Klinisk signifikans
Frank-Starling-mekanismen spiller en rolle i kompensasjonen av systolisk hjertesvikt, som støtter høsten i hjerteutgang for å bevare tilstrekkelig blodtrykk for å perfusere de vitale organene. Hjertesvikt forårsaket av nedsatt kontraktile funksjon av venstre ventrikkel forårsaker en nedadgående forskyvning av ytre kurve for venstre ventrikkel. Ved en hvilken som helst forhåndsbelastning reduseres slagvolumet sammenlignet med normalt. Dette reduserte slagvolumet fører til ufullstendig tømming av venstre ventrikkel. Følgelig er blodvolumet som akkumuleres i venstre ventrikkel under diastolen større enn normalt. Det forsterkede restvolumet øker strekningen av hjertefibrene og induserer et større slagvolum med neste sammentrekning, via Frank-Starling-mekanismen. Dette muliggjør bedre tømming av den forstørrede venstre ventrikkel og bevarer hjertevolum.
Fordelene med Frank Starling-mekanismen i kompensasjon av systolisk hjertesvikt er begrenset. Ved alvorlig hjertesvikt med større funksjonsfeil i hjertets kontraktilitet, kan ventrikulære ytelseskurver være nesten flate ved høyere diastoliske volumer, og redusere den økte hjertevolumet med økning i kammerfylling. Under denne omstendigheten kan en alvorlig forhøyning ved EDV og venstre ventrikkel EDP resultere i lungetetthet.
Frank-Starling-mekanismen spiller også en kompenserende rolle hos pasienter med utvidet kardiomyopati. Ved utvidet kardiomyopati er det ofte utvidelse av både høyre og venstre ventrikkel med nedsatt kontraktil funksjon. Da svekket myocyt-kontraktilitet resulterer i depresjon av ventrikulært slagvolum og hjerteutgang, har Frank-Starling-mekanismen kompenserende effekter. Da det forhøyede ventrikkel diastoliske volumet øker strekningen på hjertefibrene, vil det være en påfølgende økning i slagvolum. Sammen med Frank-Starling-mekanismen kompenserer også neurohormonal aktivering formidlet av det sympatiske nervesystemet for utvidet kardiomyopati ved å øke hjertefrekvensen og kontraktiliteten, noe som hjelper til med å buffer den reduserte hjerteutgangen. Disse kompenserende mekanismene kan føre til mangel på symptomer i de tidlige stadiene av ventrikulær dysfunksjon. Med progressiv myocytdegenerasjon og volumoverbelastning vil kliniske symptomer på systolisk hjertesvikt utvikle seg.
Hos pasienter med nedsatt myocardial systolisk svikt brukes inotrope medikamenter for å øke kraften til ventrikulær sammentrekning. Farmakologiske inotrope midler inkluderer kardiale glykosider, slik som digitalis; sympatomimetiske aminer som dopamin og adrenalin; og fosfodiesterase-3-hemmere, slik som milrinon. De jobber alle gjennom forskjellige mekanismer for å forbedre hjertesammentrekning ved å øke den intracellulære kalsiumkonsentrasjonen, forbedre aktin og myosin interaksjon. Dette vil ha den hemodynamiske effekten av å forskyve en deprimert ventrikulær ytelse (Frank-Starling) -kurve i en oppadgående retning mot normal, slik at ved en gitt forhåndsbelastning (venstre ventrikulær EDP) økes slagvolumet og hjertevolumet.
Med progressivt tap av ventrikulær kontraktilitet, vil økt forbelastning (trykk) i venstre ventrikkel overgå de hydrostatiske kreftene i lungevene-systemet, noe som resulterer i lungetetthet. Hos en pasient som lider av systolisk hjertesvikt med redusert utkastningsfraksjon og resulterende lungetetthet, reduserer behandling med et vanndrivende middel, slik som furosemid eller hydroklortiazid, eller en ren venøs vasodilator, slik som nitrater, forspenningen uten mye endring i slagvolum. Dette er fordi Frank-Starling-kurven er nesten horisontal ved høyere nivåer av forhåndsbelastning hos en pasient hvis kurve er forskjøvet nedover på grunn av systolisk kontraktil dysfunksjon. Imidlertid kan overdreven diurese eller venøs vasodilatasjon føre til et uønsket fall i slagvolum, noe som resulterer i hypotensjon.
Arteriolar vasodilatasjonsterapi, som hydralazin, har også verdi når man behandler systolisk hjertesvikt med lungetetthet. Arteriolar vasodilatatorer resulterer i en reduksjon i etterbelastning, noe som muliggjør en økning i slagvolum. Den forbedrede tømmingen av venstre ventrikkel resulterer i redusert forbelastning og forbedring av lungesymptomer. Det er den potensielle ekstra fordelen ved å kombinere behandling med en vasodilator og et positivt inotrop middel, noe som muliggjør en større økning i slagvolum enn det man ville sett med monoterapi. Selv med kombinasjonsbehandling med vasodilator og inotrop middel, vil ikke Frank-Starling-kurven forbedre seg til ytelsesnivået til en normal ventrikkel.