Frank-Starling-Mechanismus

nach dem deutschen Physiologen Otto Frank (1865-1944) und dem britischen Physiologen Ernest Henry Starling (1866-1927)
wegen der Beteiligung des deutschen Internisten und Physiologen Hermann Straub (1882-1938) manchmal auch "Frank-Straub-Starling-Mechanismus" genannt
Englisch: Starling's law of the heart, Frank-Starling law, Frank-Starling principle

Definition

Der Frank-Starling-Mechanismus beschreibt die Zusammenhänge zwischen der Füllung und der Auswurfleistung des Herzens. Durch ihn wird die Tätigkeit des Herzens an kurzfristige Schwankungen von Druck und Volumen angepasst, so dass beide Herzkammern dasselbe Schlagvolumen auswerfen.

Preload

Erhöht sich die Vorlast, d.h. kommt es zu einem erhöhten enddiastolischen Füllungsvolumen des Ventrikels, verschiebt sich der Bezugspunkt auf der Ruhedehnungskurve nach rechts. Dies bewirkt eine Verschiebung der Kurve der Unterstützungsmaxima nach rechts, da durch die erhöhte Füllung größere isovolumetrische und isobare Maxima erreicht werden können. Das ausgeworfene Schlagvolumen ist vergrößert, wobei das endsystolische Volumen nur geringfügig ansteigt. Bei einer erhöhten Vorlast ist die Druck-Volumenarbeit des Herzens erhöht.

Afterload

Kommt es zu einer erhöhten Nachlast, d.h. einem erhöhten Auswurfwiderstand, der abhängig vom mittleren Aortendruck ist, muss während der Anspannungsphase ein höherer Druck bis zur Öffnung der Taschenklappen erreicht werden. Durch die erhöhte Kontraktionskraft wird das Schlagvolumen verringert und dementsprechend das endsystolische Volumen und folglich auch das enddiastolische Volumen erhöht. In der folgenden Kontraktion erhöht sich daher die Vorlast, die durch den oben beschriebenen Vorgang gegenreguliert wird.

Zelluläre Mechanismen

Der positiv inotrope Effekt der Dehnung des Herzmuskels entsteht auf der Zellebene durch die Sensitivierung der Myofilamente infolge der Dehnung.