آلية فرانك ستارلينج

من آلية فرانك ستارلينج هو التنظيم المستقل لطرد القلب الداخلي وقدرة التعبئة ، والذي يعوض التقلبات قصيرة المدى في الضغط والحجم. يلعب التنظيم الحيوي دورًا خاصًا عند تغيير وضع الجسم. لم تعد الآلية قادرة على تعويض التغيرات الأكبر في الضغط.

ما هي آلية فرانك ستارلينج؟

تنظم دائرة التحكم الذاتية في القلب قدرة طرد وملء العضو الحيوي. يتكيف التنظيم الناتج القلبي مع تغيرات الضغط والحجم على المدى القصير ويسمح لكلا غرفتي القلب بإخراج نفس حجم السكتة الدماغية. تسمى حلقة التحكم هذه آلية فرانك ستارلينج.

تمت تسمية الآلية على اسم عالم الفسيولوجيا الألماني أوتو فرانك وعالم الفسيولوجيا البريطاني إرنست هنري ستارلينج ، الذي وصف حلقة التحكم لأول مرة في بداية القرن العشرين باستخدام قلب معزول ثم باستخدام مستحضر للقلب والرئة. شارك عالم الفسيولوجيا الألماني هيرمان ستروب أيضًا في الوصف الأول. لهذا السبب ، تسمى حلقة التحكم أحيانًا آلية فرانك شتراوب ستارلينج المحددة.

الآلية هي واحدة من العديد من اللوائح الحيوية في الكائن البشري. تصف السمات الأساسية لآلية فرانك ستارلينج حجم الدم الذي يمر عبر القلب أثناء الانبساط والانقباض. كلما كان الحجم أصغر الذي يتدفق خلال الانبساط ، قل حجم الدم الذي يتم طرده أثناء الانقباض.

الوظيفة والمهمة

تتكون آلية فرانك ستارلينج من تحميل مسبق وتحميل لاحق. عندما تمتلئ الأذنين ، هناك حديث عن التحميل المسبق. مع زيادة التحميل المسبق ، تمتلئ غرف القلب أيضًا بشكل متزايد. مع استمرار معدل ضربات القلب ، يزداد حجم ضربات القلب. يزيد حجم نهاية الانقباض بشكل طفيف فقط.

عندما يتم زيادة التحميل المسبق ، هناك زيادة حجم ضغط العمل في القلب. يتوافق هذا المبدأ مع التحميل المسبق لآلية فرانك ستارلينج. يتبع هذا التحميل المسبق تحميل لاحق. يسمى تدفق الدم من القلب بالحمل اللاحق. إذا حدث تدفق الدم ضد زيادة المقاومة ، فإن قدرة القلب على ضخ الدم تزداد إلى ارتفاع الضغط وبهذه الطريقة ينقل نفس كمية الدم كما كان من قبل وبنفس معدل ضربات القلب. يتم إجراء تعديل تدريجي.

قرب نهاية الانقباض ، تبقى كمية كبيرة من الدم في غرف القلب بسبب زيادة الحمل اللاحق. يحدث تراجع. في الانبساط ، يؤدي ضغط الظهر هذا إلى حشو أكبر. تعتمد قوة خلايا عضلة القلب على التحميل المسبق وتعتمد على التحميل المسبق لها قبل البدء الفعلي للانكماش. كلما زاد تمدد الأورام اللحمية في الخلايا العضلية ، زاد حجمها.

نظرًا لأن الحجم في آلية فرانك ستارلينج يزيد من نهاية الانبساطي ، فإن خيوط الميوسين والأكتين تتداخل على النحو الأمثل وتتغير من طول قسيم عضلي يبلغ 1.9 ميكرومتر إلى طول قسيم عضلي يبلغ حوالي 2.2 ميكرومتر. مع التداخل الأمثل ، تكون القوة القصوى بين 2.2 و 2.6 ميكرومتر. إذا تم تجاوز هذه القيم ، تقل القوة القصوى. يتسبب التداخل الأمثل في حدوث ما يسمى بحساسية الكالسيوم في اللييفات العضلية ، مما يجعل الجهاز المقلص أكثر تقبلاً للكالسيوم. وبهذه الطريقة ، يؤدي التدفق التقليدي للكالسيوم عند جهد الفعل إلى تفاعل أقوى في اللييفات العضلية.

يخضع حجم الدم في التحميل المسبق لتقلبات معينة حسب النشاط البدني ووضعية الجسم. تضمن آلية Frank-Starling وظيفة القلب وتعديل أحجام الطرد الفردية في الجزأين الأيمن والأيسر من القلب. إذا تغير الحجم ، على سبيل المثال أثناء تغيير وضع الجسم ، فإن الآلية تكون ذات صلة بشكل خاص.

يتم ضبط أنشطة الغرفة تلقائيًا بواسطة دائرة التحكم لتقلبات الضغط والحجم والتغييرات المرتبطة بها في الأحمال السابقة واللاحقة. هذا يعني أن غرفتي القلب تضخان دائمًا نفس حجم الضربات.

الامراض والاعتلالات

عندما يكون أحد أحمال آلية فرانك ستارلينج غير متوازن ، كذلك يحدث الآخر. يشار إلى التحميل المسبق في الممارسة الطبية باسم حجم نهاية الانبساطي أو ضغط نهاية الانبساطي ، وكلاهما يمكن قياسه. في أمراض القلب مثل قصور القلب الانقباضي ، هناك زيادة في حجم نهاية الانبساطي. هذا أيضا يزيد من ضغط التعبئة. لذلك يتم زيادة التحميل المسبق. نتيجة لذلك ، تتراكم السوائل من نظام الأوعية الدموية في أنسجة الجسم. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها الوذمة مثل الوذمة الرئوية. يمكن أن تسبب الوذمة الرئوية ضيقًا في التنفس ، أو حشرجة في التنفس ، أو بلغم رغوي من الرئتين ، على سبيل المثال.

آلية فرانك ستارلينج محفوفة أيضًا بالمشاكل عندما تنخفض مرونة البطين. يوجد انخفاض في مرونة البطينين ، على سبيل المثال ، في قصور القلب الانبساطي. كلما كان البطين أكثر صلابة ، كان الحشو الانبساطي أسوأ. هذا يؤدي إلى تراكم الدم في الأوردة. لتقليل الحمل المسبق ، يقوم الطبيب بإعطاء المريض مثبطات الإنزيم المحول للأنجيوتنسين أو النترات.

يمكن أن يؤدي ارتفاع ضغط الدم أو تضيق الصمامات إلى زيادة الحمل اللاحق للقلب بسهولة وبالتالي يتسبب في مشاكل داخل آلية فرانك ستارلينج. يمكن أن تتضخم عضلات البطين بسبب زيادة الحمل الليلي وبالتالي تقليل توتر الجدار.يمكن أن يؤدي تضخم البطين إلى فشل القلب. إن تمدد ألياف عضلات البطين يمنحها توترًا أكبر ، ويتيح التمدد المتزايد للدم أن يخرج بقوة أكبر.

إذا فشلت آلية فرانك ستارلينج ، فلن يتمكن القلب من القيام بسهولة بتقلبات الضغط اليومية وتقلبات الحجم. يمكن للآلية أن تعوض عن زيادة طفيفة في الضغط وزيادة طفيفة في التحميل المسبق لدى الأشخاص الأصحاء. ومع ذلك ، فإن آلية التنظيم ليست معدة لتقلبات الضغط الأكبر أو تقلبات الحمل. لهذا السبب ، يمكن أن يكون للتقلبات الكبيرة عواقب تهدد الحياة.