心衰病理生理

(Cardiacinsufficiency)心功能不全病理生理教研室薛冰专家称全国心力衰竭患者超过1100万发布时间：2009年05月20日03时27分来源：中国新闻网•中国内地每十五秒就有一人被心脑血管疾病夺去生命，每二十二秒就有一人因此致残而丧失工作能力。•目前全国约有超过一千一百万心力衰竭患者，而随着人口老龄化和生活方式的改变，其患病率还将会持续增加。•从上世纪五十年代至今，中国心脑血管病增加了四倍，已占总死亡率的百分之三十六。•目前中国每年用于心血管疾病的治疗费用已达三千亿元人民币。心脏的重要性：“泵”若一个人活80岁，在他一生中:心脏将跳动30亿次之多！输送的血液将达3亿多升，足以装满1600架四引擎波音747客机的全部油箱！所作的功，相当于将3万公斤重的物体向上举到喜马拉雅山顶峰所作的功！(Generaldescription)第一节概述心脏的收缩和(或)舒张功能发生障碍心力衰竭的概念心输出量绝对或相对下降不能满足机体代谢需要全身组织器官灌流不足，肺和（或）体循环静脉淤血(Conceptofheartfailure)心力衰竭与心功能不全心功能不全（心功能障碍）包括心脏泵血功能下降但处于完全代偿直至失代偿的整个过程。心力衰竭患者出现明显的症状和体征，属于心功能不全的失代偿阶段。(Cardiacinsufficiency&heartfailure)心力衰竭呈慢性经过时，伴有体循环和（或）肺循环静脉系统淤血水肿。充血性心力衰竭(congestiveheartfailure)(Causesandpredisposingfactorsofheartfailure)第二节心力衰竭的病因和诱因收缩力后负荷前负荷每博输出量心输出量心率一、病因(Causes)(一)心肌受损原发性心肌病变心肌梗死、心肌炎及心肌病等继发性心肌损伤严重的贫血、冠状动脉粥样硬化，维生素B1缺乏等(二)心脏负荷过度(Overloadformyocardium)压力负荷心室收缩时承受的负荷，又称为后负荷容量负荷心室舒张时承受的负荷，又称为前负荷A.压力负荷过度:射血阻力↑•高血压•主动脉狭窄•肺动脉高压•肺动脉狭窄B.容量负荷过度:舒张末期容积↑二尖瓣关闭不全主动脉返流左心室三尖瓣关闭不全肺动脉瓣返流右心室房间隔及室间隔缺损高动力循环状态(各种原因导致的回心血量增加):甲亢,贫血,VitB1缺乏(三)心室充盈障碍房室瓣狭窄，限制性心肌病，缩窄性心包炎，心包填塞(四)心律失常二、诱因感染心律失常电解质及酸碱平衡紊乱妊娠和分娩其他90%心衰的发病都有诱因存在.凡加重心脏负荷，增加心肌耗氧，妨碍心室充盈和心肌的供血供氧、能量代谢及离子的转运的因素均可诱发或加重心衰。（一）感染•发热→交感兴奋→血管收缩→心脏负荷↑•发热→代谢率↑→心率↑→心肌耗氧量↑，舒张期缩短•内外毒素损伤心肌，抑制心肌收缩•呼吸道感染加重右心负荷，影响心肌供血供氧•血流速度加快,回心血量增加（二）电解质及酸碱平衡紊乱酸中毒•H+竞争抑制Ca与肌钙蛋白的结合；抑制Ca内流与肌浆网Ca释放•H+抑制肌球蛋白头部ATP酶活性•毛细血管括约肌松弛，动脉端扩张，灌多流少，心输出量减少高钾血症•收缩性下降：抑制心肌动作电位复极2期Ca内流•心肌传导性降低•自律性下降(三）心律失常:尤其是快速型心律失常舒张期↓→冠脉血流↓→心肌缺血缺氧HR↑→心肌耗氧量↑(四)妊娠和分娩妊娠期：血容量↑、稀释性贫血→血流速度加快，心脏负荷↑分娩时：宫缩疼痛、紧张→交感-肾上腺髓质系统↑腹内压升高静脉回流↑前负荷↑外周小血管收缩→阻力↑→后负荷↑HR↑→心肌耗氧量↑冠脉流量↓心泵功能↓心室充盈↓心输出量↓（五）其他•治疗措施不当•劳累•紧张•激动•老龄•肥胖(Classificationofheartfailure)第三节心力衰竭的分类按心力衰竭的发展速度,分为:急性心力衰竭(acuteheartfailure)慢性心力衰竭(chronicheartfailure)按心输出量低输出量性心力衰竭(low-outputheartfailure)高输出量性心力衰竭(high-outputheartfailure)低输出量型心衰高输出量型心衰前高输出量型心衰正常心输出量正常人按心肌舒缩功能收缩性衰竭(systolicheartfailure)舒张性衰竭(diastolicheartfailure)收缩和舒张混合性衰竭按病变累及的部位左心衰竭(left-sidedheartfailure)右心衰竭(right-sidedheartfailure)全心衰竭(wholeheartfailure)按病情的严重程度，分为:轻度心力衰竭(mildheartfailure)中度心力衰竭(moderateheartfailure)重度心力衰竭(severeheartfailure)1轻度心衰：代偿完全，心功能Ⅰ级orⅡ级中度心衰：代偿不全，心功能Ⅲ级重度心衰：完全失代偿，心功能Ⅳ级I级：体力活动不受限，一般体力活动不引起过度的乏力、心悸、气促和心绞痛(心功能代偿期)Ⅱ级：体力活动轻度受限，静息时无不适，中度体力活动即致……Ⅲ级：体力活动明显受限，静息时无不适，轻度体力活动即致……Ⅳ级：不能无症状地进行任何体力活动，休息时可有心力衰竭或心绞痛症状，任何体力活动都加重不适(Compensatorymechanismstocardiacinsufficiency)第四节心功能不全的代偿机制心泵功能障碍组织器官供血↓心室重塑神经-体液调节机制心外代偿反应一、神经-体液调节机制激活(Neurohumoralactivation)交感－肾上腺髓质系统激活(activationofsympathetic-adrenalmedullasystem)肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活(activationofrenin-angiotensin-aldosteronesystem)（一）交感－肾上腺髓质系统激活(activationofsympathetic-adrenalmedullasystem)1.机制：•颈动脉体、主动脉体压力感受器：心肌受损→CO↓压力感受器牵张刺激↓↓持续低灌流压力感受器敏感性↓SNS↑•容量感受器Normal：容量感受器兴奋→抑制SNS心衰时：容量感受器改建对牵张刺激的敏感性降低2.代偿效应（1）动用心力储备心率加快舒张期储备收缩期储备1)舒张期储备(增加前负荷)Frank-Starling定律心输出量心室舒张末期容积心肌肌小节初长度增加一定范围内心肌收缩力增加,心输出量增加肌节长度1.7~2.2m：肌节长度↑，收缩力↑肌节长度=2.2m：收缩力最大→CO↑代偿肌节长度2.2m：肌节长度↑收缩力↓→CO↓失代偿肌节长度3.65m不能收缩→肌原性扩张心脏紧张源性扩张：伴有心肌收缩力增强的心腔扩张心脏肌源性扩张：伴有心肌收缩力丧失或减弱的心腔扩大心脏紧张源性扩张心脏肌源性扩张2)心肌收缩力增强ATPNE+ß1.RACcAMPPKAPKA激活后作用:心肌细胞膜钙通道磷酸化钙内流3)心率加快机制压力感受器容量感受器交感神经兴奋心率↑利在一定范围内，心输出量↑弊心率过快(150次/分)对机体不利:增加心肌耗氧量心脏舒张期过短冠脉血流过少；心室充盈不足（2）体循环脏器血流重分配保障心脑重要脏器灌流量3.不利效应增大心肌耗氧量，减少冠脉灌流全身血管收缩，增大心脏前后负荷离子转运异常，诱发心律失常激活RAAS组织低灌流促进心肌改建(二)肾素-血管紧张素系统激活1.球旁细胞分泌肾素增加A.SNS兴奋,肾血管收缩,肾灌流量和压力下降,入球小动脉的牵张刺激减弱B.NE刺激球旁细胞器的ß1受体C.SNS兴奋,肾小球出球小动脉收缩大于入球小动脉收缩,远曲小管致密斑钠负荷减少,刺激致密斑感受器代偿意义:钠水潴留,血容量增加不利:增加心脏前后负荷,促进心肌改建2.心肌局部肾素-血管紧张素系统激活作用:心肌改建（三）其他体液物质的产生缩血管活性物质舒血管活性物质二、心室重塑（心肌改建）(ventricularremodeling)心室重塑的概念在持续心室机械负荷过重、神经-体液过度激活状态下，心肌组织在结构、功能、代谢、数量及基因表达等方面发生的适应性变化。(一)心室重塑的机制心肌受损神经-体液负荷增大信号转导通路基因表达改变(C-myc、C-fos)蛋白质分子表型改变诱导胚胎性基因表达(二)心室重塑的种类离心性肥大(eccentrichypertrophy)在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生，肌纤维长度增加，心腔明显扩大。向心性肥大(concentrichypertrophy)在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生，肌纤维变粗，室壁增厚，心腔无明显扩大。1.心肌肥大离心性肥大向心性肥大原因前负荷↑后负荷↑肌节复制串联复制并联复制室璧厚度↓或基本正常心壁明显增厚心腔心腔明显扩大无明显扩大甚至缩小意义减轻前负荷克服增加的后负荷正常压力负荷过重容量负荷过重向心性肥大离心性肥大由于所合成蛋白质的种类变化所致的心肌细胞“质”的改变2.心肌细胞表型改变3.非心肌细胞增生及细胞外基质改建利：•收缩蛋白总量增加,增加心肌收缩力，有助于维持心输出量•降低室壁应力，降低心肌耗氧量S=Pr/2hS：室壁应力；p：室内压；r：心室半径；h：室壁厚度弊：•缺氧、能量代谢障碍、心肌舒缩性减弱1.血容量增加(Increasedbloodvolume)机制（1）GFR↓CO→肾血液灌流减少交感－肾上腺髓质兴奋，肾动脉收缩RAS激活，肾动脉收缩PGE2三、其他代偿（2）肾小管对水钠的重吸收↑肾内血流重分布肾小球滤过分数增加促进水钠重吸收的激素增多(醛固酮)抑制水钠重吸收的激素减少(利钠激素)增加回心血量，但可致前负荷增加意义2.红细胞增多(Increaseinredcells)EPO↑3.组织细胞利用氧的能力增强(Increasedabilityofcellstouseoxygen)细胞线粒体数量增多、表面积增大、酶活性增强肌红蛋白含量增多(Mechanismsofheartfailure)第五节心力衰竭的发病机制正常心肌收缩、舒张的分子基础肌球蛋白横桥肌动蛋白收缩蛋白向肌球蛋白肌钙蛋白调节蛋白Ca2+ATP关键在于心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅速升高！CardiacMuscle影响心脏泵功能的因素:影响收缩的因素:心肌细胞(量,质的改变);能量;细胞内钙离子浓度影响舒张能力的因素收缩舒张的不协调一.心肌收缩性减弱收缩成分减少和排列改变心肌能量代谢紊乱兴奋-收缩偶联障碍严重缺血缺氧细菌病毒感染中毒（锑等）心肌细胞坏死线粒体肿胀溶酶体破坏中性粒、巨噬细胞浸润Coagulationnecrosis(一)收缩成分减少和排列改变1.心肌细胞坏死心肌梗死Atherosclerosisofthelargercoronaryarteries心肌丧失量与左室功能的关系心肌丧失量（%左室）左室功能的改变8顺应性↓10EF↓15舒张末压↑20左室扩大，心衰40心源性休克2.心肌细胞凋亡1)氧化应激儿茶酚胺的大量分泌和自氧化促炎性细胞因子引起呼吸爆发黄嘌呤氧化酶激活线粒体呼吸链功能异常2)细胞因子3)钙稳态失衡4)线粒体功能异常5)缺血,缺氧OFR3.肥大心肌收缩成分相对减少4.心肌排列改变(二)心肌能量代谢紊乱心肌能量生成障碍(impairedenergyproduction)心肌储能减少(reducedenergyreserve)能量利用障碍(impairedenergyutilization)(Disorderofmyocardialenergymetabolism)1.心肌能量生成障碍(impairedenergyproduction)最常见的原因:心肌缺血缺氧（冠心病；心肌肥大；心动过速；严重贫血）线粒体功能