病理生理學(xué)-第13章 心功能不全

1、心 功 能 不 全,Cardiac insufficiency,溫州醫(yī)學(xué)院病生教研室 倪世容,每年全世界有1000萬人心臟病發(fā)作,死亡人數(shù)約720萬人。2002年中國因心臟病死亡人數(shù)為70.3萬人，每15秒鐘就有一位中國人因心血管疾病死亡；每22秒鐘就有一位中國人因此失去工作能力。,心 血 管 疾 病,人 類 “第 一 殺 手”,,授 課 內(nèi) 容,,心 臟 基 本 的 功 能 是 什 么？,,心泵功能,,舒張

2、期充盈,收縮期射血,心臟的收縮和(或)舒張功能發(fā)生障礙,心 力 衰 竭 ( heart failure ),3.5 – 5.5L,充 血 性 心 衰( congestive heart failure, CHF ),,指心衰呈慢性經(jīng)過時，最終體內(nèi)血容量增多、靜脈淤血明顯，組織液增多的病理過程。,(P202),心 功 能 不 全,,,心功能不全,正常 代償期 失代償期 (心力衰竭),,,病 因,

3、,,心 肌 舒 縮 功 能 障 礙,,,,病 因,心 臟 負 荷 過 重,病 因,心 肌 舒 縮 功 能 障 礙,,,壓 力 負 荷(后負荷) 心室收縮時承受的負荷.,,,,負 荷,容 量 負 荷(前負荷) 心室舒張時承受的負荷.,心 臟 負 荷 過 重,,二尖瓣關(guān)閉不全,,,主動脈瓣狹窄（開放不全）,肺 動 脈 高 壓,,,,,,,,,,各種感染,,,,心律失常,水電酸堿平衡紊亂,氣候急劇變化,,情緒激動,,妊娠、分娩,

4、,體力負荷過重,,過多過快輸液,,,心 力衰 竭,凡能引起心肌損害或增加心臟負荷的因素都可成為心衰的誘因,誘 因,感 染,,發(fā)熱→交感興奮→血管收縮→心臟負荷↑ 發(fā)熱→代謝率↑→心率↑→心肌耗氧量↑，供氧↓ 內(nèi)毒素損傷心肌，抑制心肌收縮 呼吸道感染加重右心負荷，影響心肌供血供氧,,心 律 失 常,快 速緩 慢,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

5、快，耗氧量增加，加劇缺氧。,,過多過快輸液,,血容量增加,,心臟前負荷,,水 電 解 質(zhì) 及 酸 堿 平 衡 紊 亂,高 鉀 血 癥抑制心肌動作電位復(fù)極化期Ca內(nèi)流↑→心肌收縮性↓心肌傳導(dǎo)性降低,水 電 解 質(zhì) 及 酸 堿 平 衡 紊 亂,酸 中 毒H+競爭抑制Ca與肌鈣蛋白的結(jié)合；抑制Ca內(nèi)流與肌漿網(wǎng)Ca釋放H+抑制肌球蛋白頭部ATP酶活性氧化過程障礙，ATP產(chǎn)生↓,,水 電 解 質(zhì) 及 酸 堿 平 衡 紊 亂,妊

6、娠 和 分 娩,妊娠期血容量增加,稀釋性貧血分娩期,交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮 心率 心肌耗氧量增加 冠脈供血不足,心肌缺氧外周小血管收縮,循環(huán)阻力升高,,,,,,其 他,治 療 措 施 不 當(dāng) 勞 累 緊 張 激 動,分 類,,,left-sided heart failure,肺循環(huán)淤血，心排量降低，呼吸困難，肺水腫，組織灌流不足,,,right-sided heart

7、 failure,體循環(huán)淤血，臟器功能障礙，頸靜脈怒張，胸腹水,,,whole heart failure,右心衰竭,全心衰竭,左心衰竭,,,,發(fā) 病 部 位,發(fā) 生 速 度心 輸 出 量 的 高 低,急 性慢 性,,,高心輸出量低心輸出量,(acute heart failure),(chronic heart failure),(low-output heart failure),(high-output

8、 heart failure),,,,,,低輸出量型心衰,高輸出量型心衰 前,高輸出量型心衰,正 常心 輸出 量,,正 常 人,,CO相對?,CO絕對?,病 情 嚴(yán) 重 程 度,輕 度 心 力 衰 竭 (mild heart failure) 中 度 心 力 衰 竭 (moderate heart failure) 重 度 心 力 衰 竭 (severe heart failure),,心 肌 舒 縮 功 能,收 縮

9、 性 衰 竭 (systolic heart failure)舒 張 性 衰 竭 (diastolic heart failure),,分 級,,心 功 能 不 全 的 代 償,A,神經(jīng)體液機制的激活,B,心 臟 自 身 代 償,C,心 外 代 償,,神 經(jīng) 體 液 調(diào) 節(jié) 機 制 激 活,,心 輸 出 量↓,AngⅡ↑,,,腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活,,,交感神經(jīng)系統(tǒng)激活,兒茶酚胺↑,,心　肌肥　大,心 臟

10、 　擴 張,心 率 加 快,1,2,3,心 臟 本 身 的 代 償 反 應(yīng),,心 力 衰 竭 的 發(fā) 病 機 制,A,心肌收縮性減弱,B,心肌舒張功能障礙,C,心臟各部舒縮活動的不協(xié)調(diào)性,,,心 肌 收 縮 性 減 弱,相 關(guān) 收 縮 蛋 白 破 壞 能 量 代 謝 障 礙 興 奮 - 收 縮 耦 聯(lián) 障 礙(Ca2+轉(zhuǎn)運異常),,,心 肌 收 縮 相 關(guān) 蛋 白 減 少,,心 肌 細 胞 數(shù) 量 減 少,1. 心 肌 細

11、 胞 壞 死：2. 心 肌 細 胞 凋 亡：,,自 由 基↑,,,,心 肌 收 縮 相 關(guān) 蛋 白 減 少,心 肌 細 胞 數(shù) 量 減 少,常見的心力衰竭病因,,,,,心肌舒縮功能障礙,心臟負荷過重,心肌損害,代謝異常,心肌梗死心肌炎 心肌病心肌纖維化藥物毒性,,VitB1缺乏 缺血缺氧,容量負荷過重 壓力負荷過重,瓣膜關(guān)閉不全 室間隔缺損 甲亢動-靜脈瘺 慢性貧血,高血壓 主動脈瓣狹窄 肺栓塞 肺源

12、性心臟病肺動脈高壓,,,,,,血管、線粒體密度↓,,,心 肌 能 量 代 謝 障 礙,,能 量 生 成 障 礙,丙酮酸脫氫酶,三羧酸循環(huán),脂肪酸 丙酮酸 乙酰CoA 葡萄糖,,,,Ｘ,VB1,嚴(yán)重缺血缺氧,冠心病休克、嚴(yán)重貧血心肌肥大,磷酸肌酸(CP),心肌肥大時，磷酸肌酸激酶活性↓，儲能的CP ↓．,能 量 儲 備 障 礙,能 量 利 用 障 礙,,,,,ATP酶

13、,肌球蛋白,心肌過度肥大,,,,心肌興奮—收縮耦聯(lián)障礙,Ca2+內(nèi)流障礙,肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合障礙,肌漿網(wǎng)攝取、貯存和釋放Ca2+障礙,,,,心肌過度肥大,酸中毒：競爭抑制肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合,,,,,ATP,,Ca2+,,,Ca2+,肌漿網(wǎng),肌漿網(wǎng)轉(zhuǎn)運Ca2+：攝取 儲存 釋放障礙,,,過度肥大,過度肥大,過度肥大,過度肥大,,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,,,,ATP,,Ca2+,,肌漿網(wǎng),,,,NE,

14、β,,過度肥大,過度肥大,過度肥大,胞外Ca2+內(nèi)流障礙,過度肥大,,,,,,ATP,,Ca2+,,肌漿網(wǎng),,,,NE,β,,,,,,,,,,,肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合障礙,,,,H,H,H,H,,,H,,代表Ca2+,,,心肌收縮能力降低,心 肌 舒 張 功 能 障 礙,,,,ATP,,Ca2+,,肌漿網(wǎng),,,NE,β,,Ca2+復(fù)位,ATP,Ca2+,,,,,心肌舒張,復(fù)極化,,細胞內(nèi)Ca2+外流（鈣泵）,,肌漿網(wǎng)攝取(回收) Ca2

15、+（鈣泵）,,胞漿[Ca2+]↓(10-5 10-7 M，舒張閾值),,,Ca2+與肌鈣蛋白分離,,肌鈣蛋白、向肌球蛋白恢復(fù)原型,,肌球-肌動蛋白復(fù)合體解離（ATP),,細肌絲復(fù)位、肌節(jié)伸長,,,,,心 肌 舒 張 功 能 障 礙,ATP↓,心室收縮功能↓,僵硬度↑,ATP↓,,鈣 離 子 復(fù) 位 延 緩 肌球-肌動蛋白復(fù)合體解離障礙 心 室 舒 張 勢 能 減 少 心 室 順 應(yīng) 性↓,大量的出血,引起心包填塞。,心室順

16、應(yīng)性↓,,心 臟 各 部 分 舒 縮 活 動 不 協(xié) 調(diào),肌球-肌動蛋白復(fù)合體解離障礙,橫橋拆除障礙,,ATP減少,,機 制,壓 力 感 受 器容 量 感 受 器化 學(xué) 感 受 器,心 率 加 快,,,,利,在一定范圍內(nèi)，心輸出量↑,弊,心率過快(>180次/分)對機體不利: 增 加 心 肌 耗 氧 量 心 臟 舒 張 期 過 短 冠脈血流過少；心室充盈不足,,Frank-Starling定律,,,,1.7

17、 2.1 2.2 3.6?m,收縮力,肌節(jié)初長,,,緊張源性擴張,肌源性擴張,心 肌 緊 張 源 性 擴 張,遵循Frank- starling定律，心臟作功的增加是通過增加心室腔大小的機制來實現(xiàn)。,,,,,正常狀態(tài)下,,肌節(jié)長度2.2 ?m：粗細肌絲最佳重疊，有效橫橋數(shù)最多，產(chǎn)生最大收縮力,,緊 張 源 性 擴 張 心室容量加大并伴有收縮力增強的心臟擴張.,肌 源 性 擴 張

18、心肌拉長不伴有收縮力增強的心臟擴張.,心肌細胞體積增大，重量增加,心 肌 肥 大(myocardial hypertrophy),,男: ＞350g 女: ＞300g,離心性肥大,向心性肥大,在長期壓力負荷作用下，肌纖維并聯(lián)增生，肌纖維增粗，室壁厚度↑，心腔無明顯擴大。,在長期容量負荷作用下，肌纖維串聯(lián)增生，肌纖維長度↑，心腔擴大。,向心性肥大,離心性肥大,心 肌 肥 大,離心性心肌肥大,正常心臟橫切面,向心性心肌肥大,心 肌 肥

19、大,利： 是慢性心功能不全極為重要的代償方式。 心臟總體收縮功能↑。,心 肌 肥 大,,,弊（>500g）：心肌過度肥大，可因心肌的不平衡生長而發(fā)生心力衰竭。,心 肌 的 不 平 衡 生 長,單位重量心肌交感神經(jīng)分布密度↓肥大心肌毛細血管數(shù)量增加不足線粒體數(shù)目相對↓肥大心肌的肌球蛋白ATP酶活性下降肌漿網(wǎng)ATP酶活性下降,,心臟本身的代償反應(yīng),心　輸　出　量↓,180,2.2,500,,非心肌細胞及細胞外基質(zhì)的變化,

20、心肌細胞重塑,心肌細胞肥大,心肌細胞表型改變,,,心室重塑,,ATP酶活性↓,重構(gòu)心?。篤1↓，V3↑,,肌球蛋白ATP酶同工酶有三種: V1 (αα): 活性最高 V2 (αβ): 活性次之 V3 (ββ): 活性最低,,,心 肌 細 胞 表 型 改 變,Myocardial disarray. Different aspects (A-D) with increased interstitial fibrosis

21、.,非心肌細胞及細胞外基質(zhì)的變化,心 外 代 償,血容量增 加,血 流重分布,,A,,B,組織利用氧能力增強,,D,紅細胞增 多,,C,血 容 量 增 加,,鈉 水 潴 留,水鈉重吸收↑,積極作用——心室充盈↑CO↑維持動脈血壓不利影響——心性水腫，心臟負荷↑耗氧↑,血 容 量 增 加,,,意 義:,利:維持血壓，保證重要器官血液供應(yīng)；弊:周圍器官缺血，心臟后負荷增加。,,交感興奮↑,代謝產(chǎn)物↑,皮膚內(nèi)臟血管收縮,心、腦血管

22、擴張,,,,,意 義:,血 流 重 分 布,,,紅 細 胞 增 多 組織細胞利用氧的能力增強 細胞線粒體數(shù)量增多,酶活性增高 肌紅蛋白含量增多,利:增加氧的攜帶，改善周圍組織的供氧；弊:增加血黏度，心臟負荷增大。,增加組織對氧的利用能力，儲存能力。,,正 常 心 肌 舒 縮 的 分 子 基 礎(chǔ),肌 節(jié),粗肌絲,,細肌絲,,,,細肌絲(肌動蛋白),粗肌絲(肌球蛋白),,,具ATP酶活

23、性,,,肌動蛋白,向肌球蛋白,肌鈣蛋白,,,收縮蛋白,,,調(diào)節(jié)蛋白,,① ②——稱為收縮蛋白 ③ ④——稱為調(diào)節(jié)蛋白,肌絲滑行過程條件：收縮蛋白、調(diào)節(jié)蛋白、Ca2+、ATP,,肌 肉 收 縮 模 式,,,肌漿網(wǎng)釋放 Ca2+,,,,心 肌 收 縮,去極化,,細胞外Ca2+內(nèi)流,,,,,,Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合,,,肌球-肌動蛋白復(fù)合體形成,,細肌絲向肌節(jié)中央滑行，肌節(jié)縮短,,向肌球蛋白旋轉(zhuǎn)到肌動蛋白溝中,肌球蛋白

24、頭部ATP酶激活，水解ATP，釋放能量,,胞漿[Ca2+]↑(10-7 10-5 M，收縮閾值),,,心肌舒張,復(fù)極化,,細胞內(nèi)Ca2+外流（鈣泵）,,肌漿網(wǎng)攝取(回收)Ca2+（鈣泵）,,,胞漿[Ca2+]↓(10-5 10-7 M，舒張閾值),,,Ca2+與肌鈣蛋白分離,,肌鈣蛋白、向肌球蛋白恢復(fù)原型,,肌球-肌動蛋白復(fù)合體解離（ATP),,細肌絲復(fù)位、肌節(jié)伸長,,,,,正常的舒縮活動，必須具備三個條件：,Ca2

25、+運轉(zhuǎn) 正常,能量代 謝正常,收縮蛋白與調(diào)節(jié)蛋白性能正常,1,2,3,常 見 的 心 力 衰 竭 病 因,,,,,心肌舒縮功能障礙,心臟負荷過重,心肌損害,代謝異常,心肌梗死心肌炎 心肌病心肌纖維化藥物毒性,,VitB1缺乏 缺血缺氧,容量負荷過重 壓力負荷過重,瓣膜關(guān)閉不全 室間隔缺損 甲亢動-靜脈瘺 慢性貧血,高血壓 主動脈瓣狹窄 肺栓塞 肺源性心臟病肺動脈高壓,,,,,,,

26、,,低輸出量型心衰,高輸出量型心衰 前,高輸出量型心衰,正 常心 輸出 量,,正 常 人,,CO相對?,CO絕對?,甲狀腺機能亢進癥 嚴(yán)重貧血 維生素B1缺乏病 動-靜脈瘺 妊娠,,高動力循環(huán)狀態(tài),,,,,,,,心輸出量↓,,?,,,,頸靜脈怒張,,右心衰竭表現(xiàn),?,右心衰竭,左心衰竭,,,心輸出量↓,,體循環(huán)淤血,,肺循環(huán)淤血,,,,,,,,腎少尿,,皮膚蒼白,,骨骼肌疲乏,,?,腦

27、暈厥,組織器官缺血缺氧,,,?,右心衰竭,左心衰竭,,,心輸出量↓,,體循環(huán)淤血,,,,,,,,腎少尿,,皮膚蒼白,,骨骼肌疲乏,,?,腦暈厥,組織器官缺血缺氧,,,肺循環(huán)淤血,,,定 義：僅在體力活動時出現(xiàn)呼吸困難，休息后減輕或消失。,勞力性呼吸困難（dyspnea on exertion),回心血量? 肺淤血?心率? 左心室充盈? 肺淤血?耗氧量? 缺氧 刺激呼吸中樞

28、,機 制：體力活動時,,,,,,,定義：平臥時加重呼吸困難而被迫采取端坐位或半臥位，以減輕呼吸困難的程度。,端 坐 呼 吸（orthopnea),機 制：① 端坐時部分血液轉(zhuǎn)移到軀體下半部，肺淤血減輕② 端坐時胸腔容積增大,肺活量增加③ 端坐位可減少水腫液的吸收，肺淤血減輕,端 坐 呼 吸（orthopnea),定義： 患者夜間入睡后突然感到氣悶被驚醒，在端坐咳嗽后緩解。,夜間陣發(fā)性呼吸困難（paroxysmal noct

29、urnal dyspnea),機制： ① 平臥后下肢靜脈血回流增多，肺淤血加重； ② 入睡后迷走神經(jīng)興奮，使支氣管收縮； ③ 入睡后中樞對傳入刺激的敏感性降低。,夜間陣發(fā)性呼吸困難（paroxysmal nocturnal dyspnea),H2O,肺 水 腫(pulmonary edema),H2O,H2O,H2O,,家 兔 肺 水 腫,?,右心衰竭,左心衰竭,,,心輸出量↓,,體循環(huán)淤血,,,,,,,,腎少尿,,皮膚

30、蒼白,,骨骼肌疲乏,?,腦暈厥,組織器官缺血缺氧,,,肺循環(huán)淤血,,防治原發(fā)病，消除誘因 改善心臟的舒縮功能 減輕心臟前、后負荷，提高心輸出量 對癥處理,心力衰竭防治的病理生理基礎(chǔ),本 章 要 求,掌 握：,心力衰竭的概念；心力衰竭的心臟的代償機制；心力衰竭的發(fā)生機制；心衰時呼吸困難的發(fā)生機制；,熟 悉：,心衰的病因、誘因；臨床表現(xiàn)的病生基礎(chǔ)。,了 解：,心力衰竭的分類；心臟以外的代償機制；心力衰