Mai mult de un secol în urmă, doi fiziologi, Otto Frank și Ernest Starling descoperit că pe măsură ce inima se umple cu mai mult sânge în timpul diastolei, se contracta mai greu și pompează mai mult sânge în timpul sistolei. Așa că au venit cu Legea lui Frank Starling pentru a explica această relație.pentru a înțelege această relație, să facem zoom în peretele ventriculilor. Cea mai mare parte a acestor pereți este alcătuită din celule musculare cardiace scurte, ramificate, ambalate una lângă cealaltă., Dacă ne uităm în interiorul celulelor musculare, vedem mănunchiuri de miofibrili sau lanțuri lungi de sarcomere. Sarcomere este cea mai mică structură din mușchi care este capabilă să se contracteze, astfel încât este considerată unitatea contractilă de bază a mușchiului. Sarcomere are două discuri Z care formează limita și o linie M în mijloc. Atașat la discul Z sunt filamente subțiri din proteină actină. Aceste filamente de actină au polaritate structurală, ceea ce înseamnă că ambele capete ale filamentului arată diferit., Ne putem gândi la ea ca la o săgeată cu capătul ascuțit fiind „capătul minus”, îndreptat spre linia M, iar capătul cozii fiind” capătul plus ” atașat discului Z. La fel ca o săgeată, filamentul de actină se poate mișca într-o singură direcție: direcția în care este îndreptat. La linia M sunt atașate filamentele de miozină care sunt mănunchiuri groase de proteine de miozină cu două capete globulare. În timpul unei contracții musculare, capetele de miozină se apucă de filamentele actinei și le trag spre linia M care apropie cele două discuri Z., în general, cantitatea de tensiune dezvoltată sau forța contracției musculare în timpul sistolului depinde de numărul de capete de miozină care se leagă de actină. Și acest număr depinde în mod direct de lungimea secțiunii suprapuse dintre filamentele de actină și miozină. Lungimea secțiunii suprapuse depinde de lungimea totală a sarcomerului. Iar lungimea sarcomerului depinde de cât de mult sânge umple ventriculul în timpul diastolului – pentru că afectează modul în care se întinde peretele muscular general și fiecare sarcomer în interiorul acestuia., Această relație este cunoscută sub numele de relația lungime-tensiune cardiacă și poate fi arătată prin acest grafic, cu lungimea sarcomerului sau volumul end – diastolic ventricular pe axa x și tensiunea sau presiunea dezvoltată în ventricul, în timpul contracției sau sistolei, pe axa Y.deci, să ne imaginăm că ventriculele sunt în mare parte goale, cu aproape nici un sânge în ele. Acest lucru ar însemna că nu există nimic care să întindă mușchii în peretele ventricular, astfel încât lungimea sarcomerelor este foarte scurtă., La această lungime, cele două discuri Z sunt trase aproape de fiecare și nu există prea mult loc pentru contracții ulterioare. Mai mult, filamentele de actină din fiecare parte a sarcomerului traversează linia M și se suprapun. Deoarece actina poate fi trasă doar într – o singură direcție-spre linia mediană, miozina trebuie să atașeze și să tragă filamentul actinei cu polaritatea structurală corectă: cea îndreptată în aceeași direcție cu cea a miozinei. Deci, atunci când filamentele de actină se suprapun, miozina este împiedicată să se lege de propriul filament de actină de către filamentul de actină din cealaltă parte cu polaritatea greșită., Ca urmare, foarte puține atașamente de miozină – actină sunt făcute și celulele se pot contracta doar foarte slab în timpul sistolului. Pe grafic, putem vedea în apropierea punctului de origine, lungimea scurtă a fibrelor miocardice corespunde unei forțe contractile scăzute.pe măsură ce ventriculele se umple cu mai mult sânge care se întoarce prin vene, pereții lor devin din ce în ce mai întinși și asta întinde fiecare sarcomer în celulele musculare., Aceasta înseamnă că există mai mult spațiu și nu se suprapun actina, ceea ce permite mai multor capete de miozină să interacționeze corect cu actina și, ca rezultat, să creeze mai multă forță sau tensiune în timpul contracției. Privind graficul, acest lucru ar face ca curba noastră să se miște constant în sus cu forța crescândă, deoarece volumul crește. Această întindere poate continua până când depășește un punct maxim, după care lucrurile încep să se întindă prea mult. Acest lucru înseamnă că discurile Z sunt atât de departe unul de celălalt încât nu există decât o suprapunere mică între filamentele de actină și miozină, iar actina nu ajunge la miozină., Ca urmare, există un număr scăzut de capete de miozină care reușesc să se atașeze de actină și să o tragă spre linia M. Aceasta duce la o forță de contracție scăzută, astfel încât curba începe să cadă din nou.