Cơ chế tự điều hòa bơm máu của tim: cơ chế frank starling

Một người ở trạng thái nghỉ, tim chỉ bơm khoảng 4-6 lít máu mỗi phút. Khi gắng sức, tim có thể phải bơm máu gấp 4 - 7 lần bình thường. Điều này là do thể tích bơm máu của tim được điều hòa bởi (1) sự điều hòa bên trong tim để đáp ứng sự thay đổi thể tích của dòng máu vào tim và (2) điều hòa tần số và  sức co của tim nhờ hệ thống thần kinh tự động.

Tìm hiểu với các điều kiện khác nhau, lượng máu tim bơm đi mỗi phút thông thường được xác định hầu hết qua tốc độn dòng máu qua tim từ tĩnh mạch, đó là các tĩnh mạch trở về. Mỗi mô ngoại vi của cơ thể tự điều hòa dòng máu tại chô, và mọi dòng máu ở các mô kết hợp và trở về qua đường tĩnh mạch để đổ vào tâm nhĩ.

Khả năng tự điều hòa của tim để thích nghĩ với sự tăng thể tích dòng máu đổ vào được gọi là cơ chế Frank-Starling của tim, để ghi nhận công lao của Otto Frank và Ernest Dtarling, hai nhà sinh lý học vĩ đại của thế kỷ trước. Về cơ bản, cơ chế FrankStarling được hiểu là rất nhiều cơ tim bị kéo giãn trong thì làm đầy, năng lượng rất lớn của sự co cơ và lượng máu rất lớn được bơm vào động mạch chủ. Hay nói theo cách khác: trong giới hạn sinh lý, tim bớm toàn bộ máu trở lại chính nó nhờ đường tĩnh mạch.

Khi thêm vào một lượng máu đổ vào tâm thất, cơ tim bị kéo giãn dài ra. Sự kéo giãn lần lượt làm cho cơ co lại với sức co tăng lên do các sợi actin và myosin được đưa đến rất gần đến vị trí tối ưu cho sự hình thành sức mạnh. Do vậy, tâm thất tự động bơm thêm một lượng máu vào động mạch bởi sức bơm tăng lên.

Khả năng giãn dài của cơ, đạt tới một sức mạnh tối ưu để co lại với công của cơ tăng lên là đặc điểm của mọi cơ vân, và không phải là đặc điểm của riêng cơ tim.

Ngoài ra tác động quan trọng của cơ tim bị kẽo giãn, vẫn là yếu tó tăng lực bơm của tim khi thể tích tăng lên Sự kéo giãn của vách nhĩ phải trực tiếp làm tăng tần số tim thêm 10-20%, điều này cũng giúp tăng lượng máu được bơm đi mỗi phút, dù nó đóng góp rất ít so bới cơ chế Frank-Starling.