Klinische Bedeutung
Der Frank-Starling-Mechanismus spielt eine Rolle bei der Kompensation von systolischer Herzinsuffizienz und puffert den Abfall Herzzeitvolumen zur Aufrechterhaltung eines ausreichenden Blutdrucks zur Perfusion der lebenswichtigen Organe. Eine Herzinsuffizienz, die durch die beeinträchtigte kontraktile Funktion des linken Ventrikels verursacht wird, führt zu einer Verschiebung der linksventrikulären Leistungskurve nach unten. Bei jeder Vorspannung wird das Schlagvolumen im Vergleich zum Normalzustand verringert. Dieses reduzierte Schlagvolumen führt zu einer unvollständigen linksventrikulären Entleerung. Folglich ist das Blutvolumen, das sich während der Diastole im linken Ventrikel ansammelt, größer als normal. Das verstärkte Restvolumen erhöht die Dehnung der Myokardfasern und induziert bei der nächsten Kontraktion über den Frank-Starling-Mechanismus ein größeres Schlagvolumen. Dies ermöglicht eine bessere Entleerung des vergrößerten linken Ventrikels und bewahrt das Herzzeitvolumen.
Die Vorteile des Frank Starling-Mechanismus bei der Kompensation von systolischer Herzinsuffizienz sind begrenzt. Bei schwerer Herzinsuffizienz mit größerer Fehlfunktion der Herzkontraktilität kann die ventrikuläre Leistungskurve bei höheren diastolischen Volumina nahezu flach sein, wodurch das erhöhte Herzzeitvolumen mit zunehmender Kammerfüllung verringert wird. Unter diesen Umständen kann eine starke Erhöhung des EDV und des linksventrikulären EDP zu einer Lungenstauung führen.
er Frank-Starling-Mechanismus spielt auch bei Patienten mit dilatativer Kardiomyopathie eine kompensatorische Rolle. Bei der dilatativen Kardiomyopathie kommt es häufig zu einer Dilatation sowohl des rechten als auch des linken Ventrikels mit verminderter kontraktiler Funktion. Da eine beeinträchtigte Kontraktilität der Myozyten zu einer Depression des ventrikulären Schlagvolumens und des Herzzeitvolumens führt, hat der Frank-Starling-Mechanismus kompensatorische Wirkungen. Wenn das erhöhte ventrikuläre diastolische Volumen die Dehnung der Myokardfasern erhöht, kommt es zu einer anschließenden Erhöhung des Schlagvolumens. Neben dem Frank-Starling-Mechanismus kompensiert die durch das sympathische Nervensystem vermittelte neurohormonale Aktivierung auch die erweiterte Kardiomyopathie durch Erhöhung der Herzfrequenz und Kontraktilität und hilft, das verringerte Herzzeitvolumen zu puffern. Diese Kompensationsmechanismen können in den frühen Stadien der ventrikulären Dysfunktion zu einem Mangel an Symptomen führen. Mit fortschreitender Myozyten-Degeneration und Volumenüberlastung entwickeln sich klinische Symptome einer systolischen Herzinsuffizienz. Bei Patienten mit eingeschränktem myokardialem systolischem Versagen werden Inotropika verwendet, um die Kraft der ventrikulären Kontraktion zu erhöhen. Pharmakologische Inotropika umfassen Herzglykoside wie Digitalis; sympathomimetische Amine wie Dopamin und Adrenalin; und Phosphodiesterase-3-Inhibitoren wie Milrinon. Sie alle arbeiten durch verschiedene Mechanismen, um die Herzkontraktion zu verbessern, indem sie die intrazelluläre Calciumkonzentration erhöhen und die Interaktion zwischen Aktin und Myosin verbessern. Dies hat den hämodynamischen Effekt, dass eine Kurve der depressiven ventrikulären Leistung (Frank-Starling) nach oben in Richtung Normal verschoben wird, so dass bei einer gegebenen Vorspannung (linksventrikuläre EDV) das Schlagvolumen und das Herzzeitvolumen erhöht werden.
Bei fortschreitendem Verlust der ventrikulären Kontraktilität übertrifft eine erhöhte Vorspannung (Druck) im linken Ventrikel die hydrostatischen Kräfte des Lungenvenensystems, was zu einer Lungenstauung führt. Bei einem Patienten mit systolischer Herzinsuffizienz mit verringerter Ejektionsfraktion und daraus resultierender Lungenstauung verringert die Behandlung mit einem Diuretikum wie Furosemid oder Hydrochlorothiazid oder einem reinen venösen Vasodilatator wie Nitraten die Vorspannung ohne große Änderung des Schlagvolumens. Dies liegt daran, dass die Frank-Starling-Kurve bei höheren Vorspannungsniveaus bei einem Patienten, dessen Kurve aufgrund einer systolischen kontraktilen Dysfunktion nach unten verschoben ist, nahezu horizontal ist. Eine übermäßige Diurese oder venöse Vasodilatation kann jedoch zu einem unerwünschten Abfall des Schlagvolumens führen, was zu einer Hypotonie führt.
ichtungs Eine arteriolare Vasodilatationstherapie wie Hydralazin ist auch bei der Behandlung von systolischer Herzinsuffizienz mit Lungenstauung von Nutzen. Arteriolare Vasodilatatoren führen zu einer Verringerung der Nachlast, was eine Erhöhung des Schlagvolumens ermöglicht. Die verbesserte linksventrikuläre Entleerung führt zu einer verringerten Vorlast und einer Verbesserung der Lungensymptome. Die Kombination der Behandlung mit einem Vasodilatator und einem positiven Inotropikum bietet den potenziellen zusätzlichen Vorteil, dass das Schlagvolumen stärker zunimmt als bei einer Monotherapie. Selbst bei einer Kombinationstherapie mit einem Vasodilatator und einem Inotropikum verbessert sich die Frank-Starling-Kurve nicht auf das Leistungsniveau eines normalen Ventrikels.