content

Закон Франка – Старлинга

(Перенаправлено из закона Франка-Старлинга )
Кривая сердечной функции . На диаграммах, иллюстрирующих закон сердца Франка-Старлинга , ось Y часто описывает ударный объем , ударную работу или сердечный выброс . Ось X часто описывает конечный диастолический объем , давление в правом предсердии или давление заклинивания легочных капилляров . Три кривые показывают, что сдвиги вдоль одной и той же линии указывают на изменение преднагрузки , а сдвиги от одной линии к другой указывают на изменение постнагрузки или сократимости . Увеличение объема крови вызовет сдвиг вдоль линии вправо, что увеличит конечный диастолический объем левого желудочка (ось x) и, следовательно, также увеличит ударный объем (ось y).

Франка -Старлинга Закон сердца ) (также известный как закон Старлинга и механизм Франка-Старлинга представляет собой взаимосвязь между ударным объемом и конечным диастолическим объемом . [ 1 ] Закон гласит, что ударный объем сердца увеличивается в ответ на увеличение объема крови в желудочках , до сокращения ( конечный диастолический объем ), когда все остальные факторы остаются постоянными. [ 1 ] Поскольку больший объем крови поступает в желудочек, кровь растягивает сердечную мышцу, что приводит к увеличению силы сокращения. Механизм Франка-Старлинга позволяет синхронизировать сердечный выброс с венозным возвратом, артериальным кровоснабжением и гуморальной длиной. [ 2 ] без зависимости от внешнего регулирования для внесения изменений. Физиологическое значение этого механизма заключается главным образом в поддержании равенства объемов выброса левого и правого желудочков. [ 1 ] [ 3 ]

Физиология

[ редактировать ]

Механизм Франка-Старлинга возникает в результате соотношения длины и напряжения, наблюдаемого в поперечнополосатых мышцах, включая, например, скелетные мышцы , мышцы членистоногих. [ 4 ] и сердечная (сердечная) мышца . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] Когда поперечно-полосатая мышца растягивается, создается активное напряжение за счет изменения перекрытия толстых и тонких нитей. Наибольшее изометрическое активное напряжение развивается, когда мышца имеет оптимальную длину. В большинстве расслабленных волокон скелетных мышц пассивные эластические свойства поддерживают длину мышечных волокон близкой к оптимальной, что обычно определяется фиксированным расстоянием между точками прикрепления сухожилий к костям (или экзоскелету членистоногих) на обоих концах мышцы. Напротив, длина расслабленного саркомера клеток сердечной мышцы в покоящемся желудочке меньше оптимальной длины для сокращения. [ 1 ] В сердце (любого животного) нет кости, фиксирующей длину саркомера, поэтому длина саркомера очень вариабельна и напрямую зависит от кровенаполнения и тем самым расширения камер сердца. В человеческом сердце максимальная сила генерируется при начальной длине саркомера 2,2 микрометра, длина, которая редко превышается в нормальном сердце. Начальная длина, большая или меньшая, чем это оптимальное значение, уменьшит силу, которую может достичь мышца. Для более длинных саркомеров это является результатом меньшего перекрытия тонких и толстых нитей; [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] для более коротких саркомеров причиной является снижение чувствительности миофиламентов к кальцию . [ 11 ] [ 7 ] Увеличение наполнения желудочка увеличивает нагрузку, которую испытывают каждая клетка сердечной мышцы, растягивая их саркомеры до оптимальной длины. [ 1 ]

Растягивающиеся саркомеры усиливают сокращение сердечной мышцы за счет повышения к кальцию чувствительности миофибрилл . [ 12 ] вызывая образование большего количества актин - миозиновых поперечных мостиков внутри мышцы. В частности, чувствительность тропонина к связыванию Ca 2+ увеличивается и происходит повышенное высвобождение Ca 2+ из саркоплазматической сети . Кроме того, растяжение кардиомиоцитов увеличивает высвобождение Са. 2+ из внутреннего хранилища, саркоплазматического ретикулума , о чем свидетельствует увеличение Ca 2+ Частота искры при осевом растяжении одиночных кардиомиоцитов. [ 13 ] Наконец, считается, что при растяжении сердечной мышцы расстояние между толстыми и тонкими нитями уменьшается, что приводит большего количества поперечных мостиков . к образованию [ 1 ] Сила, которую генерирует любая отдельная клетка сердечной мышцы, связана с длиной саркомера во время активации мышечных клеток кальцием. Растяжение отдельной клетки, вызванное наполнением желудочков, определяет длину саркомерных волокон. Следовательно, сила (давление), создаваемая волокнами сердечной мышцы, связана с конечным диастолическим объемом левого и правого желудочков, что определяется сложностями соотношения силы и длины саркомера. [ 11 ] [ 7 ] [ 6 ]

Благодаря внутреннему свойству миокарда , отвечающему за механизм Франка-Старлинга, сердце может автоматически компенсировать увеличение венозного возврата при любой частоте сердечных сокращений. [ 1 ] [ 10 ] Этот механизм имеет функциональное значение, поскольку он служит для адаптации выброса левого желудочка к выбросу правого желудочка. [ 3 ] Если бы этого механизма не существовало и выбросы правого и левого сердца не были эквивалентны, кровь накапливалась бы в малом круге кровообращения (если бы правый желудочек производил больше выброса, чем левый) или в большом круге кровообращения (если бы левый желудочек производил больше выброса, чем левый). верно). [ 1 ] [ 14 ]

Клинические примеры

[ редактировать ]

Преждевременное сокращение желудочков

[ редактировать ]

Преждевременное сокращение желудочков вызывает раннее опорожнение левого желудочка (ЛЖ) в аорту . Поскольку следующее сокращение желудочка происходит в обычное время, время наполнения ЛЖ увеличивается, вызывая увеличение конечного диастолического объема ЛЖ. Благодаря механизму Франка-Старлинга следующее сокращение желудочка становится более сильным, что приводит к выбросу большего, чем обычно, объема крови и возвращению конечно-систолического объема ЛЖ к исходному уровню. [ 14 ]

Диастолическая дисфункция – сердечная недостаточность.

[ редактировать ]

Диастолическая дисфункция связана со снижением податливости или повышенной жесткостью стенки желудочка. Это снижение податливости приводит к неадекватному наполнению желудочка и уменьшению конечно-диастолического объема. Уменьшение конечного диастолического объема затем приводит к уменьшению ударного объема из-за механизма Франка-Старлинга. [ 1 ]

Закон Франка-Старлинга назван в честь двух физиологов, Отто Франка и Эрнеста Генри Старлинга . Однако ни Франк, ни Старлинг не были первыми, кто описал взаимосвязь между конечным диастолическим объемом и регуляцией сердечного выброса. [ 5 ] Первая формулировка закона была теоретизирована итальянским физиологом Дарио Маэстрини , который 13 декабря 1914 года начал первый из 19 экспериментов, которые привели его к формулировке «legge del cuore» . [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ чрезмерное цитирование ]

Вклад Отто Франка основан на его экспериментах 1895 года с сердцем лягушки. Чтобы связать работу сердца с механикой скелетных мышц, Франк наблюдал изменения диастолического давления при изменении объема желудочка лягушки. Его данные были проанализированы на диаграмме давление-объем, в результате чего он описал пиковое изоволюмическое давление и его влияние на объем желудочка. [ 5 ]

Старлинг экспериментировала на неповрежденных сердцах млекопитающих, например собак, чтобы понять, почему изменения артериального давления, частоты сердечных сокращений и температуры не влияют на относительно постоянный сердечный выброс. [ 5 ] Более чем за 30 лет до разработки модели мышечного сокращения со скользящими нитями и понимания взаимосвязи между активным напряжением и длиной саркомера, Старлинг в 1914 году выдвинул гипотезу, что «механическая энергия, высвобождаемая при переходе от покоя к активному состоянию, функция длины волокна». Старлинг использовал диаграмму «объем-давление», чтобы построить диаграмму «длина-напряжение» на основе своих данных. Данные Старлинга и связанные с ними диаграммы доказали, что длина мышечных волокон и возникающее в результате напряжение изменяют систолическое давление. [ 28 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Видмайер, Е.П., Хершель, Р., и Стрэнг, К.Т. (2016). Физиология человека Вандера: механизмы функционирования тела (14-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Education. ISBN   978-1-259-29409-9
  2. ^ Костанцо, Линда С. (2007). Физиология . Хагерствон, доктор медицины: Липпинкотт Уильямс и Уилкинс. стр. 81 . ISBN  978-0-7817-7311-9 .
  3. ^ Jump up to: а б Джейкоб Р., Дирбергер Б., Кисслинг Г. (1992). «Функциональное значение механизма Франка-Старлинга в физиологических и патофизиологических условиях» . Европейский кардиологический журнал . 13 :7–14. doi : 10.1093/eurheartj/13.suppl_E.7 . ПМИД   1478214 . {{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ Уэст, Дж. М.; Хамфрис, округ Колумбия; Стивенсон, генеральный директор (1992). «Различия в максимальных активационных свойствах ободранных коротких и длинных саркомерных мышечных волокон клешни пресноводного ракообразного Cherax destructor». Журнал исследований мышц и подвижности клеток . 13 (6): 668–684. дои : 10.1007/BF01738256 . ISSN   0142-4319 . ПМИД   1491074 . S2CID   21089844 .
  5. ^ Jump up to: а б с д Кац Арнольд М (2002). « Эрнест Генри Старлинг, его предшественники и «Закон сердца» . Тираж . 106 (23): 2986–2992. дои : 10.1161/01.CIR.0000040594.96123.55 . ПМИД   12460884 . Архивировано из оригинала 13 июля 2018 г. Проверено 3 мая 2017 г.
  6. ^ Jump up to: а б Стивенсон, генеральный директор; Стюарт, AW; Уилсон, Дж.Дж. (1989). «Диссоциация силы от миофибриллярной MgATPазы и жесткость при коротких длинах саркомеров в скелетных мышцах крысы и жабы» . Журнал физиологии . 410 : 351–366. дои : 10.1113/jphysicalol.1989.sp017537 . ПМК   1190483 . ПМИД   2529371 .
  7. ^ Jump up to: а б с Стивенсон, генеральный директор; Уильямс, Д.А. (1982). «Влияние длины саркомера на соотношение сила-pCa в быстрых и медленных кожных мышечных волокнах крысы» . Журнал физиологии . 333 : 637–653. дои : 10.1113/jphysicalol.1982.sp014473 . ПМК   1197268 . ПМИД   7182478 .
  8. ^ Хаксли, Х.; Хэнсон, Дж. (22 мая 1954 г.). «Изменения поперечной исчерченности мышц при сокращении и растяжении и их структурная интерпретация». Природа . 173 (4412): 973–976. Бибкод : 1954Natur.173..973H . дои : 10.1038/173973a0 . ISSN   0028-0836 . ПМИД   13165698 . S2CID   4180166 .
  9. ^ Хаксли, А.Ф.; Нидергерке, Р. (22 мая 1954 г.). «Структурные изменения мышцы при сокращении; интерференционная микроскопия живых мышечных волокон». Природа . 173 (4412): 971–973. Бибкод : 1954Natur.173..971H . дои : 10.1038/173971a0 . ISSN   0028-0836 . ПМИД   13165697 . S2CID   4275495 .
  10. ^ Jump up to: а б Мосс, Ричард Л.; Фицсаймонс, Дэниел П. (11 января 2002 г.). «Отношения Фрэнка и Старлинга» . Исследование кровообращения . 90 (1): 11–13. дои : 10.1161/res.90.1.11 . ISSN   0009-7330 . ПМИД   11786511 .
  11. ^ Jump up to: а б Аллен, генеральный директор; Кентиш, Дж. К. (1985). «Клеточная основа соотношения длины и напряжения в сердечной мышце». Журнал молекулярной и клеточной кардиологии . 17 (9): 821–840. дои : 10.1016/S0022-2828(85)80097-3 . ПМИД   3900426 .
  12. ^ Клабанде, Ричард Э. «Концепции сердечно-сосудистой физиологии». Липпинкотт Уильямс и Уилкинс, 2011, с. 74.
  13. ^ Ирибе, Г; Уорд, CW; Камелити, П; Болленсдорф, К; Мейсон, Ф; Бертон, RAB; Гарни, А; Морфью, МК; Хенгер, А; Ледерер, В.Дж.; Коль, П. (27 марта 2009 г.). «Осевое растяжение кардиомиоцитов одиночного желудочка крысы вызывает острое и временное увеличение частоты искры Ca2+» . Исследование кровообращения . 104 (6): 787–795. дои : 10.1161/CIRCRESAHA.108.193334 . ISSN   1524-4571 . ПМЦ   3522525 . ПМИД   19197074 .
  14. ^ Jump up to: а б Холл, Джон (2016). Учебник Гайтона и Холла по медицинской физиологии (13-е изд.). Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс/Эльзевир. стр. 169–178 (гл. 14). ISBN  978-1-4160-4574-8 .
  15. ^ Спадолини, Игино (1946). ЮТЭТ (ред.). Трактат по физиологии . Том 2. Турин. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  16. ^ Берн, Роберт М. (2004). Амброзиана (ред.). Физиология . Милан. {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  17. ^ «www.ancecardio.it» (PDF) (на итальянском языке). стр. 29–31. Архивировано из оригинала (PDF) 9 ноября 2013 г. Проверено 6 августа 2010 г.
  18. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (февраль 1951 г.). «[Генезис так называемых недостаточных сокращений сердца при декомпенсации.]». Поликлиника Прат . 58 (9): 257–68. ПМИД   14833944 .
  19. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (июль 1951 г.). «[Значение измененного органического обмена (утомления), структуры и коллоидного состояния клетчатки для генеза так называемых малых, недостаточных сокращений сердца при недостаточности.]». Поликлиника Прат . 58 (30): 933–45. ПМИД   14864102 .
  20. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (ноябрь 1951 г.). «[Закон сердца в биологии и клинической медицине.]». Минерва Мед . 42 (80): 857–64. ПМИД   14919226 .
  21. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (июнь 1952 г.). «[Новая теория сердечной декомпенсации.]». Поликлиника Прат . 59 (24): 797–814. ПМИД   14957592 .
  22. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (1947). "[Нет в наличии.]". Газз Санит . 18 (5): 162–4. ПМИД   18859625 .
  23. ^ ПЕННАККИО, Л.; Д. МАЭСТРИНИ (сентябрь 1952 г.). «[Комментарий к новой теории сердечной недостаточности.]». Поликлиника Прат . 59 (37): 1223–4. ПМИД   13026471 .
  24. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (январь 1958 г.). «[Закон сердца от его открытия до настоящего времени.]». Минерва Мед . 49 (3–4): Варя, 28–36. ПМИД   13516733 .
  25. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (декабрь 1958 г.). «[Вариации динамики объема сердца в клинической практике, рассмотренные в свете закона сердца.]». Минерва Кардиоангиол . 6 (12): 657–67. ПМИД   13643787 .
  26. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (февраль 1959 г.). «[С. Бальони и закон сердца.]». Поликлиника Прат . 66 (7): 224–30. ПМИД   13645276 .
  27. ^ МАЭСТРИНИ, Д. (октябрь 1959 г.). «[О динамике сердца в фазе, предшествующей правосторонней гипертрофии, и о ее электрокардиографическом аспекте у человека.]». Поликлиника Прат . 66 : 1409–13. ПМИД   13853750 .
  28. ^ Борон, Уолтер Ф.; Булпаеп, Эмиль Л. (13 января 2012 г.). Электронная книга «Медицинская физиология», 2e, обновленное издание: с онлайн-доступом к STUDENT CONSULT . Elsevier Науки о здоровье. ISBN  978-1455711819 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e2363b486772318e5d7a5aa7cdcbdeb4__1719008640
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e2/b4/e2363b486772318e5d7a5aa7cdcbdeb4.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Frank–Starling law - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)