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法蘭克-史達林機制

法蘭克－史達林機制（英語：Frank–Starling mechanisms），是心臟的一種代償機制。指的是心臟的每搏輸出量在所有其他因素保持不變的情況下，會隨著心臟前負荷（心肌在收縮前所承受的負荷）的增加而增加。在一定的限度內，增加心臟的前負荷，回心血量增多，心臟內血液總體積充盈（舒張末期結束後的容積增加），從而導致心臟輸出量增加。每搏輸出量的增加也可導致心肌在運動過程中做更大幅度的收縮，從而提高心臟做功量，與舒張末期容積無關。Frank–Starling機制對心臟每搏輸出量在較低的水平時可顯著提高其收縮水平以及對每搏輸出量的影響。

心功能曲線 此為Frank–Starling機制圖示，Y軸代表每搏輸出量、做功量或心輸出量。 X軸表示舒張末期容積、右心房壓力及肺毛細血管壓。

這使得心輸出量與靜脈回流、動脈血液供血、體液[1]保持一個同步水平而不需要藉助外部的調節。

生理學

當心臟比平時更充盈的時候，心臟收縮力增加。[2]這是每個肌纖維感知負荷增加的結果，由於額外的血液負荷進入心臟，通過增加肌原纖維對鈣敏感性導致肌肉纖維的拉伸，從而心肌收縮，[3]肌纖維內更多數量的肌動蛋白 - 肌球蛋白橫橋形成，任意單個心肌纖維產生的力正比於初始肌節的長度（稱為預壓），並且隨著左，右心室的舒張末期容積的增加導致單根纖維的拉伸。

臨床實例

  • 血液容量增加會引起指定的曲線移位到右側，從而增加左心室的舒張末期容積（x軸），並且因此也增加了每搏輸出量（y軸）（因為該線曲線向上）。

在這種情況下，可以很顯著的觀察到室性早搏。室性早搏引起左心室（LV）血液在早期便匯入主動脈。由於下一次的心室收縮是有規律的收縮，所以在心室灌流時間內流向左心室的血液增加，導致左心室的舒張末期容積增加。根據Frank–Starling法則，接下來心臟的收縮將會更加有力，射出的血液量比平時都要多，從而使左心室的舒張末期容積回到正常水平。

例如，在血管收縮收縮期間的舒張末期容積（EDV）會由於TPR (總外周阻力（英語：total peripheral resistance））的增加而增加。而舒張末期容積的增加會導致心肌細胞的收縮將更加有力，進而導致心臟收縮更加有力。心輸出量的增加符合Frank–Starling曲線圖。（以上說明為健康人的心肌。在心力衰竭的人身上，心肌擴張幅度加大，然而心臟泵血能力減弱，根據Laplace's定律）在心力衰竭的病人身上可以聽到第三心音。

  • 相比較而言，心包積液將導致坐標沿左側位移，從而減少每搏輸出量。

歷史

該機制最早被Otto Frank（英語：Otto Frank (physiologist)）以及恩斯特·斯他林2位科學家所描述，並用他們2人的名字來命名。

事實上，該法則最先​​由義大利生理學家Dario Maestrini在1914年12月13日制定，並命名為「legge del cuore」。[4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]

參考文獻

  1. ^ Costanzo, Linda S. Physiology. Hagerstwon, MD: Lippincott Williams & Wilkins. 2007: 81. ISBN 0-7817-7311-3. 
  2. ^ Cardiac Basic Physiology. [2009-01-07]. （原始內容存檔於2008-10-11）. 
  3. ^ Klabunde, Richard E. "Cardiovacular Physiology Concepts". Lippincott Williams & Wilkins, 2011, p. 74.
  4. ^ Spadolini, Igino. UTET , 編. Trattato di Fisiologia, 2. Torino. 1946. 
  5. ^ Berne, Robert M. Ambrosiana , 編. Fisiologia. Milano. 2004. 
  6. ^ www.ancecardio.it (PDF): 29–31. [6 August 2010]. （原始內容 (PDF)存檔於2013-11-09） （義大利語）. 
  7. ^ MAESTRINI, D. [Genesis of the so-called insufficient contractions of the heart in decompensation.]. Policlinico Prat. February 1951, 58 (9): 257–68. PMID 14833944. 
  8. ^ MAESTRINI, D. [The importance of the altered organic exchange (fatigue), of the structure and colloidal state of the fiber, for the genesis of the so-called small, insufficient contractions of the heart in failure.]. Policlinico Prat. July 1951, 58 (30): 933–45. PMID 14864102. 
  9. ^ MAESTRINI, D. [The law of the heart in biology and clinical medicine.]. Minerva Med. November 1951, 42 (80): 857–64. PMID 14919226. 
  10. ^ MAESTRINI, D. [A new theory of cardiac decompensation.]. Policlinico Prat. June 1952, 59 (24): 797–814. PMID 14957592. 
  11. ^ MAESTRINI, D. [Not Available.]. Gazz Sanit: 162–4. PMID 18859625. 
  12. ^ PENNACCHIO, L.; D. MAESTRINI. [Comment on a new theory of cardiac insufficiency.]. Policlinico Prat. September 1952, 59 (37): 1223–4. PMID 13026471. 
  13. ^ MAESTRINI, D. [The law of the heart from its discovery to the present time.]. Minerva Med. January 1958, 49 (3-4): Varia, 28–36. PMID 13516733. 
  14. ^ MAESTRINI, D. [Variations of cardiac volume dynamics in clinical practice, examined in the light of the law of the heart.]. Minerva Cardioangiol. December 1958, 6 (12): 657–67. PMID 13643787. 
  15. ^ MAESTRINI, D. [S. Baglioni and the law of the heart.]. Policlinico Prat. February 1959, 66 (7): 224–30. PMID 13645276. 
  16. ^ MAESTRINI, D. [On cardiac dynamics in the phase preceding right hypertrophy and on its electrocardiographic aspect in man.]. Policlinico Prat. October 1959, 66: 1409–13. PMID 13853750. 

外部連結

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