病理生理学课件---13--心功能不全

心功能不全邓松华(Cardiacinsufficiency)安徽医科大学基础医学院概述心脏的重要性“泵”的作用,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！美国,冠心病死亡人数50万/年中国,高血压患病人数1亿人由于各种原因引起的心肌收缩（或）舒张性减弱，以至在静息或一般体力活动情况下，心脏不能有效地将静脉回流血等量搏出从而使心输出量相对或绝对减少，不能满足组织代谢需要的全身性病理过程称为心功能不全（心衰）。概念心功能不全（Cardiacinsufficiency）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(Heartfailure)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。充血性心力衰竭的概念(Conceptofcongestiveheartfailure)心力衰竭呈慢性经过时，由于钠水潴留和血容量增加，发生静脉淤血、组织水肿及心腔扩大。心输出量↓—→静脉回流受阻—→充血→组织间液↑↓↓↓肾血流↓→+RAAS→钠水潴留→容量↑水肿心衰第一节心衰的病因、诱因与分类(Causesandpredisposingfactorsofheartfailure)一、病因(Causes)（一）原发性心肌舒缩功能障碍(Primarydysfunctionofmyocardialrelaxandcontract)心肌病变心肌梗死心肌炎心肌病及心肌纤维化等心肌代谢障碍心肌缺血缺氧及严重维生素B1缺乏(二)心脏负荷过度(Overloadformyocardium)阻力力负荷（后负荷）心室收缩时承受的负荷，相当于心室壁在收缩时张力。容量负荷增加（前负荷）指心脏在收缩前所承受的负荷，相当于心舒张末期容积，决定了心肌收缩的初长。常见原因特点容量负荷过度瓣膜闭锁不全房室隔缺损甲亢严重贫血高动力循环舒张末期容积↑压力负荷过度高血压，主A瓣狭窄；肺A高压，肺A瓣狭窄射血阻力↑二、诱因(Predisposingfactors)1.感染（Infection）感染发热代谢率心动过速心率心肌耗氧量毒素抑制心肌舒缩功能肺血管阻力右心衰2.心律失常心率180次/分50次/分心排出量下降心肌耗氧量增加冠脉流量下降(Cardiacdysrhythmia)早搏、传导阻滞等舒张期缩短，心充盈减少3.电解质与酸碱平衡紊乱(water-electrolytedisordersandacid-baseimbalance)H+、K+与Ca2+竞争细胞膜上的通道H+与Ca2+竞争肌钙蛋白高K+诱发心律失常抑制心肌收缩功能4.妊娠、分娩妊娠时血容量增加，心脏负荷增加临产时子宫收缩,交感兴奋静脉回流明显增多外周阻力增加(gestationandchildbearing)心耗氧量增加5.其他过多过快输液情绪激动过度运动气候剧变肺栓塞洋地黄中毒三、分类(Classificationofheartfailure)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.轻度代偿良好，处Ⅰ级心功能状（轻体力活动无症状、体征）和Ⅱ级心功能状态（一般体力活动乏力、气急、心悸）2.中度代偿不全，处Ⅲ级心功能状态（轻度体力活动心慌气喘，休息后好转）3.重度失代偿，心功Ⅳ级（静息状出现临床症状，完全丧失体力活动，病情危急）纽约心脏病学会心功能分级法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)急性心衰—突然发生，未充分代偿，心输出量急聚下降，伴有肺循环压力增高，肺水肿—心源性休克，心脏骤停。常见：急性心肌梗塞快速性心律失常严重心肌炎肺A栓塞高血压危象常伴有明显诱因慢性心衰—发生缓慢，有代偿（心肌肥厚、心腔扩大等），常用有静脉淤血、脏器充血、Na+，H2O潴留，又称充血性心衰。常见：高血压病、病毒性心肌炎、肥厚性心肌病等。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)左心功能不全—病变单独累及左心房和/或左心室临床：肺静脉压、肺毛细血管压力增高，肺淤血、水肿—呼吸困难常见：冠心、高血压病、主A办病变（主狭或主闭）、二闭右心功能不全——病变单独累及右心房和/或右心室，或由于肺血管压力，使右心压力负荷上升增高引起的心衰特点：体循环淤血（静脉、器官淤血），全身水肿——CVP增高常见：肺心、肺A办疾患，三尖办疾患，法乐氏四联症全心功能不全——累及左右心特征：体循环淤血+肺循环淤血临床：（1）左心衰——右心衰（2）弥散性心肌病变（心肌病、风湿性心肌炎等）（3）右心衰—左心衰（肺源性心脏病房缺—缺氧、感染—心肌受损）按心衰时心输出量分：低输出量性心力衰竭(low-outputheartfailure)高输出量性心力衰竭(high-outputheartfailure)1、低心输出量性：心衰时心输量低于正常静息时心输出量常见：冠心、高血压、急性心肌梗塞来不及代偿——死于心源性休克2、高输出量性：心衰时心输量低于心衰前但高于正常水平（或在正常高限）常见：甲亢、贫血、B1缺乏、慢性肺心动—静脉短路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收缩性心力衰竭(systolicheartfailure)舒张性心力衰竭(diastolicheartfailure)(Compensatorymechanismstocardiacinsufficiency)第二节心功能不全的代偿机制完全代偿Completecompensation不完全代偿Incompletecompensation失代偿Completecompensation代偿机制一、心脏本身的代偿二、心外代偿三、神经-体液调节机制激活一、心脏本身的代偿(一)心率增快(二)心腔扩大(三)心肌肥大(一)心率增快机制利：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心脏舒张期过短脉血流过少；心室充盈不足(二)心脏扩张(紧张源性扩张）正常状态下1.72.12.22.7m收缩力肌节初长心脏对急性血液动力改变的一种重要代偿方式心脏紧张源性扩张（Frank—starling定律）在一定范围内，心舒张未期容积增加，心肌初长增加，心缩力增加（变长性自身调节）心功能下降心输量下降心舒末期容积增高心肌初长增加心收缩力增高机制：Frank-starling定律TotalActivePassiveMaximalforceForceLength3.65m不能收缩→肌原性扩张变长性自身调节是改变前负荷来实现的，也就是改变心肌初长来实现的，肌节长度在2.2μm产生的收缩力最大，粗、细肌丝最佳重叠—Lmax，当肌节长度超过2.2μ时心输出量反而下降—肌源性扩张，失去代偿意义紧张源性扩张心室容量加大并伴有收缩力增强的心脏扩张肌源性扩张心肌拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张类型（三）儿茶酚胺正性肌力作用交感兴奋儿茶酚胺增加ATPACCAMP蛋白激酶肌浆网磷酸化细胞膜磷酸化胞浆Ca++增高心输出量增加心输出量受前后负荷影响不能正确反映心肌内在收缩性，只有在心肌前后负荷为零时的收缩才能反映心肌内在收缩性，但实际上做不到后负荷越大，收缩速度越慢，以后负荷为横坐标，收缩速度为纵坐标，所得曲线为力速度曲线，将此曲线外推到负荷为0小时的最大收缩速度即为Vmax。hypertrophy体积(四)心肌肥大(慢性持久的代偿形式）概念心肌细胞体积增大，重量增加肥厚心肌冠状血流增加核酸pr增加线粒体，肌浆网增加摄O2用O2能力增加形式1、向心性心肌肥厚—不伴有心腔显著扩张，主要是收缩期室壁压力增加所引起（长期后负荷增高，纤维变粗）2、离心性心肌肥厚—伴有心腔显著扩张主要舒张期室壁压力增高所致（长期前负荷增高，心肌纤维串联性加，肌纤维变长）①CO↓交感N兴奋CA↑↑α、β-R激活G蛋白cAMP↑PKA↑靶蛋白磷酸化，相应基因转录加强②AgⅡ、ETPLCPIP2DGPKCIP3Ca2＋↑激活钙调蛋白依赖的蛋白激酶③机械刺激通过TPK途径引起细胞增殖肥大心肌肥大机制正常压力负荷过重容量负荷过重向心性肥大离心性肥大向心性肥大离心性肥大意义：单位重量心肌或单根肌原纤维收缩性下降，总收缩力可增强，可承受更大负荷（1）厚度增加，同样壁应力产生更大的室内压，有利于克服渐增加的后负荷壁应力δ=pr2hδ为壁应力（克/cm2），p为心室内压（克/m2）r为半径，h为室壁厚度（2）心腔增大时，容量更大，虽然舒张末期容积可增加，舒张末期压力不致明显上升，以适应加重的前负荷，在一定程度内不发生V压升高。（3）不缩短舒张期，因而无心动过速时的心肌劳累。为适应心脏负荷的增加，心肌及心肌间质在结构、功能、数量及遗传表型方面出现的慢性代偿适应、增生性变化心肌重构(myocardialremodeling)-MHC-MHC醛固酮I,III型胶原产生↑降解↓（大鼠肌球蛋白重链）AG-II（刺激纤母细胞）抑制降解胶原的关键酶（MMP1)人肌球蛋白轻链1和肌钙蛋白成年型向胚胎型变换二、心外代偿(一)血容量增加(二)血流重分布(三)红细胞增多(四)组织细胞利用氧的能力增强(一)血容量增加(Increasedbloodvolume)机制GFR↓肾小管对水钠的重吸收↑醛固酮系统作用ADH作用增加回心血量,但可致前负荷增加长期血管收缩可致后负荷增加意义不利(二)血流重分布(Redistributionofbloodflow)心输出量减少时，皮肤、骨骼肌和腹腔内脏等血管收缩，供血比例心、脑血管轻度扩张，以保证重要脏器（心、脑）的血液供应轻度心衰具重要代偿意义(Increaseinredcells)(三)红细胞增多(四)组织细胞利用氧的能力增强(Increasedabilityofcellstouseoxygen）细胞线粒体数量增多呼吸酶活性增加肌红蛋白含量增多SympatheticNSRAASCytokinesGrowthFactorsFreeRadicals……心脏负荷增大心肌耗氧量增加细胞因子的损伤作用氧化应激心肌重构(remodeling)水钠潴留……三、神经-体液调节机制激活(activationofneurohumoralmechanisms)心衰，心输出量缺血，缺氧心肌收缩能力增强，心率增快，心输出量回升；阻力血管收缩维持血压，保证重要脏器的灌流。激活RASS这些效应对泵血功能及血流动力学稳态起极为重要的作用(一)交感-肾上腺髓质系统激活（二）肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活AldosteroneAngiotensinogenAngiotensinIAngiotensinIIACEReninK+Na+ACTHOtherAdrenalVascularMyocardialRenalCNSTargetReceptorSites血管紧张素转化酶醛固酮Aldosterone’sRoleinHeartFailure醛固酮动脉顺应性压力感受功能去甲肾上腺素摄取内皮功能PAI-1K+Mg++纤维化去甲肾上腺素摄取心率可变性LV重量&纤维化Na+水肿Remodeling心律失常缺血事件心衰进展心源性猝死TNF-α及IL表达上调，OFR产生增加（三）其他体液因子和氧自由基生成增多负性肌力作用WBC呼吸爆发，大量增加，心肌细胞凋亡心肌改建缺血、缺氧室壁应力↑TNF↑ILs↑内皮素NOPGsANP醛固酮作用心脏负荷增大。心肌耗氧增加心律失常细胞因子的损伤作用增强心肌收缩力增加血容量维持重要器官