Frank-Starling Yasası

Ernest Henry Starling (17 Nisan 1866 - 2 Mayıs 1927) İngiliz fizyologdur. 1882'de (16 yaşındayken) Londra'daki Guy's Hastanesi'nde tıb eğitimine başladı. Ancak tıbbın arkasındaki bilim - fizyoloji - onu çok daha fazla cezbetti. Wilhelm Kühne'nin Heidelberg'deki laboratuvarında uzun bir dönem geçirdi. Lenf oluşum mekanizmalarını inceledi ve kendisinin bir fizyolog olabileceğine kanaat getirdi. O zamanlar İngilterede böyle bir iş tanımlaması yoktu. Guy hastanesinin de fizyoloji laboratuvarı yoktu, ancak Starling'in coşkusu tüm bunları değiştirdi ve 1893 ile 1897 yılları arasında lenf ve kılcal fonksiyonlar üzerine dokuz makale yayınladı. Kapiler duvar boyunca karşıt güçlerin olduğunu gösterdi. Bu zıt güçlerin kalbin kasılmasından kaynaklanan hidrostatik basınç nedeniyle dışarıya doğru olan su hareketi ve kılcal damar içindeki plazma proteinlerinin ozmotik basıncının oluşturduğu içe doğru olan su hareketi olduğunu gözlemledi. Hekimin bu güçlerin farkında olmadan ödem gibi bulguları anlamaya başlayamayacağını öngördü. Bu iç ve dış kuvvetler "Starling kuvvetleri" olarak adlandırıldı. 1899'da Kraliyet Cemiyeti Üyeliğine seçildi.

Starling, University College London (UCL) kadrosunda bulunan William Bayliss ile işbirliği yaparak kalbin elektriksel aktivitesi ve peristaltizm üzerine çalıştı. Ayrıca, Bayliss ve Starling, o zamanlar tamamen sinir kontrolü altında olduğuna inanılan pankreas salgısını araştırdılar. Onikiparmak bağırsağına her yiyecek veya asit konulduğunda kan yoluyla bir miktar uyaranın salındığını ve pankreasın salgılanmasına neden olduğunu gösterdiler. Bu maddeye sekretin adını verdiler ve Starling, vücudun birçok sekretin benzeri molekül ürettiğini öne sürdü ve 1905'te bu maddelere hormon denmesi gerektiğini önerdi. Bunu yaparak, endokrinoloji olarak bilinen yepyeni bir biyolojik konuya başlangıç sağlamış oldu. Starling ayrıca tıp eğitimi ve savaş sonrası dönemde halk sağlığı yönünden beslenme konusunda olmak üzere pek çok konu hakkında katkıda bulundu. Starling'in ölümünün kesin nedeni bilinmemektedir. Batı Hint Adaları'nda bir gezi yolculuğundaydı, ancak Ariguani adlı botu Kingston limanına bağlandığında ölü bulundu. Görünüşe göre tek başına seyahat ediyordu ve Jamaika, Kingston'daki cenazesinde hiçbir arkadaşı ya da akrabası yoktu. Otopsi yapılmadığı için, kolon tümörüne bağlı ölüm nedeni öngörüsü hiç bir zaman belirlenemedi.

Starling ile en sık ilişkilendirilen fizyolojik keşif, Kalp Yasasıdır. Hayatının iki yılını (1910-1912) kaplayan bu araştırması, kalbe daha fazla kan girmesine yanıt olarak kalbin çıkışını nasıl artırdığını ve bu doluş sırasında kalp odacıkların boyutunu nasıl artırdığını inceledi. Bu çalışma için kalp-akciğer hazırlığı olarak bilinen deneysel bir düzenlemede anestezi altındaki köpeği kullandı. Starling, Alman fizyolog Otto Frank'ın izole kurbağa kalbini kullanarak yaptığı önceki çalışmalardan habersizdi. Frank, kalp kası lifleri ne kadar uzun süre gerilirse kasılmanın o kadar güçlü olduğunu gösterdi. Bunu bir bütün olarak dolaşımla ilgilenmeden yapsa da bulgusunun Starling'inkine paralel olarak aynı sonuçları içerdiğinden Frank-Starling yasası olarak tanımlandı.

Starling fizyolojiye en az 3 önemli katkı daha yapmıştır: 1. Kılcal kısımda su, hidrostatik basınçla duvardaki gözeneklerden dışarı çıkarılır ve plazma proteinlerinin ozmotik basıncı (veya onkotik basınç) tarafından içeri itilir. Bu karşıt güçler yaklaşık olarak birbirini dengeler ve bu durum Starling İlkesi olarak bilinir. 2. Kayınbiraderi William Bayliss ile birlikte sekretin hormonu salgısının keşfi ve hormon kelimesinin oluşturulması. 3. Böbreklerin etkisi üzerine birkaç temel gözlem. Bunlar, anti-diüretik hormon olan vazopressinin varlığına dair kanıtları içermektedir. Ayrıca 20 baskıya ulaşan, konusunda öncü bir fizyoloji ders kitabı yazmıştır.

Otto Frank (21 Haziran 1865 - 12 Kasım 1944) kardiyak fizyolojiye ve kardiyolojiye birçok önemli katkılarda bulunan Alman doktor ve fizyologdur. Kalbin işlevi ile ilgili Frank-Starling yasası onun ve Ernest Starling'in adıyla anılmaktadır. Gros-Umstadt'ta doğdu. Babası pratisyen hekimdi.

1884-1889 yılları arasında Münih ve Kiel'de tıp okudu. 1889-1891 yılları arasında Heidelberg, Glasgow, Münih ve Strasburg'da matematik, kimya, fizik, anatomi ve zooloji alanlarında eğitim aldı. Daha sonra 1894'e kadar Leipzig'deki Physiologisches Institut'ta Carl Friedrich Wilhelm Ludwig'in asistanı olarak çalıştı. 1892'de doktora çalışmalarını tamamladı.

1894'ten itibaren Münih'deki Fizyoloji Enstitüsü'nde asistan iken Carl von Voit'in iskelet kası kasılmasının daha önceki termodinamik analizlerinden türetilen yaklaşımlarını kullanarak kalbin işlevleri üzerine çalıştı. Kalp kasının işleyişi üzerine yaptığı çalışma, doktora sonrası çalışmasının konusuydu. 1902'den 1908'e kadar akademik süreç içinde profesör olmadan önce bu konuda çok fazla çalışma yaptı. Daha sonra bu çalışmaya devam etmek için Münih'e döndü. Carl J. Wiggers, 1912'de Frank'in laboratuvarını ziyaret etti ve Frank'ı "parlak bir analist, yetenekli bir matematikçi ve yaratıcı bir düşünür ...", ancak gizemli ve birlikte çalışması zor bir kişi tanımlamıştı. Frank, Alman Nazi yönetimine muhalefeti nedeniyle 1934'te zorunlu emekliliğine kadar Münih'de çalışmaya devam etti.

Frank'in ilk araştırması yağ emilimi ile ilgiliydi. Ancak doktora sonrası çalışmasında (Habilitationsschrift), kalbin izometrik ve izotonik kasılma işlevlerini araştırdı. Frank'in bu konudaki çalışması Ernest Starling'inkinden önceydi, ancak her ikisi de genellikle kalbin Frank-Starling yasası denen çalışma ilkelerinin temellerini sağlamışlardır. Bu yasa, "Fizyolojik sınırlar içinde, kasılma kuvvetinin kas lifinin başlangıçtaki uzunluğu ile doğru orantılı olduğunu belgelemektedir. Frank ayrıca arteriyel nabız dalga formunun fizyolojik temeline yönelik çalışmalar yanında kulağın işitme cihazının salınım özellikleri ve kasın termodinamiği üzerine de çalışmıştır.

Frank-Starling Yasası, kalbin atım hacmi ile diyastol sonu hacmi arasındaki ilişkiyi temsil eder. Yasa, diğer tüm faktörler sabit kaldığında, kasılmadan önce (son diyastolik hacim) ventriküllerdeki kan hacmindeki artışa yanıt olarak kalbin atış hacminin arttığını belirtir.