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Der Frank-Starling-Mechanismus

  • Mechanismus
  • Prüfungsrelevanz: hoch

Je stärker sich das Herz füllt, desto kräftiger zieht es sich zusammen; so pumpt es das gesamte Blut weiter, das zu ihm zurückkehrt.

Aktualisiert

Auch genannt: Starling-Gesetz des Herzens, Heterometrische Autoregulation

In 3D ansehen: Linke Herzkammer (Ventriculus sinister) · Rechte Herzkammer (Ventriculus dexter)

Worum es geht

Innerhalb physiologischer Grenzen kontrahiert eine in der Diastole stärker gedehnte Kammer in der nächsten Systole kräftiger. Diese Eigenschaft des Herzens passt seine Auswurfleistung Schlag für Schlag dem venösen Rückstrom an und hält die Auswurfleistung von rechtem und linkem Ventrikel über die Zeit gleich.

Wichtige Fakten

  • Starling-Kurve: x-Achse = Vorlast (EDV oder Vorhof-/Wedge-Druck), y-Achse = Schlagvolumen oder Herzzeitvolumen.
  • Sympathikusreiz und Inotropika verschieben die Kurve nach oben und links; Herzinsuffizienz, negativ inotrope Substanzen und Azidose verschieben sie nach unten.
  • In der Klinik prüft ein Volumenbolus, wo auf der Kurve sich ein Patient befindet: Responder liegen im steilen Abschnitt.

Wie es funktioniert, Schritt für Schritt

  1. Mehr venöser Rückstrom füllt die Kammer in der Diastole stärker (höheres EDV).
  2. Die Myozyten werden auf die Länge gedehnt, bei der sich Aktin und Myosin am besten überlappen.
  3. Dehnung erhöht die Ca²⁺-Empfindlichkeit von Troponin und verringert den Abstand zwischen den Filamenten.
  4. Beim gleichen Ca²⁺-Spiegel bilden sich mehr Querbrücken, daher steigt die Kraft.
  5. Die Kammer wirft mehr aus (höheres Schlagvolumen) und endet nahe ihrem üblichen endsystolischen Volumen.
  6. Jenseits des Plateaus erhöht zusätzliche Füllung nur den diastolischen Druck: Stauung und Ödeme ohne mehr Auswurfleistung.

Left-ventricular pressure–volume loop

Left-ventricular pressure–volume loop: ↑ Preload, EDV 150 mL, ESV 62 mL 050100150200250050100150200LV volume (mL)LV pressure (mmHg)ESPVREDPVREaFillingEjectionIsovol. contr.Isovol. relax.MOMCAOAC

EDV 150 mLESV 62 mLSV 88 mLEF 59%ESP 132 mmHg

↑ Preload

↑ Preload (more end-diastolic volume, e.g. fluids): the loop stretches to the right and SV rises by Frank–Starling with the same contractility. ESV changes little.

Tap a corner of the loop (MC, AO, AC, MO) to see the valve event.

  • Current loop
  • Normal loop
  • ESPVR (contractility, Ees)
  • EDPVR (passive filling)
  • Ea (arterial afterload)
  • Stroke volume (SV)
Erhöhen Sie die Vorlast und sehen Sie, wie das Schlagvolumen wächst, während der endsystolische Punkt auf derselben Linie bleibt.

Klinischer Bezug

  • Eine Hypovolämie setzt das Herz in den unteren, steilen Teil der Kurve: Flüssigkeit steigert die Auswurfleistung.
  • Bei dekompensierter Herzinsuffizienz verschieben Diuretika den Patienten entlang einer flachen Kurve nach links: weniger Stauung bei geringem Verlust an Auswurfleistung.

Testen Sie sich

Überlegen Sie die Antwort und tippen Sie dann auf die Frage.

Was ist die zelluläre Grundlage des Frank-Starling-Mechanismus?

Dehnung bringt die Sarkomere näher an die optimale Länge und erhöht die Ca²⁺-Empfindlichkeit der Myofilamente, sodass sich beim gleichen Ca²⁺-Spiegel mehr Querbrücken bilden.

Wie hält der Frank-Starling-Mechanismus die Auswurfleistung von linkem und rechtem Ventrikel gleich?

Pumpt eine Kammer mehr, erhält die andere einige Schläge später mehr venösen Rückstrom, wird stärker gedehnt und steigert ihre Auswurfleistung entsprechend.

Wie unterscheiden Sie auf einer Starling-Kurve eine Änderung der Vorlast von einer Änderung der Kontraktilität?

Die Vorlast verschiebt den Punkt entlang derselben Kurve; die Kontraktilität verschiebt die ganze Kurve nach oben (mehr) oder unten (weniger).

Warum verschlimmert zusätzliche Flüssigkeit bei schwerer Herzinsuffizienz oft die Atemnot, ohne die Auswurfleistung zu steigern?

Der Patient befindet sich im flachen Teil einer abgesenkten Kurve: Mehr Volumen erhöht Füllungsdrücke und Lungenstauung, bringt aber kaum Schlagvolumen.

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Lehrinhalt zur Physiologie; kein Leitfaden für Diagnose oder Behandlung und kein Ersatz für den Rat einer medizinischen Fachperson. Die Werte sind ungefähre Referenzwerte. Ohne Dosierungen.

Quellen: Heart Failure (Congestive Heart Failure) (StatPearls (NCBI Bookshelf), 2025).

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