病理生理學(xué)心衰

1、心力衰竭,一 概念：,心力衰竭（heart failure):指在各種致病因子作用下心臟的收縮和（或）舒張功能發(fā)生障礙，使心輸出量絕對或相對下降，以致不能滿足機(jī)體代謝需要的病理過程。,二 心力衰竭的病因、誘因與分類,（一）病因,基本病因：,1、原發(fā)性心肌舒縮功能障礙：如缺氧、酸中毒、病毒、微量元素缺乏、心肌炎、心肌病、心肌梗塞等。,2、心臟負(fù)荷過度,（1）壓力負(fù)荷過渡,（2）容量負(fù)荷過度,（二）誘因,1、全身感染,2、酸堿平衡及電解質(zhì)代

2、謝紊亂,3、心律失常,4、妊娠與分娩,5、過度勞累,6、情緒激動,7、洋地黃中毒,8、輸血輸液過多過快,9、甲亢和貧血等,（三）分類,1、根據(jù)心力衰竭的病情嚴(yán)重程度分類,輕度心力衰竭：心功能一級或心功能二級,中度心力衰竭：心功能三級,重度心力衰竭：心功能四級,2、按心力衰竭起病及病程發(fā)展速度分類,急性心力衰竭:失代償,慢性心力衰竭：有較長的代償期。,3、根據(jù)心輸出量的高低分類,低輸出量性心力衰竭,高輸出量性心力衰竭：重要名詞,4、根據(jù)心

3、力衰竭的發(fā)病部位分類,左心衰竭：,右心衰竭：,全心衰竭,5、根據(jù)心肌收縮與舒張功能障礙分類,收縮功能不全性心力衰竭,舒張功能不全性心力衰竭,三 心力衰竭的發(fā)生機(jī)制,心肌舒縮的分子基礎(chǔ)：收縮蛋白質(zhì)、調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)、鈣離子、ATP,興奮收縮偶聯(lián)和心肌舒縮的基本原理。,來自竇房結(jié)的興奮由心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)到達(dá)心肌細(xì)胞,,興奮由橫管系統(tǒng)傳向深部，到達(dá)三聯(lián)管結(jié)構(gòu),,通過某種迄今尚不清楚的機(jī)制觸發(fā)肌漿網(wǎng)（縱管系統(tǒng)）Ca2+釋放。同時細(xì)胞外Ca2+大量進(jìn)入細(xì)胞

4、內(nèi),,胞漿中的Ca2+濃度由10-7mol/L迅速上升到10-5mol/L,,Ca2+與肌鈣蛋白結(jié)合，分子構(gòu)型改變，原肌凝蛋白移位,,,橫橋形成,牽引細(xì)肌絲向粗肌絲的中央滑動,心力衰竭的發(fā)生機(jī)制：,（一）心肌收縮性減弱,1、收縮相關(guān)蛋白質(zhì)的破壞－心肌細(xì)胞死亡,（1）心肌細(xì)胞壞死：,主要見于嚴(yán)重的缺血、缺氧，細(xì)菌和病毒感染，心肌炎、心肌病、中毒等。,（2) 心肌細(xì)胞凋亡（apoptosis),凋亡：是由體內(nèi)外各種因素所誘導(dǎo)的程序性細(xì)胞死亡

5、（programmed cell death)。,凋亡與壞死有著本質(zhì)的區(qū)別,心肌細(xì)胞凋亡的機(jī)制：,①氧化應(yīng)激：所謂氧化應(yīng)激是指氧自由基生成過多或機(jī)體抗氧化功能減弱。,②細(xì)胞因子：,③鈣穩(wěn)態(tài)失衡：ATP缺乏、自由基過多、酸中毒等因素均可損傷生物膜，造成鈣穩(wěn)態(tài)失衡。,④線粒體功能異常：心肌缺氧、能量代謝障礙等因素，使線粒體受損，線粒體內(nèi)的凋亡啟動因子大量釋放，如細(xì)胞色素C、凋亡蛋白酶激活因子（Apaf)和凋亡誘導(dǎo)因子（AIF)等從線粒體內(nèi)釋

6、放出來。,2、心肌細(xì)胞能量代謝障礙,(1) 心肌能量生成障礙,原因是心肌缺血、缺氧，VitB1的缺乏等。,CH3COCOOH+HSCoA CH3CO-SCoA+CO2,丙酮酸脫氫酶,,(2) 心肌能量利用障礙,其原因是長期心臟負(fù)荷過度引起心肌肥大時，肌球蛋白頭部ATP酶的活性降低，即V1減少，V3增多。,ATP不足引起心肌舒縮功能障礙主要表現(xiàn)在以下幾方面,①ATP不足影響橫橋形成后肌球蛋白頭部的定向

7、偏轉(zhuǎn)。,② ATP不足導(dǎo)致肌漿網(wǎng)和胞膜對Ca2+的運(yùn)轉(zhuǎn)失常，造成細(xì)胞內(nèi)“鈣超載”（P154)，使心肌攣縮、斷裂。,③ “鈉泵”功能障礙，Na+大量進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)導(dǎo)致心肌細(xì)胞腫脹，波及線粒體，加之Ca2+大量進(jìn)入線粒體，使線粒體氧化磷酸化功能受損。,④ ATP減少使收縮蛋白、調(diào)節(jié)蛋白的合成和更新發(fā)生障礙。,3、心肌興奮－收縮偶聯(lián)障礙,(1) 肌漿網(wǎng)Ca2+處理功能障礙,①肌漿網(wǎng)對Ca2+攝取能力減弱：原因是ATP不足，鈣泵功能障礙，心肌內(nèi)去甲

8、腎上腺素減少及β-腎上腺素能受體下調(diào)，使胞膜受磷蛋白磷酸化減弱，對鈣泵的抑制作用增強(qiáng)。（鈣離子濃度不能由10-5mol/L下降到10-7mol/L，心肌舒張功能障礙）。,②肌漿網(wǎng)Ca2+儲存量減少：雖然心衰發(fā)生時肌漿網(wǎng)鈣結(jié)合蛋白（即集鈣蛋白和鈣網(wǎng)蛋白）含量無明顯變化，但由于鈣離子攝取減少導(dǎo)致肌漿網(wǎng)Ca2+儲存量減少。,③肌漿網(wǎng)鈣離子釋放量下降：原因有兩個方面，一方面因?yàn)殁}離子釋放通道蛋白RyR的表達(dá)減少，另一方面因?yàn)樗嶂卸臼光}離子與鈣儲

9、存蛋白親和力增高。,(2) 胞外Ca2+內(nèi)流障礙,胞外Ca2+內(nèi)流有兩條途徑：一是通過Ca2+通道內(nèi)流，另一是通過鈉鈣交換體內(nèi)流。,Ca2+通道有兩種：①電壓依賴性Ca2+通道，當(dāng)膜電位內(nèi)正外負(fù)時開放。②受體依賴性Ca2+通道，受β-腎上腺素能受體調(diào)控。,鈉鈣交換體：是一種酶蛋白，其活性是鈣泵的數(shù)十倍，膜電位內(nèi)正外負(fù)時，鈉離子外流，鈣離子內(nèi)流。,鈣離子內(nèi)流障礙的原因：,①ATP不足使鈣通道蛋白和鈉鈣交換體的合成減少，含量降低。,②心肌肥

10、大時內(nèi)源性去甲腎上腺素含量減少，受體依賴性鈣通道的開放數(shù)目減少。,③酸中毒與高鉀血癥，阻止鈣離子內(nèi)流。,(3)肌鈣蛋白與鈣離子結(jié)合障礙,酸中毒時，H+與Ca2+競爭肌鈣蛋白結(jié)合位點(diǎn)。,（二）心肌舒張功能異常,1、鈣離子復(fù)位延緩,心肌細(xì)胞胞漿鈣離子濃度由10-5mol/L下降到10-7mol/L是心肌舒張的前提條件。ATP減少使鈣泵和鈉鈣交換體功能障礙，鈣離子復(fù)位延緩。,2、肌球蛋白-肌動蛋白復(fù)合體解離障礙,肌球蛋白-肌動蛋白復(fù)合體解離不

11、僅需要鈣離子的迅速復(fù)位，還是一個消耗ATP的主動過程。,3、心室舒張勢能減少,心室舒張勢能取決于心室收縮性的強(qiáng)弱，心肌收縮離降低使舒張勢能↓，影響心室的舒張期充盈。,4、心室順應(yīng)性降低,心室順應(yīng)性：指心室在單位壓力變化下所引起的容積改變。,（三）心臟各部分舒縮活動的不協(xié)調(diào)性,心臟各部分舒縮活動保持高度協(xié)調(diào)性是心泵功能的重要特征。,1、各種原因引起的心律失常。,協(xié)調(diào)性障礙主要見于：,先心房收縮，后心室收縮，若房適活動不協(xié)調(diào)，心輸出量可將低

12、40％左右。,2、心室各部分病變程度不同，病變重的部位喪失舒縮功能，必然 引起各部位舒縮活動不協(xié)調(diào)。,這種情況最常見于心肌梗塞。,四 心力衰竭發(fā)生發(fā)展過程中機(jī)體的代償反應(yīng),complete compensation,incomplete compensation,decompensation,（一）心臟的代償反應(yīng),1、心率加快,這是最早、最快的一種代償反應(yīng)。,代償機(jī)制：,①CO↓→竇-弓反射減弱→心迷走緊張減弱→心率↑,②心室舒張末期容

13、積↑→容量感受器→交感N興奮,心輸出量＝每搏輸出量×心率,心率過快可反而加重心力衰竭，原因是：,①心率過快，心肌耗氧量增加,②心率過快，影響冠脈的血液充盈，加重心肌缺血缺氧,2、心臟擴(kuò)張,緊張?jiān)葱詳U(kuò)張：肌節(jié)長度＜2.2μm,肌源性擴(kuò)張:肌節(jié)長度＞2.2μm,Frank-Starling定律：心肌收縮力的大小在一定范圍內(nèi)與心肌纖維肌節(jié)的初長度成正比。,緊張?jiān)葱詳U(kuò)張：心臟擴(kuò)張，容量增大，并伴有心肌收縮力增強(qiáng)，稱為心臟的緊張?jiān)葱詳U(kuò)張

14、。,緊張?jiān)葱詳U(kuò)張最常見于心臟容量負(fù)荷增大。,3、心肌肥大,心肌肥大的兩種方式：,①向心性肥大：心臟長期壓力負(fù)荷過度時，心室收縮期室壁張力增高，引起心肌纖維肌節(jié)的并聯(lián)性增生，室壁增厚，心腔無明顯擴(kuò)大，稱為向心性肥大。,②離心性肥大：心臟長期容量負(fù)荷過度時，心室舒張期室壁張力增高，引起心肌纖維肌節(jié)的串聯(lián)性增生，心腔擴(kuò)大，室壁無明顯增厚，稱為離心性肥大。,心肌過度肥大必然走向衰竭－心肌肥大的不平衡生長,過度肥大心肌發(fā)生衰竭的機(jī)制：,①心臟重量

15、的增加超過心內(nèi)交感神經(jīng)元軸突的延長。,②心肌細(xì)胞線粒體數(shù)目不能隨心肌肥大而成比例增加，加之肥大心肌細(xì)胞線粒體呼吸酶活性降低，ATP生成減少。,③肥大心肌毛細(xì)血管增生相對落后，心肌供血不足。,④肥大心肌細(xì)胞肌球蛋白ATP酶活性降低。,⑤肥大心肌肌漿網(wǎng)功能障礙。,(二）心外代償反應(yīng),1、血容量增加,機(jī)制：,（1）腎小球?yàn)V過率降低，腎臟排水排鈉減少,（2）腎小管水鈉重吸收增加,①腎血流重新分布,②腎小球?yàn)V過分?jǐn)?shù)增加,③ADH和醛固酮分泌增多,

16、④利鈉激素分泌減少,2、血流重新分布,3、紅細(xì)胞增多－EPO生成增多,4、組織細(xì)胞利用氧能力增強(qiáng),線粒體數(shù)目增多，呼吸酶活性增強(qiáng),(三）神經(jīng)－體液的代償反應(yīng),交感－腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng),腎素－血管緊張素－醛固酮系統(tǒng),ADH,利鈉激素,五 心力衰竭臨床表現(xiàn)的病理生理基礎(chǔ),（一）肺循環(huán)充血,1、肺水腫,發(fā)生機(jī)制：,①毛細(xì)血管血壓升高,②毛細(xì)血管增高,2、呼吸困難,三種表現(xiàn)形式,左心衰→左心射血功能↓→左心舒張末期壓力↑→肺循環(huán)充血,肺循環(huán)充血的主

17、要表現(xiàn)：,（1）勞力性呼吸困難（exertional dyspnea),勞力性呼吸困難：左心衰竭的患者在體力活動時出現(xiàn)呼吸困難，休息后可減輕或消失，稱之為勞力性呼吸困難。,發(fā)生機(jī)制：,①體力活動時機(jī)體需氧量增加，而心輸出量不能相應(yīng)增多，機(jī)體缺氧加劇，反射性興奮呼吸中樞，引起“氣急”,②體力活動時，心率加快，心臟舒張期縮短，左心血液充盈進(jìn)一步減少，加重肺淤血、肺水腫。,③體力活動時，肌肉收縮，肌肉中的血液向心回流↑→加重肺淤血、肺水腫,（

18、2）端坐呼吸（orthopnea),端坐呼吸：左心衰竭的患者平臥時呼吸困難加重，因而被迫采取端坐或半臥體位以減輕呼吸困難的現(xiàn)象，稱為端坐呼吸。,發(fā)生機(jī)制：,①端坐時因重力關(guān)系使部分血液轉(zhuǎn)移到軀體下半部分，肺淤血、肺水腫減輕。,②端坐位時膈肌位置下降，胸腔容積增大，肺活量增大,③端坐位時由于重力作用，使機(jī)體下半身水腫液吸收入血減少，減輕肺淤血、肺水腫。,（3）夜間陣發(fā)性呼吸困難（paroxysmal nocturanl dyspnea),

19、夜間陣發(fā)性呼吸困難:左心衰竭的患者夜間入睡后因突感氣悶而被驚醒，在端坐咳喘后呼吸困難緩解，稱之為夜間陣發(fā)性呼吸困難。,發(fā)生機(jī)制：,①平臥后膈肌上升，胸腔容積縮小，肺活量變小,②入睡后迷走神經(jīng)緊張性緊張性增高，使支氣管收縮，氣道阻力增大,③入睡后中樞神經(jīng)系統(tǒng)處于相對抑制狀態(tài)，只有肺淤血、肺水腫特別嚴(yán)重時，才會刺激呼吸中樞，因此患者常因氣悶而驚醒。,（三）心功能及血流動力學(xué)的變化,1 心泵功能降低,（1）CO減少 CO的正常值3.5

20、－5.5L/min,（2）心指數(shù)降低 正常值2.5－3.5L/min · m2,（3）心室舒張末期壓力增高,右心室舒張末期壓力增高，表現(xiàn)為中心靜脈壓增高,2 血壓的變化,（1）靜脈壓增高 左心衰竭引起肺循環(huán)靜脈壓增高，右心衰竭引起體循環(huán)靜脈壓增高,（2）動脈血壓的變化 急性心力衰竭降低，慢性心力衰竭代償期正常，晚期降低。,（四）電解質(zhì)及酸堿平衡紊亂,1 低鈉血癥,原因：心輸出量減少，鈉水潴留，抗利尿激素

21、增多，水潴留大于鈉潴留。加之限制食鹽的攝入。,2 低鉀血癥,原因：醛固酮的分泌增多及長期使用排鉀利尿劑。,3 代謝性酸中毒,組織器官血液供應(yīng)不足，酸性代謝產(chǎn)物增多，腎血流量減少，腎臟的排酸保堿功能障礙。,（三）心輸出量不足,心力衰竭最具特征性的血流動力學(xué)變化是心輸出量絕對或相對減少。,心輸出量不足的主要表現(xiàn)：,1、皮膚蒼白或發(fā)紺,皮膚蒼白是由于皮膚血流量減少，加之交感神經(jīng)興奮使皮膚血管收縮所致。,發(fā)紺主要是因?yàn)檠h(huán)性缺氧。,2、疲乏無力

22、、失眠、嗜睡,原因是腦組織缺氧→ATP生成減少、酸中毒、溶酶體水解酶漏出、神經(jīng)遞質(zhì)代謝紊亂等,3、尿量減少,尿量在一定程度上可以間接反應(yīng)心功能狀況，心功能改善時，尿量增多。,4、心源性休克,六 心力衰竭防治的病理生理基礎(chǔ),（一）防治病因、消除誘因,（二）改善心臟舒縮功能,1、增強(qiáng)心肌收縮力,洋地黃類藥物：地高辛,擬交感藥物：多巴胺（β-受體激動劑）,磷酸二酯酶抑制劑：氨聯(lián)吡啶酮,左西孟坦：進(jìn)口新藥，為鈣增敏劑類心衰治療藥，左西孟坦與心臟

23、肌鈣蛋白C亞單位結(jié)合可增強(qiáng)肌鈣蛋白對鈣離子的敏感性，增強(qiáng)心肌收縮力，而無需提高心肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，不影響心率，心肌耗氧量未見明顯增加。左西孟坦還能使靜脈、動脈和腦血管擴(kuò)張，降低心臟前后負(fù)荷，改善冠脈血流。,2、改善心肌的舒張性能,硝酸酯類：藥理作用主要是引起血管內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生NO,從而舒張血管，由于能舒張冠狀血管，常用作抗心絞痛的一線藥物，它同時還能降低心室壁肌張力。,3、減輕心臟前后負(fù)荷,（1）降低心臟后負(fù)荷,肼苯噠嗪：其藥理作用是使

24、小動脈舒張，降低外周阻力。,鈣拮抗劑（硝吡啶、維拉帕米）：抑制胞外鈣離子內(nèi)流，松弛血管平滑肌，舒張血管。,血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑：卡托普利,硝酸酯類：硝酸甘油,血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑：纈沙坦、衣普沙坦、伊貝沙坦,（2）調(diào)整心臟前負(fù)荷,檢測中心靜脈壓、肺動脈楔壓作為參考依據(jù),利尿劑：噻嗪類，速尿，氨體舒通等。,北京阜外醫(yī)院的楊躍進(jìn)教授指出，有資料表明，目前臨床醫(yī)生治療心衰時使用ACEI及β-受體阻滯劑不足一半，且劑量只用目標(biāo)劑量的1/4，