Hukum Frank-Starling adalah dalil yang menunjukkan bahwa jantung memiliki kemampuan untuk memvariasikan kekuatan kontraksi - dan akibatnya, volume kontraksi - sebagai respons terhadap perubahan volume aliran darah (aliran balik vena).
Hukum Frank-Starling dapat dijelaskan secara sederhana: semakin jantung diregangkan (peningkatan volume darah), semakin besar kekuatan kontraksi ventrikel posterior.
Akibatnya, semakin besar jumlah darah yang dikeluarkan melalui katup aorta dan paru.
Asal muasal hukum
Nama hukum ini mengacu pada dua ahli fisiologi perintis hebat dalam studi jantung.
Seorang ilmuwan Jerman bernama Frank dan seorang ilmuwan Inggris bernama Starling, masing-masing mempelajari hati hewan yang berbeda.
Masing-masing mengamati bahwa jantung yang sehat tidak mengeluarkan setiap tetes darah terakhir dari ventrikel saat mereka berkontraksi, melainkan sisa darah yang tersisa di ventrikel, yang dikenal sebagai volume stroke akhir.
Mereka mencatat bahwa peningkatan volume diastolik, atau preload, menghasilkan peningkatan stroke volume dan pengeluaran lebih banyak darah dari jantung dengan setiap detak jantung.
Seiring waktu, teori ini menjadi populer dalam fisiologi jantung dan sekarang dikenal sebagai hukum jantung Frank-Starling.
Curah jantung
Volume darah yang dipompa oleh jantung per menit dikenal sebagai curah jantung dan merupakan faktor yang bervariasi tergantung pada kebutuhan tubuh.
Output jantung dapat dihitung dengan mengalikan jumlah detak per menit (detak jantung) dengan volume darah yang keluar dari jantung dengan setiap detak (volume stroke).
Curah jantung adalah variabel yang memungkinkan untuk mengukur penyesuaian jantung dalam kaitannya dengan tuntutan fisik dan emosional yang diderita tubuh.
Pengaturan preload dan stroke volume
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi jumlah darah yang dipompa setiap kali detak jantung, yang dikenal dengan stroke volume.
Selama fase istirahat jantung, yang dikenal sebagai diastol, ventrikel jantung terisi darah secara pasif.
Kemudian, pada akhir diastol, atrium berkontraksi, mengisi lebih banyak ventrikel.
Volume darah di ventrikel di ujung diastol disebut volume diastolik akhir.
Peningkatan volume akhir diastolik kemudian menghasilkan lebih banyak peregangan ventrikel karena ada lebih banyak darah di sana.
Ketika ventrikel meregang lebih jauh, ia berkontraksi lebih kuat, seperti karet gelang.
Cara yang baik untuk membayangkan volume diastolik akhir adalah dengan menganggapnya sebagai jumlah darah yang "diisi" di ventrikel sebelum kontraksi. Karena alasan ini, volume diastolik terakhir disebut preload.
Afterload
Pengaruh penting lainnya dari volume langkah akhir adalah tekanan di arteri yang keluar dari jantung.
Jika ada tekanan tinggi di arteri, jantung akan kesulitan memompa darah.
Tekanan darah ini, yang mewakili resistensi yang harus diatasi oleh ventrikel untuk mengeluarkan darah, disebut afterload.
Referensi
- Hale, T. (2004) Latihan Fisiologi: Pendekatan Tematik (1st ed.). Wiley.
- Iaizzo, P. (2005). Handbook of Cardiac Anatomy, Physiology and Devices (edisi ke-1st). Humana Press.
- Shiels, HA, & White, E. (2008). Mekanisme Frank-Starling pada miosit jantung vertebrata. Jurnal Biologi Eksperimental, 211 (13), 2005-2013.
- Stouffer, G., Klein, J. & McLaughlin, D. (2017). Cardiovascular Hemodynamics for the Clinician (edisi ke-2nd). Wiley-Blackwell.
- Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Principles of Anatomy and Physiology (edisi ke-13). John Wiley & Sons Inc.