Frank-Starling 메커니즘을 발견 한 사람은 누구입니까?

1926 년 간행물에서 EH Starling과 MB Visscher는 다음과 같이 썼습니다.

이 견해는 다음 세대의 생리 학자에 의해 채택되었으며, Frank-Starling 법칙을 설명하는 현대 생리학 교과서에서 여전히 널리 사용되고 있습니다.

이 리뷰에서는 Otto Frank 나 Ernest H. Starling이 압력 충전이 심장 기능에 미치는 영향에 대해 처음으로 관찰하지 않았 음을 보여줍니다. 이 메커니즘의 핵심적인 특징은 오토 프랭크와 어니스트 H. 스탈링이 자신의 연구를 시작하기 훨씬 전에 고립 된 관류 개구리 심장에 대한 첫 번째 실험 과정에서 라이프 치히 대학의 칼 루트비히 생리학 연구소에서 발견되었다는 증거를 제시 할 것입니다. 그들의 연구는 이러한 초기 발견과 비교 될 것입니다.

이 현상은 고립 된 관류 심장에서만 발견되고 연구 될 수 있습니다. 첫 번째 제제는 1866 년 Elias Cyon에 의해 연구소에서 확립되었습니다. 고립 된 개구리 심장의 대동맥은 인공 순환과 연결되었습니다. 압력계로 압력을 측정 할 수 있도록 측면 암이 삽입되었습니다. 재순환으로 작동하는 심장 준비였습니다. 주요 목표는 심장의 빈도와 수축에 대한 온도의 영향을 연구하는 것이 었습니다. 심장이 충분한 박출량을 생성하기 위해서는 심실을 어느 정도 채우는 것이 필요하다는 것이 관찰되었습니다 (3). 현상에 대한 기록이 없습니다. 그러나 그 경험은 당시 새로 지어진 가장 현대적인 생리학 연구소에서 일하기 위해 라이프 치히에 온 이후의 젊은 수사관들에게 전달되었다고 추측 할 수 있습니다.

이 중 하나는 Joseph Coats 출신이었습니다. 글래스고, 스코틀랜드. 미주 자극의 영향을 조사하기 위해 그는이 신경이 척수에서 심장으로 노출되는 실험을했습니다. 제제는 심장이 압력계에 채워진 혈청을 펌핑하는 폐쇄 형 비순환 시스템이었습니다. 수은의 규칙적이고 일관된 이동은 심장에서 발생하는 힘을 반영했습니다 (2). 대조 실험에서 수축의 진폭에 대한 충전 압력의 영향을 조사했습니다. 기준 압력은 클램프가 닫히기 전에 혈청이있는 저장소에서 심장이 채워 졌을 때 획득되었습니다. gg라고 표시된이 선 (그림 1)은 수은 기둥 위에 떠있는 막대, 수은 및 혈청 사이의 균형을 나타냅니다. 충전 압력이 이완기 압력 H까지 증가했을 때 수축 진폭이 높았습니다 (hI). 충전 압력이 이완기 압력 H ‘로 감소했을 때 진폭은 더 낮아졌습니다 (hII). 충전 압력이 추가로 감소 할 때마다 진폭 (hIII, hIV, hV)이 감소했습니다. 원래 충전 압력이 복원되면 이전 수축 진폭 (hVI)이 다시 설정되었습니다 (그림 1). 이 녹음은 헨리 P. 보디 치 (Henry P. Bowditch)가 만든 것으로 Coats의 논문 (2)에 기록되어 있습니다. 또한 충전 압력이 과도하게 상승하면 편위가 진폭이 작아지는 것이 관찰되었지만 기록되지 않았습니다. Bowditch (1840–1911)는 고립 된 개구리 심장의 또 다른 변형에 대한 작업을 계속했으며 계단 현상 ( “Treppe”), 심장의 모든 또는 하나의 법칙 및 절대 불응 기간 (1)을 발견했습니다.

Otto Frank의 실험

Otto Frank (1865 ~ 1944)는 대부분의 실험을 1892 ~ 3 위는 Carl Ludwig의 생리학 연구소에서 처음으로 관찰되었습니다.그 후 그는 라이프 치히에서 뮌헨으로 이주하여 1894 년에 연구를 계속했고, 칼 루드비히 (1816-1895)가 사망 한 같은 해인 1895 (4)에 결과를 발표했습니다. 그는 골격근 역학의 관점에서 심장을 바라보며 길이와 긴장을 볼륨과 압력으로 대체했습니다. 개선 된 개구리 심장 준비를 사용하여 관류 라인에 여러 개의 밸브, 스톱 콕 및 압력계를 삽입하여 등속 및 등장 수축을 측정 할 수있었습니다. 개구리 심실의 충만이 증가함에 따라 각 단계에서 확장기 압력이 상승했습니다. 또한 최대 isovolumetric 압력이 증가했습니다 (수축 1–6; 그림 2, 왼쪽). 특정 충전 압력을 넘어 서면 감소했습니다 (수축 4; 그림 2, 오른쪽). Otto Frank는 이완기 압력 곡선과 isovolumetric 및 isotonic 최대 곡선을 생성 한 압력 부피 다이어그램의 모든 데이터를 수집했습니다. 그 후, 그는 압력계의 구성과 심혈관 시스템에 기록 된 압력 곡선의 신중한 수학적 분석과 같은 방법 론적 문제에 더 관심을 가졌습니다 (5). 1911 년 Otto Frank를 방문한 Carl Wiggers는 그의 방법에 깊은 인상을 받아이를 채택하여 미국으로 옮겼습니다 (12).

어니스트 헨리 스탈링의 실험적 연구, 심장”

분명히 Ernest H. Starling (1866-1927)은 심장 박출량과 심실 충만 압력과 관련된 실험 작업의 대부분을 수행했습니다. 그는 말초 저항이 가능한 개 심장-폐 제제를 사용했습니다. 먼저 그는 말초 저항과 정맥압이 심장 박출량에 미치는 영향을 결정했습니다 (9). 새로운 매개 변수로 심장을 황동 심장 계에 밀폐 삽입하여 심장 부피를 측정했습니다 (8). 정맥압을 높이면 유입이 증가하고 (하단 곡선, 그림 3, 왼쪽), 이완기 심장 용적과 뇌졸중 용적이 증가했습니다 (상단 기록, 그림 3, 왼쪽). 따라서 심장은 변하지 않은 주변에 대해 증가 된 용적을 분출 할 수있었습니다. 약간의 혈압 상승만으로 저항성 (중간 추적, 그림 3, 왼쪽). esistance가 상승했습니다 (동맥압 증가; 중간 추적; 그림 3, 오른쪽), 심장이 정상적인 뇌졸중 볼륨을 방출 할 수있는 확장기 볼륨도 증가했습니다 (상단 기록, 그림 3, 오른쪽). 두 경우 모두 이완기 섬유 길이가 증가했습니다. 후속 논문에서 고립 된 심장의 산소 소비는 이완기 부피와 근육 섬유의 초기 길이 ( “심장의 법칙”)에 의해 결정된다는 사실이 밝혀졌습니다 (11).

확장기의 영향 수축 진폭 (2)과 심장 박출량 (3)에 대한 충전은 칼 루드비히의 생리학 연구소에서 일하는 젊은 과학자들에 의해 Otto Frank보다 거의 30 년 전에, Ernest H. Starling보다 거의 50 년 전에 관찰되었습니다. 테. 절대 불응 성 기간과 Treppe 현상 (1)과 같은 고립 된 개구리 심장에서 얻은 다른 관찰이 인정되었지만, 후속 연구자들은 심장 기능에 대한 충진 압력의 영향을 언급하지 않았습니다. 한 가지 이유는 연구소의 젊은 연구자들이 대조군 실험에서 대상에 대해서만 접촉했기 때문일 수 있습니다. 그들은이 현상을 더 자세히 추구하지 않았습니다 (표 1). 그럼에도 불구하고 기록되고 (2) 어느 정도 설명되었습니다 (2,3).

Otto Frank 할인 Coats와 Bowditch가 작동했던 수정 된 개구리 심장이 압력계에 직접 연결되어 폐쇄 된 시스템에서 혈청을 펌핑했기 때문에이 초기 작업은 방법 론적 이유와 관련이 없습니다 (4). 분명히 그는 대부분의 실험을 수행 한 동일한 기관에서 얻은 이러한 결과 (그림 1) (2,3)를 잘 알고있었습니다. 수축이 연속적으로 기록 된 그림 1과 수축이 서로 겹친 그림 2의 왼쪽을 비교하면 본질적으로 동일한 현상이 나타난다. 그러나 오토 프랭크는 이러한 유사성을 언급하지 않았습니다. 그는 개선 된 개구리 심장 준비의 우월함을 너무나 확신하여 초기 작업의 결과를 무시하는 것이 정당하다고 느꼈습니다.

심폐 준비는 Ernest를 이끈 실험의 기초였습니다. H. Starling은 “각 심장 박동에서 방출되는 총 에너지는 심장의 이완기 부피와 수축 시작시 근육 섬유 길이에 의해 결정된다”라는 심장의 법칙을 공식화했습니다 (11). 그러나 후속 연구 심장의 산소 소비는 심박수, 심근에 의해 발생 된 총 긴장 (긴장 시간 지수; 참고 10), 최대 벽 스트레스 및 최대 발생 긴장 (7)과 같은 더 많은 요인에 의해 결정된다는 것을 보여주었습니다.

Carl Ludwig 그룹, Otto Frank, Ernest H. Starling 및 그의 동료 (표 1)가 수행 한 연구를 비교해 보면 방법론이 다음과 같이 순차적으로 개선되었음을 알 수 있습니다. 더 많은 관련 매개 변수를 측정 할 수 있습니다. 또한 연구는 일반 주제에서 집중 주제로 변경되었습니다. Carl Ludwig ‘s Physiological Institute의 초기 결과는 원본 및 수정 된 분리 된 개구리 심장 준비에서 제어 조건을 정의하는 동안 획득되었습니다 (13). Otto Frank는 근육 생리학을 심장까지 확장했으며 이후 압력 기록의 방법 론적 문제에 더 관심을 갖게되었습니다. 그러나 Ernest H. Starling은 심장 기능에 대한 이완기 섬유 길이의 영향에 대한 가능한 모든 생리 학적 측면에 대한 그의 연구에 집중하여 심장 법칙의 공식화에 이르렀습니다 (11). 그러나 라이프 치히 생리학 연구소에서 일하는 동안 Elias Cyon (3), Joseph Coats (2), Henry P. Bowditch (2)의 원래 공헌은 과학적 역사적 기록을 바로 잡기 위해 인정되고 인정되어야합니다.