Mécanisme Frank Starling

Du Mécanisme Frank Starling est la régulation autonome de l'éjection interne et de la capacité de remplissage du cœur, qui compense les fluctuations à court terme de la pression et du volume. La régulation vitale joue un rôle notamment lors du changement de position du corps. Le mécanisme ne peut plus compenser les changements de pression plus importants.

Qu'est-ce que le mécanisme Frank Starling?

Le circuit de contrôle autonome du cœur régule la capacité d'éjection et de remplissage de l'organe vital. La régulation adapte le débit cardiaque aux changements de pression et de volume à court terme et permet aux deux cavités du cœur d'éjecter le même volume systolique. Cette boucle de contrôle est appelée le mécanisme de Frank Starling.

Le mécanisme porte le nom du physiologiste allemand Otto Frank et du physiologiste britannique Ernest Henry Starling, qui ont décrit pour la première fois la boucle de contrôle au début du XXe siècle sur le cœur isolé et plus tard également sur la préparation cœur-poumon. Le physiologiste allemand Hermann Straub a également participé à la première description. Pour cette raison, la boucle de contrôle est parfois appelée Mécanisme de Frank Straub Starling désigné.

Le mécanisme est l'une des nombreuses régulations vitales de l'organisme humain. Les caractéristiques de base du mécanisme de Frank Starling décrivent le volume de sang qui traverse le cœur pendant la diastole et la systole. Plus le volume qui s'écoule pendant la diastole est petit, plus le volume de sang éjecté pendant la systole est petit.

Fonction et tâche

Le mécanisme Frank Starling se compose d'une précharge et d'une postcharge. Lorsque les oreillettes se remplissent, on parle de précharge. Avec une précharge accrue, les cavités cardiaques se remplissent également de plus en plus. Avec une fréquence cardiaque constante, le volume systolique du cœur augmente. Le volume de fin de systolique n'augmente que légèrement.

Lorsque la précharge est augmentée, il y a une augmentation du travail pression-volume dans le cœur. Ce principe correspond à la précharge du mécanisme Frank Starling. Cette précharge est suivie d'une post-charge. La sortie de sang du cœur s'appelle la postcharge. Si l'écoulement du sang se produit contre une résistance accrue, la puissance de pompage du cœur augmente jusqu'à une pression plus élevée et de cette manière transporte la même quantité de sang qu'auparavant à la même fréquence cardiaque. Un ajustement progressif est en cours.

Vers la fin de la systole, une quantité particulièrement importante de sang reste dans les cavités cardiaques en raison de l'augmentation de la postcharge. Un remous se produit. Dans la diastole, cette contre-pression provoque un remplissage encore plus important. La force des cellules du muscle cardiaque dépend de la précharge et est basée sur sa précharge avant le début réel de la contraction. Plus l'étirement des sarcomères dans les cellules musculaires est important, plus il est important.

Parce que le volume dans le mécanisme de Frank-Starling augmente en fin de diastolique, les filaments de myosine et d'actine se chevauchent de manière optimale et passent d'une longueur de sarcomère de 1,9 µm à une longueur de sarcomère d'environ 2,2 µm. Avec un recouvrement optimal, la force maximale est comprise entre 2,2 et 2,6 µm. Si ces valeurs sont dépassées, la force maximale diminue. Le chevauchement optimal provoque une soi-disant sensibilisation au calcium dans les myofibrilles, ce qui rend l'appareil contractile plus réceptif au calcium. De cette manière, l'afflux conventionnel de calcium à un potentiel d'action provoque une réaction encore plus forte dans les myofibrilles.

Le volume sanguin de la précharge est soumis à certaines fluctuations en fonction de l'activité physique et de la position du corps. Le mécanisme Frank-Starling assure la fonction cardiaque et l'ajustement des volumes d'éjection individuels dans les parties droite et gauche du cœur. Si le volume change, par exemple lors d'un changement de position du corps, le mécanisme est particulièrement pertinent.

Les activités de la chambre sont automatiquement ajustées par la boucle de régulation aux fluctuations de pression et de volume et aux changements associés des pré et post-charges. Les deux cavités cardiaques pompent toujours le même volume de course.

Maladies et affections

Lorsque l'une des charges du mécanisme Frank Starling est déséquilibrée, l'autre fait de même. La précharge est appelée dans la pratique médicale le volume end-diastolique ou la pression end-diastolique, qui peuvent tous deux être mesurés. Dans les maladies cardiaques telles que l'insuffisance cardiaque systolique, il y a une augmentation du volume en fin de diastole. Cela augmente également la pression de remplissage. La précharge est donc augmentée. En conséquence, le liquide du système vasculaire s'accumule dans les tissus corporels. C'est ainsi que se forme un œdème comme un œdème pulmonaire. L'œdème pulmonaire peut provoquer un essoufflement, une respiration saccadée ou des expectorations mousseuses des poumons, par exemple.

Le mécanisme de Frank-Starling présente également de nombreux problèmes lorsque l'élasticité ventriculaire est réduite. Une diminution de l'élasticité des ventricules est présente, par exemple, dans l'insuffisance cardiaque diastolique. Plus le ventricule est rigide, plus le remplissage diastolique est mauvais. Cela conduit à un arriéré de sang dans les veines. Pour réduire la précharge, le médecin donne au patient des inhibiteurs de l'ECA ou des nitrates.

L'hypertension ou la sténose valvulaire peuvent tout aussi facilement augmenter la postcharge du cœur et ainsi causer des problèmes au sein du mécanisme de Frank-Starling. Les muscles ventriculaires peuvent hypertrophier en raison de l'augmentation de la charge nocturne et ainsi réduire la tension de la paroi.Une telle hypertrophie ventriculaire peut entraîner une insuffisance cardiaque. L'étirement des fibres musculaires ventriculaires leur donne une plus grande tension, et l'augmentation de l'étirement permet au sang d'être éjecté avec plus de force.

Si le mécanisme Frank Starling échoue, le cœur ne peut plus facilement gérer les fluctuations de pression quotidiennes et les fluctuations de volume. Le mécanisme peut compenser une pression légèrement accrue et une précharge légèrement accrue chez les personnes en bonne santé. Cependant, le mécanisme de régulation n'est pas non plus préparé pour des fluctuations de pression ou de charge plus importantes. Pour cette raison, des fluctuations plus importantes peuvent avoir des conséquences mortelles.