Kalp Kasında Uzunluk - Gerim ilişkisi Prank- Starling Yasası

Kalpte kas liflerinin uzunluğu uygulanan gerinıle (ing. preIoad) diyastol sonu (ing. end diastolic) hacimle orantılıdır. Kalp kasindaki bu uzunluk-gerim ilişkisine Frank-Starling yasası denir. Buna göre, kalbin kontraksiyon enerjisi kas liflerinin uzunluğuna bağlı olarak değişir. Kalbin diyastol sonu hacmi arttıkça, ventriküldeki gerim de arttığı için kasılma gücü yükselecektir. Böylece sarkomerlerin boyunun değişmesiyle ortaya çıkan düzenlemeye heterometrik regülasyon denmektedir.

İskelet kasında olduğu gibi kalp kasında da sarkomerlerin boyu yaklaşık 2.2 p'm iken kasılma gücünün en büyük olduğu, bunun altında ya da üstündeki uzunluklarda bu gücün azaldığı bilinmektedir. Bu uzunluktan daha fazla gerilen sarkomerlerde çapraz köprülerin sayı-sı azalacağından aktif kasılma gücü düşer. Sarkomer boyu 3.5 p'm olduğu zaman aktif filamentleri çapraz köprü yapamıyacağından kasılma da olmaz. Kalp kasında ventriküllerdeki diyastolik basınç 12 mmHg oldugu zaman sarkomerlerin boyu 2.2 p'm kadar oldıuğundan maksimum kasılma için 12 mmHg lık basınç üst sınır olarak kabul edilir.

Kalbe gelen kan miktarı arttığı zaman, yalnız heterometrik regülasyonla kalbin kontraksiyon kuvveti artmaz. Aynı zamanda kalbe yüklenen fazla iş nedeniyle 0-30 saniye içinde kalbin metabolizması da artar. Böylece kas liflerinin boyu ile ilgili olmıyan bu düzenlemeye homeometrik regülasyon denir. Bu ikinci mekanizmada rol oynı-yan potasyum ve kalsiyum iyonlarının etkileri ileride incelenecektir.

Klinik Bilgi

Mc Michael insanda kalp yetersizlikleri belirtilerinin Starling deneylerindeki sonuçlarla açıklanabileceğine dikkati çekti. Gerçekten kalbin dolma basıncı (sağ atriyum basıncı) artarken kalbin dakika hacmi de belirli bir dereceye kadar çoğalır. Ancak bu basıncın aşırı yükselmesi dakika hacmini küçülterek, kalp yetersizliğine neden olur.

Kalp yetersizliğinin başlangıcında, dakika hacmindeki düşme az olduğundan önemli bir belirti vermezse de, kalp, egzersiz sırasında dokuların gereksinimini karşılayacak kanı sevkedemez. Daha ileri yetersizliklerde, dakika hacmi istirahatte de yetersiz kalır.