14心力衰竭

1、心 功 能 不 全 Cardiac Insufficiency,《病理生理學(xué)》,西安交大醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)科趙 麗 梅,心功能不全（cardiac insufficiency） 各種原因?qū)е滦呐K泵血功能降低。,心功能不全的概念,心力衰竭（heart failure） 有足夠循環(huán)血量，而因心肌舒縮功能降低或心室充盈受限，CO明顯減少到已不能滿足日常代謝需要，出現(xiàn)全身組織器官灌流不足，肺循環(huán)和/或體循環(huán)靜脈瘀血等一系列

2、臨床綜合征。,充血性心力衰竭 (congestive heart failure)： 慢性心衰時，常伴有血容量及組織間液增多以及體循環(huán)和（或）肺循環(huán)靜脈系統(tǒng)淤血、水腫。,心肌衰竭 (myocardial failure)： 由心肌自身舒縮能力嚴重降低引起的心力衰竭。,循環(huán)衰竭 (circulatory failure)： 循環(huán)系統(tǒng)中任一組分（心臟、 血管、血容量等）異常而導(dǎo)致 的組織器官灌流不足。,你可以把手放在

3、胸口，感受一下心跳。然后再把手放在你能感受到脈搏的地方，感受一下脈搏的搏動。脈搏是生命鮮活的象征。你生命中的每一年，每年中的每一天，每天中的每一分鐘，心臟都在孜孜不倦地為你工作，產(chǎn)生脈搏。如果你的壽命能達到美國人的平均水平，你的心臟將搏動大約30億次。,請允許我提醒你，就在你閱讀上述這段文字的時間內(nèi)，一位美國人心臟中的動脈血管堵塞了，血流受到阻遏，組織和細胞迅速死亡。這個過程更通俗的說法就是：心臟病發(fā)作。當你讀完本頁文字的時候，會有4位

4、美國人心臟病發(fā)作以及另4位美國人成為心衰的犧牲品。每24小時內(nèi)，大約有3000名美國人會發(fā)生心力衰竭，大約相當于2001年9.11恐怖襲擊中喪生的人數(shù)。,心力衰竭的嚴重性,,,,心輸出量,心泵功能的決定因素,第一節(jié) 病因和分類(causes and classification),一、病因(causes),（一）心肌受損(impaired myocardium),,心肌梗死、心肌炎、心肌病和心肌中毒等。,冠狀動脈粥樣硬化、嚴重貧血和呼

5、吸功能障礙，維生素B1缺乏和糖尿病等。,（二）心臟負荷過度 (overload of ventricle),容量負荷過度（前負荷）心室舒張末期容積↑動脈瓣關(guān)閉不全心內(nèi)分流或動靜脈瘺貧血、甲亢等,壓力負荷過度（后負荷）射血阻力↑ 高血壓肺動脈高壓動脈瓣狹窄使流出道受阻,（二）心臟負荷過度 (overload of ventricle),（三）心室充盈障礙 (obstruction of ventri

6、cular filling) 心包疾病、房室瓣狹窄、限制型心肌病等。,（四）心律失常 (arrhythmia) 急性時―→CO↓； 慢性時―→心肌變性損傷,二、誘因(precipitating factors),（一）感染 最常見的誘因，特別是呼吸道感染,（二）酸堿平衡及電解質(zhì)代謝紊亂,H+降低β-受體對NE的敏感性 ―→Ca2+內(nèi)流↓ ；H+使Ca2+與鈣儲

7、存蛋白結(jié)合緊密 ―→Ca2+釋放↓；H+與Ca2+競爭性結(jié)合肌鈣蛋白 ―→橫橋形成障礙；H+使肌球蛋白ATP酶活性↓―→心肌能量利用↓；使cap括約肌松弛，血管容積↑―→回心血量↓，CO↓.,抑制Ca2+內(nèi)流―→心肌收縮性↓ 心肌自律性和傳導(dǎo)性↓→ 心律失常,（三）快速型心律失常 房室協(xié)調(diào)性紊亂，導(dǎo)致心室充盈不足，射血功能障礙； 舒張期縮短，冠脈血流不足，心肌缺血缺氧； 心率加快，耗氧量增加，加劇缺氧。,（四）妊娠與

8、分娩,妊娠時：血容量↑（20%）―→高動力循環(huán)狀態(tài),(五) 其他 過度勞累情緒激動輸液輸血過多過快肥胖、老齡洋地黃中毒,分娩時：,一、 根據(jù)心力衰竭的發(fā)病部位,第二節(jié) 心力衰竭分類(classification),左心衰竭（left-side heart failure）右心衰竭（right-side heart failure）全心衰竭（whole heart failure）,冠心病心肌病高血壓左側(cè)心瓣膜病

9、,,,心排出量↓肺循環(huán)淤血,右心衰竭（right-side heart failure）,大塊肺栓塞肺動脈高壓慢阻肺法洛四聯(lián)癥右心瓣膜病,,右室負荷過重,,體循環(huán)淤血,肺動脈狹窄、室間隔缺損、主動脈騎跨和右心室肥厚,全心衰竭（whole heart failure）,心肌炎心肌病嚴重貧血,,左右心同時受累,一側(cè)心力衰竭也可發(fā)展波及另一側(cè),二、 根據(jù)心力衰竭的發(fā)生速度,急性心力衰竭(acute heart failure)

10、 慢性心力衰竭（chronic heart failure ）,① 常見原因：大面積心梗、嚴重心肌炎和心律失常。② 特點：CO急劇↓ ―→心源性休克；急性心源性肺水腫。,慢性心力衰竭(chronic heart failure)① 常見原因：高血壓、心瓣膜病、冠心病、肺源性心臟病。② 特點：慢性經(jīng)過，心功能長時間維持在代償期，心肌改建及心室重構(gòu)而使心功能障礙不斷發(fā)展、加重，最終在誘因作用下進入失代償狀態(tài)。,三、按收縮與舒張功能障礙

11、狀態(tài)分,心室僵硬度↑―→心室舒張受限，EF 正常和舒張期充盈↓ 。,混合功能障礙型心力衰竭（systolic and diastolic heart failure）,舒張功能障礙型心力衰竭（diastolic heart failure）,收縮功能障礙型心力衰竭（systolic heart failure）,心肌收縮功能障礙使心臟射血分數(shù)（EF）↓， 收縮末期心室容積↑。,重度心力衰竭常是收縮與舒張功能同時障礙。,,,四、 根據(jù)心

12、輸出量的高低分,低輸出量性心力衰竭(low-output heart failure)CO正常人平均水平，但已不能滿足其自身異常增高的代謝需要。,五、按病情嚴重程度 1.輕度心力衰竭（心功能Ⅱ級） 2.中度心力衰竭（心功能Ⅲ級） 3.重度心力衰竭（心功能Ⅳ級）,六、按心衰發(fā)展過程分,,,,,一、神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)機制激活(neurohumoral activation) 二、心室重構(gòu)（ventricul

13、ar remodeling）三、組織對低灌注狀態(tài)的適應(yīng),第三節(jié) 機體的代償適應(yīng)反應(yīng)(compensatory and adaptive response),交感神經(jīng)系統(tǒng)激活 (activition of sympathetic nervous system)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活 (activition of renin-angiotention aldosterone system)其他體液因素在心功能障

14、礙時的變化,CO↓,,一定范圍內(nèi)提高CO，有局限性,心肌耗氧量↑過快HR使冠脈灌流↓心室充盈↓,交感神經(jīng)系統(tǒng)激活(activition of sympathetic nervous system),SNS興奮性增高的機制,SNS興奮性增高對心泵功能的代償效應(yīng) 動用心力儲備,持續(xù)交感神經(jīng)興奮性增高激活心肌改建。,體循環(huán)器官血流重分配,以恢復(fù)CO，適應(yīng)機體的需要,心力儲備對提高心排出量的作用,①增加前負荷（異長調(diào)節(jié)） ——動用

15、舒張期儲備Frank-Starling機制：在一定范圍內(nèi)（小于心肌肌節(jié)最適初長度），心肌收縮力隨初長度的增加而增強。 ------1.7-2.1μm ---------2.2μm----------3.65μm 正常 最適長度 喪失收縮能力,SNS激活―→ 鈉水潴留、容量血管收縮―→回心血量↑ ―→肌節(jié)長度拉長―→收縮性↑ ―→ CO↑,不利影響：心臟容積過

16、度擴大 ―→室壁應(yīng)力增加―→心肌耗氧量增加；舒張末壓增高影響冠脈灌流；使靜脈系統(tǒng)淤血加重等。,異長調(diào)節(jié)為快速、應(yīng)急性調(diào)節(jié)，但代償能力有限。,②心肌收縮力增強（等長調(diào)節(jié)）——動用收縮期儲備SNS興奮―→ 心肌收縮力↑ ―→ CO↑（4倍）不利影響：長期應(yīng)激―→心肌對兒茶酚胺反應(yīng)性↓； 收縮性↑―→心肌耗氧量↑―→心肌相對缺血加重。,③心率加快 SNS興奮―→心率↑ ―→ CO↑（2~2.5倍）不利影響：

17、 心肌耗氧量↑； 舒張期縮短―→冠脈灌流量↓、心室充盈量↓。,體循環(huán)血流重分布代償意義：保證心、腦重要臟器的供血。不利影響：周圍器官長期供血不足→功能紊亂； 外周血管長期收縮→心臟前后負荷↑。,持續(xù)交感神經(jīng)興奮性增高激活心肌改建。,腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活(activition of renin-angiotention aldosterone system),循環(huán)腎素-血管緊張素-醛固

18、酮系統(tǒng)（RAAS）激活,循環(huán)AgII作用,代償作用,心肌局部AngⅡ的主要作用： ① 促進心交感神經(jīng)末梢釋放NE，在提高心肌舒縮功能的同時增大心肌耗氧量； ② 引起冠狀血管收縮、促進血管壁增生及纖維化； ③ 促進心肌細胞肥大、心肌間質(zhì)纖維化，激活心肌改建。,心肌局部腎素-血管緊張素系統(tǒng)（RAS）激活,縮血管類活性物質(zhì)——NE，AngII，VP，ET，NPY,（縮血管、促鈉水潴留、促生長） 上述因子高表達本屬

19、于機體對CO↓的一種代償反應(yīng)，但持續(xù)高表達對心功能不利。,其他體液因素在心功能障礙時的變化,心衰是否進展及進展的快慢，與上述兩類物質(zhì)的平衡有關(guān)。,,,TNF-α及IL表達上調(diào) TNF-α： 負性肌力作用; 心肌細胞凋亡; 心肌改建。 IL-1 與TNF-α的作用類似； IL-6可增強TNF-α的作用。,氧自由基生成增多 病因（負荷過度、炎癥、缺血-再灌注等）－→氧自由基產(chǎn)生↑ －→心肌受損－→心衰發(fā)展,概念

20、 持續(xù)機械負荷過重、神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)機制過度激活及細胞因子高表達，通過一系列復(fù)雜的分子和細胞機制，誘導(dǎo)心肌中多種基因表達改變，導(dǎo)致心肌在結(jié)構(gòu)、代謝和功能發(fā)生適應(yīng)性變化，稱為心肌改建或心室重構(gòu)。,二、心室重構(gòu)（ventricular remodeling）,心室重構(gòu)的機制：,心肌受損負荷增大,,神經(jīng)-體液細胞因子,,受體,機械負荷增大,,細胞膜表面力學(xué)感受器,,,信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路,,基因表達改變,,蛋白分子表型心肌結(jié)構(gòu),心肌分子改建

21、病理性生長代償作用不利影響,c-myc、c-fos等原癌基因胚胎基因重新表達,,心室重構(gòu)的表現(xiàn)：,心肌肥大,細胞水平,組織水平,,,心肌細胞體積增大,心肌質(zhì)量增加,向心性肥大(concentric hypertrophy),壓力負荷↑，心肌肌節(jié)并聯(lián)增生為主，心肌細胞明顯增粗，心室壁明顯增厚－→心室腔半徑/心室壁厚度之比↓,離心性肥大(eccentric hypertrophy),容量負荷↑，心肌肌節(jié)串聯(lián)增生為主，心肌細胞明顯增長，

22、心腔明顯擴大而心室壁成比例增厚－→心室腔半徑/心室壁厚度之比不變或↑,,,心肌細胞表型改變,非心肌細胞增生及細胞外基質(zhì)改建,心室重塑的意義：,①心肌總的收縮成分↑－→心肌收縮性↑－→ CO↑；② 心室壁厚度↑－→室壁張力↓－→心肌耗氧量↓。 Laplas定律：S = P · r / 2h（S為室壁應(yīng)力，P為心室內(nèi)壓，r為心腔半徑，h為心壁厚度）,心室重塑的不利影響：,向心性肥大→心肌缺血、舒張功能異常離心性肥大→瓣

23、膜返流、收縮功能異常心肌各種細胞不均衡生長屬病理性生長→失代償,三、其他代償適應(yīng)性調(diào)節(jié),紅細胞增多,組織細胞用氧能力增強,慢性缺氧－→促紅細胞生成素合成↑－→骨髓造血↑－→ RBC↑，Hb↑(攜氧↑，但血液粘度也↑),慢性缺氧 線粒體數(shù)量↑－→能量生成↑； 肌紅蛋白含量↑－→氧儲存和利用↑,心肌收縮性減弱★心肌舒張功能障礙 心臟各部舒縮活動的不協(xié)調(diào)性,第四節(jié) 心力衰竭的發(fā)病機制,Cardiac

24、 Muscle,心肌肌節(jié)的結(jié)構(gòu),正常心肌舒縮的分子基礎(chǔ) 收縮蛋白 肌球蛋白 肌動蛋白,,,,收縮蛋白的病理損害： 缺血、缺氧、毒物使其變性，功能喪失 過度肥大心肌肌球蛋白頭部的ATP酶活性降低,調(diào)節(jié)蛋白原肌球蛋白，肌鈣蛋白缺血、缺氧、毒物使其變性壞死H+與Ca2+競爭與肌鈣蛋白結(jié)合，阻斷興奮收縮耦聯(lián),Ca2+ 酸中毒、能量缺乏、膜和通道的破壞影響Ca2+轉(zhuǎn)運,ATP

25、生成減少或利用障礙,心室肌收縮-舒張周期,Molecular Basis of Contraction,一、 心肌收縮性減弱,心肌收縮成分減少和排列改變,氧自由基、TNF-α心肌纖維化,心肌細胞壞死,缺血、缺氧、炎癥氧自由基神經(jīng)-體液變化某些細胞因子↑,心肌細胞凋亡,缺血、心肌炎、心肌病,對心功能的影響取決于壞死的量、速度、分布,,凋亡,,,,,收縮成分↓,心律失常,肥大心肌收縮成分相對↓,間質(zhì)增生速度＞心肌細胞肥大程度,心肌

26、骨架結(jié)構(gòu)破壞 心肌細胞滑脫、移位,心肌排列改變,,心肌收縮成分減少和排列改變,心肌能量代謝示意圖,心肌能量代謝紊亂,心肌能量代謝紊亂,能量生成障礙線粒體功能障礙： VitB1缺乏→焦磷酸硫胺素↓ →丙酮酸脫氫酶活性↓ 缺氧、鈣超負荷、氧自由基↑—→線粒體受損； 肥大心肌線粒體數(shù)目↓、細胞色素氧化酶活性↓,,冠脈病變心肌肥大心動過速心負荷過重嚴重貧血,心肌缺血、缺氧→能量代謝底物不足,,能量轉(zhuǎn)化儲存

27、障礙： 改建心肌成人型CK（MM型）↓，而低活性的胎兒型CK（MB型）↑ →CP(磷酸肌酸)↓,,,,,CP,ATP,ADP,Pi,CK,能量利用障礙 改建心肌肌球蛋白ATP酶活性降低 肌球蛋白表型改變 嚴重酸中毒抑制肌球蛋白ATP酶活性,心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙,心肌興奮-收縮耦聯(lián)的過程即是心肌細胞的電活動轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械活動的過程，Ca2+起著至關(guān)重要的中介作用。,A. 攝取↓：① 產(chǎn)

28、能不足，肌漿網(wǎng)Ca2+泵活性↓ ② 改建心肌Ca2+泵表達↓ ③ NE↓,β受體減敏,G蛋白功能↓→受磷 蛋白（PLB）磷酸化減弱↓→抑制Ca2+泵,1. 肌漿網(wǎng)Ca2+轉(zhuǎn)運功能障礙,心肌組織成分生長>心肌交感纖維生長,,,,NE,,Ca2+-induced Ca 2+ release,Ryanodine receptor,,,B. 儲存↓：攝入Ca2+↓

29、（鈣存儲能力沒有減弱）； C. 釋放↓: ① 改建心肌RyR 表達↓ ② Ca2+儲存↓ ③ 酸中毒時，Ca2+與鈣儲存蛋白結(jié)合緊 密→釋放減少,2. 胞外Ca2+內(nèi)流障礙,①心肌改建－→ Ca2+通道表達↓ ②心肌

30、改建－→ NE↓, β受體減敏, G蛋白功能↓ →Ca2+內(nèi)流↓ ③ H + ↑ －→ β受體對NE敏感性↓ ④ K +↑ －→ K +、 Ca2+競爭，使Ca2+內(nèi)流↓,,,,,,,,,,Calcium Channel,,Calcium Channel,,3.肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合障礙 二者的結(jié)合條件： Ca2+ 升至10-5 mol/L（收縮域值

31、）； 肌鈣蛋白活性正常 心肌改建－→肌鈣蛋白與Ca2+的親和力↓ 酸中毒－→ H +與Ca2+競爭性結(jié)合肌鈣蛋白,二、心肌舒張功能障礙,Ca2+復(fù)位延緩 Ca2+泵活性降低,主動舒張障礙,①產(chǎn)能不足，肌漿網(wǎng)及胞膜Ca2+泵活性↓②改建心肌Ca2+泵表達↓③NE↓,β受體減敏,G蛋白功能↓→受磷

32、 蛋白（PLB）磷酸化減弱↓→抑制Ca2+泵,肌球－肌動蛋白復(fù)合體解離障礙,產(chǎn)能不足，肌球蛋白頭部結(jié)合ATP↓,,ventricular compliance 是心室在單位壓力變化下所引起的容積變化。其倒數(shù)是心室僵硬度。,心室順應(yīng)性降低：室壁增厚、纖維化,心肌損傷心肌改建,心肌纖維化,,心肌肥大,,心壁明顯增厚,,,心肌順應(yīng)性↓,心肌舒縮能力↓,收縮期所須克服的彈性阻力增大,舒張期心肌被動擴張阻力增大,,改建心肌間質(zhì)中Ⅰ型膠原↑，Ⅲ型

33、膠原↓,房室瓣狹窄使心室充盈速率↓、充盈量↓心包積液、縮窄使心腔擴張受限,心肌舒張負荷減少與舒張被動阻力增大,心肌舒張負荷減少,心肌舒張被動阻力增大,心肌收縮性降低→收縮引起的幾何構(gòu)型變化↓,心肌順應(yīng)性降低→心室血液充盈量和充盈速度↓,冠脈硬化、心動過速→冠狀動脈灌流量/速度↓,三、心室壁舒縮協(xié)調(diào)障礙,冠脈粥→局部室壁缺血→收縮性↓心肌梗死區(qū)→喪失收縮功能梗死區(qū)室壁瘤→室壁抗張能力↓傳導(dǎo)阻滯使心室壁舒縮不同步,→心室壁舒縮不協(xié)調(diào)

34、,心肌收縮性減弱★心肌收縮成分減少和排列改變心肌能量代謝紊亂心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙心肌舒張功能障礙 主動舒張障礙心室順應(yīng)性降低心肌舒張負荷減少與舒張被動阻力增大心臟各部舒縮活動的不協(xié)調(diào)性,心力衰竭的發(fā)病機制,第五節(jié) 心功能不全時對機體的主要影響,心臟泵血功能降低,一、低排血量綜合征,心輸出量和心指數(shù)降低收縮或舒張功能指標降低 EF↓，+dp/dtmax↓， -dp/dtmax↓心室舒張末

35、壓升高 LVEDP ↑，PAWP↑；RVEDP↑，CVP↑心率加快：既是代償反應(yīng)，又是心功能低下的表現(xiàn),血壓變化,保證心、腦等重要臟器血供，同時加重機體自穩(wěn)態(tài)紊亂，又成為促使心功能障礙的發(fā)展因素。早期—體力活動時出現(xiàn)—體力活動受限嚴重心功能障礙—靜息時出現(xiàn)—尿量↓、消化不 良、低蛋白血癥、皮溫↓,臟器血流重分配,急性CO↓,機體有效代償不能充分發(fā)揮,血壓↓,心源性休克,

36、,,,慢性CO↓,機體有效代償外周阻力血管收縮,總外周阻力↑,血壓正常,,,,外周血管和組織的適應(yīng)性改變,SNS興奮↑，多種縮血管活性物質(zhì)→外周血管收縮 血管壁改建持續(xù)缺氧→RBC中2,3-DPG含量增多，組織中代產(chǎn)↑， H+↑→HbO2解離曲線右移→HbO2中O2向組織 彌散↑組織灌流減少→cap中血流減慢→O2向組織彌散時間

37、↑慢性缺氧→組織細胞用氧能力增強,呼吸困難,勞力性呼吸困難,端 坐 呼 吸,夜間陣發(fā)性呼吸困難,肺循環(huán)淤血,輕度心力衰竭患者，僅在體力活動時出現(xiàn)呼吸困難，休息后消失,心衰病人平臥后，呼吸困難加重，而被迫端坐或半臥位。,夜間平臥入睡后突感呼吸困難而驚醒，常伴劇烈咳嗽并咯大量粉紅色泡沫樣痰。,二、靜脈淤血綜合征,勞力性呼吸困難發(fā)生的機制,體力活動時，回心血量↑，加重肺淤血；肺順應(yīng)性降低通氣做功↑，呼吸困難； 心率↑，使心臟舒張期

38、縮短，由肺回流到左心室的血量↓，加重肺淤血；心肌耗氧↑需氧量↑，但因心力衰竭時機體缺氧，CO2潴留，刺激呼吸中樞，使呼吸加深加快，出現(xiàn)氣急。,端坐呼吸發(fā)生的機制,（1）平臥時—→軀體下半部血 液回流↑—→肺淤血↑（2）平臥時—→下肢水腫液回 吸收入血↑（3）平臥時—→膈肌上移—→ 肺泡通氣↓—→缺氧↑,夜間陣發(fā)性呼吸困難發(fā)生的機制,(1)、(2)、(3)同端坐呼吸(4) 入睡后迷

39、走N相對興奮－→小支氣管收縮，阻力↑ －→通氣↓(5) 熟睡后中樞N系統(tǒng)敏感性↓ －→只有嚴重低氧血癥、通氣費力方能喚醒患者,主要表現(xiàn)下肢水腫肝淤血腫大胃腸道淤血所致的食欲不振和食欲減退頸靜脈充盈或怒張,體循環(huán)淤血,主要機制靜脈淤血—→毛細血管流體靜壓↑水鈉潴留低蛋白血癥室內(nèi)壓↑—→淋巴回流障礙,第六節(jié) 心功能不全防治原則,一、防治原發(fā)病，消除誘因二、改善心臟的舒縮功能 1．增強心肌收縮功能：強心苷、鈣增

40、敏劑等 2．改善心肌舒張功能：鈣拮抗劑、 ACEI三、減輕心臟前后負荷 限鈉飲食、利尿劑、 血管擴張劑四、干預(yù)心肌改建 ACEI、AngII受體阻斷劑、β受體阻斷劑 五、臟器移植、細胞移植,本章要求,心功能不全時機體的代償變化；心肌收縮和舒張功能降低的機制；左心衰竭時呼吸困難發(fā)生機制及表現(xiàn)形式；右心衰竭時水腫的機制。,心功能不全的病因、誘因、分類；心功能不全時低心輸出量的表現(xiàn)。,心功能不