hace más de un siglo, dos fisiólogos, Otto Frank y Ernest Starling descubrieron que a medida que el corazón se llena de más sangre durante la diástole, se contrae más y bombea más sangre durante la sístole. Así que se les ocurrió la Ley Frank Starling para explicar esta relación.
para entender esta relación, vamos a hacer zoom en la pared de los ventrículos. La mayor parte de estas paredes se compone de células cortas y ramificadas del músculo cardíaco agrupadas una al lado de la otra., Acercándonos más, si miramos dentro de las células musculares, vemos haces de miofibrillas, o largas cadenas de sarcómeros. El sarcómero es la estructura más pequeña en el músculo que es capaz de contraerse por lo que se considera la unidad contráctil básica del músculo. El sarcómero tiene dos discos Z que forman su límite y una línea M en el medio. Unidos al disco Z hay filamentos delgados hechos de proteína de actina. Estos filamentos de actina tienen polaridad estructural, lo que significa que ambos extremos del filamento se ven diferentes., Podemos pensar en ello como una flecha con el extremo puntiagudo siendo el «extremo negativo», apuntando hacia la línea M, y el extremo de la cola siendo el «extremo positivo», unido al disco Z. Al igual que una flecha, el filamento de actina solo puede moverse en una dirección: la dirección en la que está apuntado. Unidos a la línea M están los filamentos de miosina que son paquetes gruesos de proteínas de miosina con dos cabezas globulares. Durante una contracción muscular, las cabezas de la miosina se aferran a los filamentos de actina y los tiran hacia la línea M que Acerca los dos discos Z entre sí.,
En general, la cantidad de tensión desarrollada, o la fuerza de contracción muscular durante la sístole, depende del número de cabezas de miosina que se unen a la actina. Y este número depende directamente de la longitud de la sección superpuesta entre los filamentos de actina y miosina. La longitud de la sección superpuesta depende de la longitud total del sarcómero. Y la longitud del sarcómero depende de cuánta sangre llene el ventrículo durante la diástole, porque eso afecta cómo se estira la pared muscular en general y cada sarcómero dentro de ella termina siendo., Esta relación se conoce como la relación longitud-tensión cardiaca y puede ser mostrada por este gráfico, con la longitud del sarcómero o el volumen diastólico final ventricular en el eje x y la tensión o presión desarrollada dentro del ventrículo, durante su contracción, o sístole, en el eje Y.
así que imaginemos que los ventrículos están en su mayoría vacíos, casi sin sangre en ellos. Esto significaría que no hay nada que estire los músculos de la pared ventricular, así que la longitud de los sarcómeros es muy corta., En esta longitud, los dos discos Z se tiran cerca de cada uno y no hay mucho espacio para una mayor contracción. Además, los filamentos de actina de cada lado del sarcómero cruzan la línea M y se superponen. Dado que la actina solo se puede tirar en una dirección – hacia la línea media, la miosina tiene que unir y tirar del filamento de actina con la polaridad estructural correcta: la que apunta en la misma dirección que la miosina tira. Por lo tanto, cuando los filamentos de actina se superponen, la miosina no se une a su propio filamento de actina por el filamento de actina del otro lado con la polaridad incorrecta., Como resultado, se hacen muy pocas uniones de miosina-actina y las células pueden contraerse solo muy débilmente durante la sístole. En el gráfico, podemos ver cerca del punto de origen, la corta longitud de las fibras miocárdicas corresponde a una baja fuerza contráctil.
a medida que los ventrículos se llenan con más sangre que regresa a través de las venas, sus paredes se estiran cada vez más y eso también estira cada sarcómero en las células musculares., Esto significa que hay más espacio y no hay superposición de actina, lo que permite que más cabezas de miosina interactúen adecuadamente con la actina y, como resultado, creen más fuerza o tensión durante la contracción. Mirando el gráfico, esto haría que nuestra curva se mueva constantemente hacia arriba con una fuerza creciente a medida que aumenta el volumen. Este estiramiento puede continuar hasta que exceda un punto máximo, después de lo cual las cosas comienzan a estirarse demasiado. Esto significa que los discos Z están tan separados entre sí que solo hay poca superposición entre los filamentos de actina y miosina y la actina queda fuera del alcance de la miosina., Como resultado, hay un número disminuido de cabezas de miosina que logran unirse a la actina y tirarla hacia la línea M. Esto conduce a una disminución de la fuerza de contracción, por lo que la curva comienza a caer de nuevo.