Yazan: Prof. Dr. Ömer Rıdvan Tarhan
Frank-Starling Kanunu (Yasası, Frank-Starling Mekanizması), kalp kasının temel bir özelliğini tanımlar. Buna göre; diyastol sonunda kalp boşluklarına gelen kan miktarı (preload, ön yük) ne kadar artarsa, bir sonraki kasılmada (sistol) kalbin attığı kanın hacmi (atım hacmi) de aynı oranda artar. Basit bir ifadeyle: "Kalp, kendisine ne kadar kan gelirse, o kadar kan pompalar." Bu mekanizma, kalbin ön yük (preload) ile kontraktilite arasındaki ilişkisini tanımlar.
Alman fizyolog Otto Frank (1865-1944) ve İngiliz fizyolog Ernest Starling (1866-1927) tarafından yapılan deneysel çalışmalarla ortaya konmuştur.
Temel Kavramlar
Ön Yük (Preload): Ventrikülün (karıncık) diyastol sonunda (yani, bir sonraki kasılmadan hemen önce) duvarına etki eden gerilimdir. Bu gerilim, diyastol sonu volümü (ventrikülün o andaki kanla doluluk miktarı) ile doğrudan ilişkilidir. En iyi pratik göstergeleri:
- Santral Venöz Basınç (CVP): Sağ atriyuma geri dönen venöz kanın basıncıdır. Sağ ventrikülün diyastol sonu basıncını (dolum basıncını) yansıtır. Genellikle internal jugular ven yada subklavian vene yerleştirilen santral venöz kateter ile ölçülür.
- Pulmoner Arter Wedge Basıncı: Pulmoner arterin bir dalına kadar ilerletilebilen özel bir kateter (Swan-Ganz kateteri) ile ölçülür. Kateterin ucundaki balon şişirilir ve kateterin ucundaki basınçlar kaydedilir. Geriye doğru olan basınç, sol atriyum basıncını ve dolayısıyla sol ventrikülün diyastol sonu basıncını (dolum basıncını) yansıtır.
Atım Hacmi (Stroke Volume): Kalbin her bir atımda pompaladığı kan miktarı.
Kalp Debisi (Cardiac Output): Kalbin bir dakikada pompaladığı toplam kan miktarı.
- Kalp Debisi = Atım Hacmi x Kalp Hızı
Mekanizma
Diyastol sırasında ventriküle daha fazla kan dolması (preload’ın (ön yük) artması), miyokardın (kalp kas lifleri) daha fazla gerilmesine neden olur. Bu da kalbin sonraki kasılmada daha güçlü bir şekilde kasılmasını sağlar.
Frank-Starling Eğrisi
Bu ilişki grafiksel olarak bir eğri ile gösterilir:
- X Ekseni: Ön Yük (Diyastol Sonu Volümü veya Ventrikül Dolum Basıncı)
- Y Ekseni: Atım Hacmi veya Kalp İşi (Ventrikülün Performansı)
Eğrinin Üç Temel Bölgesi:
- Yükselen Kol (Fizyolojik Çalışma Aralığı): Ön yükteki bir artış, atım hacminde lineera yakın bir artışa neden olur. Bu, normal kalbin çalıştığı aralıktır. Sıvı replasmanı (volüm yüklemesi) bu bölgede etkilidir; ön yükü ve dolayısıyla atım hacmini artırarak kalp debisini yükseltir.
- Plato (Tepe Noktası): Ön yük artmaya devam etse de atım hacmindeki artış durur. Kalp, maksimum performansına ulaşmıştır.
- Düşen Kol (Patolojik Aralık): Ön yükün aşırı artması (aşırı volüm yüklenmesi), kalp kas liflerinin aşırı gerilmesine ve kasılma gücünün azalmasına neden olur. Bu, kalp yetmezliğinde görülen durumdur. Bu noktada daha fazla sıvı vermek, kalp debisini daha da düşürür ve akciğer ödemine yol açar.
Frank Starling Yasasının Klinik Önemi ve Cerrahideki Yeri
Frank-Starling Kanunu, perioperatif sıvı yönetiminin merkezinde yer alır.
Hipovolemi ve Şok Tedavisi
Kanama, dehidratasyon veya vazodilatasyon nedeniyle ön yükü azalmış bir hastada, izotonik sıvılar (kristalloidler/kolloidler) vererek ön yükü artırmak, Frank-Starling mekanizması yoluyla kalp debisini ve dolayısıyla doku perfüzyonunu restore etmemizi sağlar.
Volüm Yüklenmesinin Tehlikesi
Kalp fonksiyonu bozuk olan (kalp yetmezliği olan) bir hastada, ventrikül zaten patolojik aralıkta (eğrinin düşen kolunda) çalışıyorsa, agresif sıvı yüklemesi durumu kötüleştirebilir. Kalp debisi düşer ve akciğer ödemi gelişir.
Mekanik Ventilatöre Bağlı Hastada Stroke Volüm Variation (SVV) Hesabı
Ekspiryum ve inspiryum sırasında, toraks içi basınç değişir, bu da kalbe dönen kan miktarını (venöz dönüş) dalgalandırır. Bu dalgalanma, atım hacminde (stroke volume) küçük değişikliklere yol açar. Bu prensipten yararlanarak mekanik ventilatöre bağlı hastalarda atım volümündeki değişiklikler (SVV) ölçülür (arteriyel kateter veya özofageal doppler ile) ve yüzde olarak ifade edilir.
- SVV < %10-12 → Atım hacmi solunumla çok az değişiyor. Bu, kalbin Frank-Starling eğrisinin "plato" bölgesinde (tepesinde) çalıştığını gösterir. Volüm yeterlidir, sıvı açığı yoktur. Daha fazla sıvı vermek faydasızdır ve zararlı olabilir (ödem, hipervolemi).
- SVV > %13-15 → Atım hacmi solunumla fazla değişiyor. Bu, kalbin Frank-Starling eğrisinin "yükselen kol"unda çalıştığını gösterir. Volüm yetersizdir, sıvı açığı vardır. Sıvı verilirse (örneğin 250-500 mL likit bir bolus), kalp bu sıvıyı hemen debiyi artırmak için kullanacak ve SVV değeri düşecektir.
Sonuç:
Frank-Starling Kanunu kavramamız, sıvı tedavisinin hemodinamiye / kardiyak outputa nasıl ve ne tür bir etki edeceğini öngörmemizi sağlar.
Bir sonraki başlığımızda, laboratuvar sonuçlarını yorumlamak için gerekli olan Elektrolit Aktivite Birimleri ve Anlamları'nı inceleyeceğiz.