Frank-Starlingův princip
Frank-Starlingův princip je příkladem heterometrické regulací srdce. Heterometrická znamená, že se mění délka svalových vláken v závislosti na naplnění srdce krví. Čím větší je náplň, tím větší je stah srdce. Proč? Aby nezůstávala v srdci krev, která je nadbytečná. Kdyby tomu tak bylo, mohla by se teoreticky v srdci hromadit a došlo by k jeho dilataci. Ale to je jiné téma.
Obvykle má sarkomera nějakou velikost, která se často uvádí jako 2 mikrometry. Zůstaneme tedy u toho. Řekněme, že je to výchozí délka svalu. Aktin a myozin se částečně překrývají a v těchto místech se tedy netvoří příčné můstky. Srdce dělá kontrakci, které však nevěnuje maximální sílu. Má ještě rezervu a jede tak na pohodičku.
Když je v srdci více tekutiny, svalové buňky srdce se protáhnou tak, že se aktin s myozinem ani nepřekrývají a ani od sebe nejsou příliš vzdáleny. Tudíž jsou volná všechna místa na napojení aktinu s myozinem. Buňky tvoří optimální počet příčných můstků a stah srdce je nejsilnější. „Optimální“ chápejte v tom smyslu, že se tvoří nejvíce příčných můstků.
Je to jediný důvod, proč se zde mění síla stahu? Ne! Ještě měj na paměti toto… Když se protáhne sarkomera do délky, vápníku je umožněn průchod mezi svalovými vlákny. Tím pádem dojde ke zvýšení schopnosti troponinu C vázat právě tento vápník. To zajistí větší sílu kontrakce (stahu srdce).
Co když je v srdci tekutiny až moc?
Svalová vlákna jsou natažená tak moc, že jsou od sebe aktin a myozin vzdálené. Tedy v rámci sarkomery. Nejsou schopny mezi sebou tvořit příčné můstky, protože jsou od sebe tak daleko, že na sebe ani nedosáhnou. Stah srdce tím oslabuje a nebude tak silný. To bývá například u přílišné námahy.
Bowditchův efekt
Bowditchův efekt je opakem Starlinga, a je tedy regulací homeometrickou, při které se nemění délka svalových vláken. Svalová kontrakce je tedy závislá na srdeční frekvenci.
Jak to funguje?
Při svalové kontrakci se do buňky dostává vápník a hraje zde důležitou roli až do konce svalové kontrakce. Po ní je následně odčerpán pryč. Když je srdeční frekvence příliš velká (rychlá), vápník se z buňky nestíhá odčerpávat a akumuluje se v ní. Mezitím přichází další signál. Čím větší je frekvence, tím větší bude svalová kontrakce, za kterou zodpovídá právě vápník.
Na obrázku ale vidíme, že mezi jednotlivými schody je vždy jeden schod nižší – takový pokles.
Proč?
Když se změní srdeční frekvence, srdce se nedokáže přizpůsobit tak rychle. Proto jeden nebo dva stahy nejsou tak silné. Komory se dostatečně nenaplní a nevypumpuje se dostatečné množství krve do oběhu. Teprve potom se začne síla stahu zvedat.
Proč tyto reakce vůbec vznikly?
Uplatňují se totiž pořád a závisí pouze na tom, co zrovna děláte. Jestli jste si stoupli, lehli nebo se rozběhli na tramvaj. To vše hraje roli. A bylo by strašně nepraktické, kdyby takové prkotiny musely řešit reflexy. Trvalo by to dlouho. Bylo by to tak zdlouhavé, jako vystát frontu na poště. Než by stihli zareagovat, bylo by vše zase jinak. Proto bylo chytrým řešením předat toto břímě autoregulaci.
