กลไก Frank Starling

ของ กลไก Frank Starling เป็นข้อบังคับอัตโนมัติของการดีดออกภายในและความสามารถในการบรรจุของหัวใจซึ่งชดเชยความผันผวนของความดันและปริมาตรในระยะสั้น กฎระเบียบที่สำคัญมีบทบาทโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเปลี่ยนตำแหน่งของร่างกาย กลไกดังกล่าวไม่สามารถชดเชยการเปลี่ยนแปลงความดันที่ใหญ่ขึ้นได้อีกต่อไป

กลไก Frank Starling คืออะไร?

วงจรควบคุมอัตโนมัติของหัวใจควบคุมการขับออกและความสามารถในการบรรจุของอวัยวะสำคัญ กฎระเบียบจะปรับเอาท์พุทการเต้นของหัวใจให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงความดันและปริมาตรในระยะสั้นและช่วยให้ทั้งสองห้องของหัวใจขับออกมาในปริมาตรของจังหวะเดียวกัน ลูปควบคุมนี้เรียกว่ากลไกแฟรงค์สตาร์ลิง

กลไกดังกล่าวได้รับการตั้งชื่อตามนักสรีรวิทยาชาวเยอรมัน Otto Frank และ Ernest Henry Starling นักสรีรวิทยาชาวอังกฤษซึ่งเป็นคนแรกที่อธิบายถึงวงจรควบคุมเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 เกี่ยวกับหัวใจที่แยกจากกันและต่อมาเกี่ยวกับการเตรียมหัวใจและปอด เฮอร์มันน์สเตราบนักสรีรวิทยาชาวเยอรมันมีส่วนร่วมในคำอธิบายแรกด้วย ด้วยเหตุนี้บางครั้งจึงเรียกลูปควบคุม กลไก Frank Straub Starling ที่กำหนด

กลไกนี้เป็นหนึ่งในกฎระเบียบที่สำคัญหลายประการในสิ่งมีชีวิตของมนุษย์ คุณสมบัติพื้นฐานของกลไกแฟรงค์สตาร์ลิ่งอธิบายถึงปริมาตรของเลือดที่ไหลผ่านหัวใจระหว่างไดแอสโทลและซิสโทล ปริมาตรที่ไหลเข้าระหว่างไดแอสโทลน้อยลงปริมาณเลือดที่ขับออกมาในระหว่างซิสโทลจะน้อยลง

ฟังก์ชันและงาน

กลไกของ Frank Starling ประกอบด้วยพรีโหลดและอาฟเตอร์โหลด เมื่อใบหูเติมจะมีการพูดถึงพรีโหลด ด้วยพรีโหลดที่เพิ่มขึ้นห้องหัวใจก็จะเต็มมากขึ้นเช่นกัน เมื่ออัตราการเต้นของหัวใจคงที่ปริมาณการเต้นของหัวใจจะเพิ่มขึ้น end-systolic volume เพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย

เมื่อพรีโหลดเพิ่มขึ้นจะมีการทำงานของปริมาตรความดันในหัวใจเพิ่มขึ้น หลักการนี้สอดคล้องกับการโหลดล่วงหน้าของกลไกแฟรงค์สตาร์ลิง การโหลดล่วงหน้านี้ตามด้วย afterload การไหลเวียนของเลือดออกจากหัวใจเรียกว่า afterload หากการไหลเวียนของเลือดเกิดขึ้นจากความต้านทานที่เพิ่มขึ้นพลังการสูบฉีดของหัวใจจะเพิ่มขึ้นเป็นความดันที่สูงขึ้นและด้วยวิธีนี้จะทำให้เลือดในปริมาณเท่าเดิมด้วยอัตราการเต้นของหัวใจเดียวกัน กำลังมีการปรับตัวอย่างค่อยเป็นค่อยไป

ในตอนท้ายของ systole เลือดจำนวนมากยังคงอยู่ในห้องหัวใจเนื่องจากมีอาฟเตอร์โหลดเพิ่มขึ้น เกิดน้ำนิ่ง ใน diastole แรงดันย้อนกลับนี้ทำให้เกิดการเติมมากขึ้น ความแข็งแรงของเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจขึ้นอยู่กับพรีโหลดและขึ้นอยู่กับพรีโหลดก่อนเริ่มการหดตัวจริง ยิ่งการยืดของ sarcomeres ในเซลล์กล้ามเนื้อมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

เนื่องจากปริมาตรในกลไก Frank-Starling เพิ่ม end-diastolic เส้นใยไมโอซินและแอกตินจะซ้อนทับกันอย่างเหมาะสมที่สุดและเปลี่ยนจากความยาว sarcomere ที่ 1.9 µm เป็นความยาว sarcomere ประมาณ 2.2 µm ด้วยการซ้อนทับที่เหมาะสมที่สุดแรงสูงสุดอยู่ระหว่าง 2.2 ถึง 2.6 µm หากเกินค่าเหล่านี้แรงสูงสุดจะลดลง การทับซ้อนที่เหมาะสมทำให้เกิดการไวต่อแคลเซียมที่เรียกว่า myofibrils ซึ่งทำให้เครื่องหดตัวสามารถรับแคลเซียมได้มากขึ้น ด้วยวิธีนี้การไหลเข้าของแคลเซียมแบบเดิมที่ศักยภาพในการออกฤทธิ์ทำให้เกิดปฏิกิริยาที่รุนแรงขึ้นในไมโอไฟบริล

ปริมาณเลือดของพรีโหลดอาจมีความผันผวนขึ้นอยู่กับการออกกำลังกายและตำแหน่งของร่างกาย กลไกของ Frank-Starling ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของหัวใจและการปรับระดับการดีดออกของแต่ละคนในส่วนด้านขวาและด้านซ้ายของหัวใจ หากระดับเสียงเปลี่ยนไปตัวอย่างเช่นในระหว่างการเปลี่ยนตำแหน่งของร่างกายกลไกจะมีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะ

กิจกรรมในห้องจะถูกปรับโดยอัตโนมัติโดยวงจรควบคุมตามความผันผวนของความดันและปริมาตรและการเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องในโหลดก่อนและหลังโหลด ห้องหัวใจทั้งสองจะสูบฉีดด้วยความดังของจังหวะเดียวกันเสมอ

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

เมื่อกลไกหนึ่งของแฟรงค์สตาร์ลิ่งไม่สมดุลกลไกอื่น ๆ ก็เช่นกัน พรีโหลดเรียกในทางการแพทย์ว่าปริมาตรไดแอสโตลิกหรือความดัน end-diastolic ซึ่งทั้งสองอย่างนี้สามารถวัดได้ ในโรคหัวใจเช่น systolic heart failure มีปริมาณ end-diastolic เพิ่มขึ้น นอกจากนี้ยังเพิ่มความดันในการบรรจุ พรีโหลดจึงเพิ่มขึ้น เป็นผลให้ของเหลวจากระบบหลอดเลือดสะสมในเนื้อเยื่อของร่างกาย นี่คือลักษณะอาการบวมน้ำเช่นอาการบวมน้ำในปอด อาการบวมน้ำในปอดอาจทำให้หายใจถี่สั่นหรือมีเสมหะเป็นฟองจากปอดเป็นต้น

กลไกของ Frank-Starling ยังเต็มไปด้วยปัญหาเมื่อความยืดหยุ่นของกระเป๋าหน้าท้องลดลง ความยืดหยุ่นที่ลดลงของโพรงมีอยู่เช่นในภาวะหัวใจล้มเหลว diastolic ยิ่งช่องท้องแข็งขึ้นการเติมไดแอสโตลิกก็ยิ่งแย่ลง สิ่งนี้นำไปสู่การสะสมของเลือดในหลอดเลือดดำ เพื่อลดพรีโหลดแพทย์จะให้สารยับยั้ง ACE หรือไนเตรตแก่ผู้ป่วย

ความดันโลหิตสูงหรือการตีบของลิ้นสามารถเพิ่มการทำงานของหัวใจได้อย่างง่ายดายและทำให้เกิดปัญหาภายในกลไก Frank-Starling กล้ามเนื้อกระเป๋าหน้าท้องสามารถเจริญเติบโตมากเกินไปเนื่องจากภาระในเวลากลางคืนที่เพิ่มขึ้นและทำให้ความตึงของผนังลดลงกระเป๋าหน้าท้องยั่วยวนดังกล่าวอาจส่งผลให้เกิดภาวะหัวใจล้มเหลว การยืดของเส้นใยกล้ามเนื้อกระเป๋าหน้าท้องทำให้เกิดความตึงเครียดมากขึ้นและการยืดที่เพิ่มขึ้นจะช่วยให้เลือดถูกขับออกมาด้วยแรงที่มากขึ้น

หากกลไกของ Frank Starling ล้มเหลวหัวใจจะไม่สามารถจัดการกับความผันผวนของความดันในชีวิตประจำวันและความผันผวนของปริมาตรได้อีกต่อไป กลไกนี้สามารถชดเชยความดันที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยและพรีโหลดที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยในคนที่มีสุขภาพแข็งแรง อย่างไรก็ตามกลไกการควบคุมไม่ได้เตรียมไว้สำหรับความผันผวนของแรงดันที่มากขึ้นหรือความผันผวนของโหลด ด้วยเหตุนี้ความผันผวนที่มากขึ้นอาจส่งผลร้ายแรงถึงชีวิต