Frank-Starling-Mechanismus

Der Frank-Starling-Mechanismus beschreibt den Zusammenhang zwischen Füllung und Auswurfleistung des Herzens. Er wurde von den PhysiologenOtto Frank and Ernest Starlingam isolierten Herzen und später am Herz-Lungen-Präparat beschrieben. Der entscheidende Faktor hierbei ist die Vordehnung der Muskelfasern des Herzens, welche vom Füllungsdruck in der Herzkammer abhängt.

Das bedeutet, nachdem es zu einer Kontraktion der Herzmuskulatur, also zum Blutausstoss gekommen ist und sich die Herzmuskulatur für einen kurzen Moment wieder entspannt, bleibt in jeder Muskelfasereine gewisse Restdehnung. Bei erhöhter Herztätigkeit steigt das Volumen in der Herzkammer (z. B. bei körperlicher Anstrengung; hierbei wird mehr Sauerstoff benötigt, d. h. Steigerung der Pumpleistung und Kontrakionskraft des Herzens) und die Restdehnung der Muskelfasern ist erhöht. Durch diese erhöhte Dehnung steigt auf Grund der physiologischen Eigenschaften der Muskulatur die Kontraktionskraft. So entsteht eine positive Rückkopplung, welche neben der Vagus- und Sympathikuserregung(welche bei erhöhter Herztätigkeit den grösseren Anteil der Regulation übernehmen) zur Regulation der Herztätigkeit dient (Vagus und Sympathikus sind Teil des vegetativen Nervensystemsund beeinflussen das Herz entweder durch elektrische Impulse oder die Neurotransmitter Adrenalin oder Noradrenalin).

Der weitaus bedeutendere Anteil an der Regulation der Herztätigkeit ist beim Frank-Starling-Mechanismus das Ausmaß der Herzkammerfüllung und somit der Füllungsdruck. Nicht nur durch erhöhte körperliche Tätigkeit ändert sich das Volumen, sondern auch die Änderung der Körperlage. Beispiel hierfür ist der Übergang vom Liegen zum Stehen. Im Liegen ist das Blut im Körper relativ gleichmässig verteilt. Steht man aber auf, sackt das Blut durch die Schwerkraft nach unten und es entsteht eine Druckveränderung in den Venen (Venentransportieren das Blut zum Herzen) und Arterien (Arterienleiten das Blut vom Herzen in den Körper). Das heißt, das vom Kopf abwärts fließende venöse Blut staut sich am Eingangsbereich des Herzens. Öffnet sich die Klappe zum Vorhof, schießt das Blut mit erhöhtem Druck hinein und steigert somit das Volumen. Weiter schießt das Blut in die erste Herzkammer und erhöht auch dort das Volumen. Das arterielle Blut hingegen sackt vom Herzen in den unteren Bereich und es entsteht ein Unterdruck in der Aorta. Dadurch wird die Herzkammer beim Öffnen der Aortenklappe ?lehrgesaugt?. Es lässt sich also folgendes daraus schließen: ändert sich das Volumen in den Herzkammern, ändert sich auch der Füllungsdruck und letztlich auch die Vordehnung der Herzmuskelfasern. Der Grad der Vordehnung ist ausschlaggebend für die Empfindlichkeit für Ca++ (Calcium), welche über TroponinC reagiert (siehe hierzu Muskelphysiologie).

Der Frank-Starling-Mechanismus beschreibt nichts anderes als das Prinzip einer einfachen Wasserpumpe. Um Druckveränderungen in den Schläuchen und somit auch in der Pumpe (Druckveränderungen im Sinne eines Überwindens einer Steigung) ausgleichen zu können, um den Ausfluss konstant zu halten, muss die Pumpkraft bzw. die Leistung erhöht werden. Genau nach diesem Prinzip arbeitet auch die menschliche Pumpe. Dieser Mechanismus ist eine Reaktion auf Veränderungen der Druckverhältnisse um eine konstante Versorgung zu garantieren.en:Frank-Starling law of the heart

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