第十五章 心功能不全

第十五章心功能不全cardiacinsufficiency概述第一节心力衰竭的病因、诱因与分类第二节心力衰竭的发生机制第三节心力衰竭时机体的代偿反应第四节心力衰竭临床表现的病理生理基础第六节防治心力衰竭的病理生理基础病例大纲要求练习题新近展美国,冠心病死亡人数50万/年中国,高血压患病人数1亿人38%32%30%心血管病恶性肿瘤其他心血管疾病概述4影响心排血量的因素心肌收缩性（Myocardialcontractility）心率（Heartrate）每搏输出量（Strokevolume）心排血量（Cardiacoutput）前负荷（Preload）后负荷（Afterload）心功能不全与心力衰竭的关系心功能不全代偿阶段失代偿阶段（心力衰竭）高血压、心脏、血管疾病导致心功不全6心功能不全的概念各种原因引起心脏结构和功能的改变，使心室泵血量和（或）充盈功能低下，以至不能满足组织代谢需要的病理生理过程，在临床上表现为静脉淤血和心排血量减少的综合征。心力衰竭（Heartfailure）心脏的收缩和(或)舒张功能发生障碍心输出量绝对或相对下降不能满足机体代谢需要从血液动力学的观点看心衰表现：动脉缺血（输出不足）静脉淤血（回流障碍）第一节心力衰竭的病因、诱因与分类二、诱因三、分类一、病因二、心力衰竭的诱因（一）全身感染（二）酸碱平衡和电解质代谢紊乱（三）心律失常（四）妊娠和分娩（五）其他劳累、紧张、激动、甲亢等1）发热交感神经兴奋代谢率增高2）内毒素直接抑制心肌舒缩功能3）发热心率加快，增加心肌耗氧，心脏舒张期缩短，冠脉血流减少。4）呼吸道感染加重右心负荷（一）全身感染1）酸中毒（2）H+抑制肌球蛋白ATP酶的活性（3）使毛细血管前括约肌松弛，而小静脉张力不变，微循环灌多流少。2）高钾血症（1）H+抑制Ca2+与肌钙蛋白结合，抑制Ca2+内流和肌浆网Ca2+的释放（二）酸碱平衡和电解质代谢紊乱抑制Ca2+内流收缩性和传导性降低（1）心率快，舒张期缩短，冠脉血流减少；（2）心率加快，心肌耗氧量增加；（3）房室活动协调性紊乱，心室充盈不足，心输出量下降.（三）心律失常（四）妊娠和分娩妊娠期：血容量增加心脏负荷加重分娩时：宫缩疼痛、精神紧张交感肾上腺髓质系统兴奋静脉回流前负荷外周小血管收缩阻力左室后负荷心率心肌耗氧量、冠脉灌流不足三、心力衰竭的分类（一)按据心力衰竭病情严重程度分类（二）按心力衰竭起病及病程发展速度分类（三）按心输出量的高低分类（四）按心力衰竭的发病部位分类（五）按心肌收缩与舒张功能的障碍分类心功能分级一级：在休息或轻体力活动情况下，可不出现心力衰竭的症状、体征。二级：体力活动略受限，一般体力活动时可出现气急心悸。三级：体力活动明显受限，轻体力活动即出现心衰的症状、体征，休息后好转。四级：安静情况下即出现心衰的临床表现，完全丧失体力活动能力，病情危重。（一）根据心力衰竭严重程度分类轻度心力衰竭：由于代偿完全，处于一级或二级心功状态。中度心力衰竭：代偿不全，心功能三级。重度心力衰竭：完全失代偿，心功能四级。（二）按心力衰竭起病及病程发展分类急性心力衰竭：常见于急性心肌梗死，严重的心肌炎等。慢性心力衰竭：常见于高血压病，心瓣膜病和肺动脉高血压等。（三）按心输出量的高低分类1、低输出量性心力衰竭（lowoutputheartfailure)冠心病、高血压病、心瓣膜病、心肌炎2、高输出量性心力衰竭（highoutputheartfailure)常见于甲亢、严重贫血、妊娠、脚气病、动-静脉瘘等。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（四）按心力衰竭发病部位分1、左心衰竭2、右心衰竭3、全心衰竭1、左心衰竭主要由于左室受损或负荷过重左室泵血功能从肺循环流到左心室的血液不能充分射入主动脉肺循环淤血、水肿。常见于冠心病，高血压病及二尖瓣关闭不全等。2、右心衰竭右衰竭体循环淤血静脉压上升下肢甚至全身水肿常见于大块肺栓塞、肺动脉高压、慢性阻塞性肺疾病、二尖瓣狭窄等。3.全心衰竭左右心衰竭同时存在。也可由一侧心衰波及另一侧演变而来。常见于风湿性心肌炎、严重贫血等。左心衰肺动脉高压右心后负荷过重右心衰全心衰竭（五）按心肌收缩与舒张功能的障碍分收缩功能不全性心力衰竭（收缩性衰竭）常见于高血压性心脏病、冠心病等，主要由于心肌变性、心肌细胞坏死所致。舒张功能不全性心力衰竭（舒张性衰竭）二尖瓣或三尖瓣狭窄、缩窄性心包炎、肥大性心肌病、心肌缺血等。一、心肌收缩性减弱二、心室舒张功能异常三、心脏各部舒缩活动的不协调性正常心肌舒缩的分子基础第二节心力衰竭发生的机制正常心肌舒缩的分子基础1.收缩蛋白:肌球蛋白和肌动蛋白2.调节蛋白:向肌球蛋白和肌钙蛋白3.钙离子4.ATP一、心肌收缩性减弱心肌收缩性：心肌在肌膜动作电位的触发下产生张力和缩短的能力。（一）收缩相关蛋白质的破坏（二）心肌能量代谢障碍（三）心肌兴奋-收缩耦联障碍（四）心肌肥大的不平衡生长（一）收缩相关蛋白质的破坏1、心肌细胞减少：心梗，心肌炎心肌细胞变性坏死。常见原因为心肌梗死（面积达23％）。2、心肌细胞凋亡：使心肌细胞数减少，心肌收缩相关蛋白质减少3、心肌结构改变4、心室扩张心衰时心肌细胞凋亡机制：（1）氧化应激：氧自由基（儿茶酚胺）、抗氧化功（2）细胞因子：TNF-α、IL-1、IL-6、干扰素等诱导凋亡。（3）钙稳态失衡:ATP、自由基损伤细胞膜、肌浆网膜；酸中毒细胞钙稳态失衡。（4）线粒体功能障碍：缺氧能量线粒体膜通透性，细胞凋亡启动因子从线粒体内释放出来细胞凋亡。细胞色素C,凋亡蛋白酶激活因子（Apaf）,凋亡诱导因子AIF。3、心肌结构改变心肌肥大，结构异常。（1）伴有胚胎基因表达；（2）细胞外基质过渡纤维化及降解失衡；4、心室扩张心衰时心室代偿扩张：（1）心肌细胞数量减少；（2）细胞骨架改变，肌丝重排；（3）室壁应力增大；1、能量生成障碍2、能量储存障碍3、能量利用障碍（二）心肌能量代谢障碍（1）缺血、缺氧（2）维生素B1缺乏1、心肌能量生成障碍：ATP生成减少影响心肌收缩性的机制：1）收缩缺乏能量2）Ca2+转运、分布异常、钙超载3）线粒体肿胀4）功能蛋白质合成不足ATPCP严重心衰时，CP激酶同功酶发生转换，CP激酶活性降低，CP减少2、能量储存障碍：3、能量利用障碍：常见原因：心肌肥大肌球蛋白ATP酶变异：V1V2V3肌球蛋白头部ATP酶活性↓ATP水解↓心肌收缩力↓（三）心肌兴奋收缩-耦联障碍3、肌钙蛋白与Ca2+结合障碍2、胞外Ca2+内流障碍1、肌浆网Ca2+转运功能障碍胞浆Ca2+的来源SRMitoCa2+Ca2+受体依赖性通道电压依赖性通道［Ca2+］［Ca2+］10-7M胞浆Ca2+的来源Na+-Ca2+交换体（1)肌浆网Ca2+摄取能力减弱缺血、缺氧ATP肌浆网Ca2+泵活性摄钙肌浆网摄钙肌浆网的Ca2+储存释放到胞浆中的Ca2+心肌收缩性（2）肌浆网Ca2+储存量减少1）心衰时肌浆网Ca2+存储心肌兴奋时肌浆网释放Ca2+2）酸中毒Ca2+与钙储存蛋白结合紧密心肌兴奋时肌浆网释放Ca2+不能达到阈值兴奋-收缩耦联障碍（3）肌浆网Ca2+释放量减少2、胞外Ca2+内流障碍主要途径两条：电压依赖性钙通道一是经过钙通道受体操纵性钙通道二是通过钠-钙交换体内流SRMitoCa2+Ca2+受体依赖性通道电压依赖性通道［Ca2+］［Ca2+］10-7M胞外Ca2+内流主要途径Na+-Ca2+交换体电压依赖性钙通道：除极时通道开放，钙离子内流，复极时通道关闭,内流停止。受体操纵性钙通道:受细胞膜上β受体和某些激素调控钠钙交换体：当膜内电压为正时，钠离子外流，钙离子内流。心衰时心肌肥大酸中毒β受体密度降低降低β受体对去甲肾去甲肾上腺素减少上腺素的敏感性受体操纵Ca2+通道开放减少Ca2+内流受阻阻碍Ca2+内流2、胞外Ca2+内流障碍高血钾3、肌钙蛋白与Ca2+结合障碍（1）心衰酸中毒H+占据肌钙蛋白上的Ca2+结合部位影响Ca2+与肌钙蛋白的结合心肌兴奋-收缩耦联受阻。（2）酸中毒肌浆网释放钙减少胞浆Ca2+（四）心肌肥大的不平衡生长1.单位体积心肌交感神经元减少；2.单位体积心肌线粒体数量减少；3.单位体积心肌毛细血管数量减少；4.单位体积心肌受体密度减少；二、心室舒张功能异常（一）钙离子复位延缓（二）肌球-肌动蛋白复合体解离障碍（三）心室舒张势能减弱（四）心室顺应性降低心肌缺血、缺氧ATP肌膜钙泵活性下降肌浆网钙泵活性胞浆内Ca2+向胞外排出肌浆网钙泵摄Ca2+（一）钙离子复位延缓（二）肌球-肌动蛋白复合体解离障碍ATP缺乏、钙与肌钙蛋白亲和力增加心室收缩产生舒张势能。1.使心室收缩性减弱的因素。2.舒张期冠脉灌流、充盈不足。（三）心室舒张势能减弱（四）心室顺应性降低心室顺应性是指心室在单位压力变化下所引起的容积改变（dV/dp)，其dp/dV即为心室僵硬度（ventricularstiffness）心室顺应性降低的原因（1）室壁厚度增加：心肌肥大（2）室壁组成成分的改变：心肌炎、水肿、间质增生及纤维化。心室顺应性降低临床意义（1）妨碍心室充盈，心输出量下降。（2）P-V曲线左移，当左室舒张末期容积增大时，左室舒张末期的压力会更明显升高，肺静脉压随之升高，引起肺淤血、肺水肿等左心衰竭的临床表现。三、心脏各部舒缩活动的不协调性收缩不协调：射血量减少舒张不协调：舒张期充盈不足心输出量减少。见于各种类型心律失常第三节心力衰竭时机体的代偿反应一、心脏代偿反应二、心外代偿反应三、神经-体液的代偿反应四、代偿的消极影响五、代偿的结果一、心脏代偿反应（一）心率加快（二）心脏紧张源性扩张（三）心肌收缩性增强（四）心室重塑（一）心率加快心率加快的机制：1.心衰心输出量血压窦弓反射交感神经兴奋心率加快。2.心衰心室舒张末期容积增加刺激容量感受器交感神经兴奋心率加快。心率加快的意义3.合并缺氧主动脉体和颈动脉体化感器心率加快的意义在一定范围内可提高心输出量,维持动脉血压、脑血管、冠脉的灌流。1）增加耗氧量，加重病情。2）心率加快到一定限度，舒张期缩短，冠脉灌流减少，起心肌缺血及心室充盈不足，心输出量减少。有利不利（二）心脏扩张1.紧张源性扩张：伴有心肌缩力增强的心脏扩张。（有代偿意义，心衰早期）2.肌源性扩张：心肌拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张。（无代偿意义，心衰晚期）Frank-Starling定律正常状态下1.72.12.22.7m肌节初长收缩力交感-肾上腺髄质兴奋儿茶酚胺分泌增多但慢性心衰时β-肾上腺素受体减敏（三）心肌收缩性增强（四）心室重塑心室重塑：心室在长期容量和压力负荷增加时，通过改变心室的结构、代谢和功能而发生的慢性代偿适应性反应。1.心肌细胞重塑2.非心肌细胞及细胞外基质的变化1.心肌细胞重塑(1)心肌肥大(2)心肌细胞表型改变(1)心肌肥大离心性肥大向心性肥大原因前负荷↑后负荷↑肌节生长方式串联生长，变长并联生长，变粗形态变化心腔明显扩大心壁明显增厚室壁厚度↓或基本正常明显增厚意义减轻前负荷克服增加的后负荷是指心肌细胞体积增大，重量增加，数量增多。分为向心性肥大和离心性肥大。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心肌肥大的变化机械和化学信号的刺激。肌原纤维及线粒体等数量增多，故胞体增大，收缩蛋白类型改变；心肌间质增生。1.压力负荷和牵张刺激磷脂酶系统蛋白激酶C2.儿茶酚胺α或β受体G蛋白cAMP系统和蛋白激酶A3.血管紧张素IIG蛋白受体和磷脂酶C激活蛋白激酶C和钙调蛋白依赖的蛋白激酶上述信号基因表达心肌肥大心肌肥大的机制心肌肥大的代偿意义：1)可增加心肌的收缩力，有助于维持心输出量。2)降低室壁张力和心肌耗氧量，有助于减轻心脏负担。(2)心肌细胞表型改变在机械和化学信号的刺激下,胎儿基因表达:1）心房钠尿肽基因、β-肌球蛋白重链（β-MHC）表达；2）细胞因子和局部激素刺激细胞膜、线粒体、肌浆网、肌原纤维、细胞骨架发生改变；2.非心肌细胞及细胞外基质的变化AgII、醛固酮和去甲肾上腺素心肌纤维母细胞早