Закон сердца Франка-Старлинга

Закон сердца Франка-Старлинга можно сформулировать просто: чем больше крови поступило в камеру сердца (КДО), тем больше крови будет выброшено в следующую систолу (увеличится УО).

Внешняя рабо­та, совершаемая миокардом камеры сердца по перемещению объёма крови, пропорциональна степени растяжения его мышечных волокон в конечно-диастолический период пре­дыдущего цикла.

Ритмозависимая гомеометрическая регуляция деятельности сердца (лестница Боудича)

Боудич (H.P.Bowditch, 1871) показал, что если сердце лягушки после предвари­тельной остановки подвергнуть сверхпороговой стимуляции, сила сокращений его при постоянном интервале между раздражениями постепенно нарастает (рис. 711061410).

Рис. 711061410. Возникновение «лестницы Боудича» при увеличении частоты следования импульсов. S– стимулы, одинаковые по силе, но разные по частоте (А – более редкие, Б – более частые).R– ответы (сокращения миокард) (А – одинаковые по амплитуде, Б – возрастающей амплитуды).

Крутизна нарастания опреде­ляется как длительностью предшествующей остановки, так и при­меняемой частотой раздражения («феномен лестницы», «облег­чение», «постсинаптическое потенцирование»).

Сейчас хорошо известно, что зависимость силы сокращения от частоты стимуляции (хроноинотропия) является универсаль­ным свойством миокарда всех видов животных и всех участков миокардиальной ткани.

Инотропный эффект при одних только вариациях интервала между раздражающими стимулами может выражаться в двух-, трехкратном приросте силы сердечных со­кращений. Управление силой сердечных сокращений через изменение интервала является важнейшим фактором саморегуляции клеток миокарда. Хроноинотропия — один из важнейших клеточных саморегуляторных механизмов, обеспечивающих адаптацию сердеч­ной мьшщы к различного вида нагрузкам.

Результаты электрофизиологических исследований биоэлектрической активности гладкомышечных клеток кровеносных сосудов различного функционального назначения показали, что величины их сократительных реакций также регулируются в основном частотой потенциалов действия.

Схематически механизм развития лестницы Боудича выглядет следующим образом:

1. Укорочение диастолы

2. Увеличение в саркоплазме Ca²⁺

3. Увеличение силы сокращения.

Ритмонезависимая гомеометрическая регуляция деятельности сердца (феномен Анрепа)

В ка­честве теста на гомеометрическую регуляцию используют также пробу Анрепа — резкое увеличение сопротивления выбросу крови из левого желудочка в аорту. Это приводит к увеличению в опре­деленных границах силы сокращений миокарда. При проведении пробы выделяют две фазы:

При увеличении сопротивления выбросу крови растет КДО и увеличение силы сокращений реализуется по гетерометрическому механизму.

КДО объем стабилизируется и возрастание силы сокращений определяется гомеометрическим мханизмом.

Рис. 711090717. Механизм гомеометрической ритмонезависимой регуляции работы сердца. Объяснение в тексте.

Первая фаза – стабилизация КДО по механизму Франка-Старлинга.

Увеличение КДО на часть УО предудущего сокращения - УО′. Итак, если изначально КДО = КСО + УО, то при нагрузке сопротивлением КДО′ = КСО + УО + УО′.  

Волокна миокарда растягиваются на большую длину увеличение напряжения, развиваемое сердечной мышцей.

При сокращении миокарда с бóльшей силой, чем при предшествующем сокращении выбрасывается УО′′ бóльший предыдущего.

Вторая фаза – мобилизация инотропных факторов, нормализация УО, КДО при высоком выходном сопротивлении.

Безусловно, при гомеометрической регуляции выполняется большая работа (W), поскольку увеличивается давление (P) против которого перемещается объёма (Q) крови. W = Q P.