病理生理学课件 心力衰竭

四川中医药高等专科学校病理教研室2心脏的“泵”功能若一个人活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！3心血管病已经成为世界性的负担•57%死亡是由心血管病引起•世界性头号死亡原因和致残因素•为此花费大量金钱和劳动4心力衰竭的概念心力衰竭(Heartfailure)：在各种致病因素的作用下，心脏收缩（或）和舒张功能发生障碍，以至于心输出量绝对或相对减少，不能满足机体功能代谢需要的病理过程。又称泵衰竭。心衰是以循环功能障碍为主的病理过程。主要为体或肺静脉系统淤血和动脉系统血液灌流不足。临床上出现相应症状。5各种致病因素心脏收缩舒张功能障碍心输出量降低机体需要不能满足在各种致并病因素作用下，由于心肌收缩和/或舒张功能障碍，使心泵功能降低，导致心输出量绝对或相对减少，不能满足机体代谢需要的病理过程Heartfailureisaconditioninitiatedbyimpairmentoftheheart'sfunctionasapump!Concept6其他概念：1．充血性心力衰竭当心衰呈慢性经过时，往往伴有血容量及组织间液增多和静脉系统淤血，并出现水肿。心输出量↓→静脉回流受阻→充血（淤血）→组织间液↑↓↓肾血流↓→激活RAAS→钠水潴留→血容量↑水肿2．心功能不全与心衰无本质区别，只是程度的不同，临床上二者通用。心衰一般指心功不全晚期，有明显的临床症状和体证，而心功不全包括从代偿到失代偿的全过程。7心力衰竭的病因、诱因和分类一、心力衰竭的病因（一）原发性心肌舒缩功能障碍1、心肌损害：心肌炎、心肌梗死、心肌病、心肌中毒、心肌纤维化、克山病等2、代谢障碍：VitB1缺乏、缺血、缺氧8（二）心脏负荷过重1、压力负荷过重：高血压、主动脉（或瓣）狭窄、肺栓塞、肺动脉高压2、容量负荷过重：动脉瓣膜关闭不全、动-静脉瘘、室缺、甲亢、贫血9（三）心室舒张受限见于心包积血、积液，心包缩窄。（四）严重心律失常见于重度心动过缓、心室颤动。10病因（summarize)原发性心肌舒缩功能障碍心肌损害代谢异常心脏负荷过度压力负荷容量负荷后负荷前负荷病因心室充盈受限11诱因(inducementfactors)基本病因为基础，某些因素为诱因诱发心力衰竭全身感染酸碱平衡及电解质代谢紊乱心律失常妊娠与分娩劳累紧张激动贫血甲亢…..常见诱因二、心力衰竭的常见诱因12（一）全身感染感染发热交感神经兴奋代谢率↑心率↑心肌耗氧量↑心脏舒张期↓心肌供血供氧↓内毒素心肌收缩性↓呼吸道感染右心负荷↑心脏负荷↑心功能不全13（二）酸碱平衡及电解质代谢稳乱1．酸中毒：①酸中毒时H+竞争性抑制Ca2+与心肌肌钙蛋白结合，抑制Ca2+内流和肌浆网对Ca2+的释放，使心肌收缩力减弱。②H+抑制肌球蛋白ATP酶活性使心肌收缩功能障碍。③使毛细血管括约肌松弛，而小静脉张力不变，导致微循环出现灌多流少，回心血量减少，心输出量下降。142．高钾血症酸中毒并发血钾升高→心肌动作电位复极化期Ca2+内流↓→心肌收缩性降低高钾血症→心肌传导性↓→单向阻滞和传导缓慢→形成兴奋折返（reentry）→心律失常→心输出量↓→心衰15（三）心律失常(尤其是快速型心律失常)心率↑舒张期缩短冠脉血流↓心肌耗氧量↑房室活动协调性紊乱心肌缺血、缺氧心室充盈↓心泵功能↓心输出量↓16（四）妊娠与分娩妊娠期血容量↑（临产期↑）分娩时疼痛、精神紧张稀释性贫血高动力循环状态心率↑心搏出量↑收缩阻力↑心率↑交感一肾上腺髓质系统兴奋静脉回流↑小血管收缩心脏前负荷↑（左室）后负荷↑心肌耗氧量↑和冠脉流量↓心输出量↓17三、心力衰竭的分类（一）按发生部位：左心衰竭右心衰竭、全心衰竭。（二）按发生速度：急性心衰：发病急、代偿不充分、BP↓↓；慢性心衰：发病缓慢、代偿充分、BP正常。18（三）按心衰时心输出量：高输出量型心衰：心输出量绝对值高于正常。（见于甲亢、严重贫血、VitB1缺乏、动-静脉瘘等）低输出量型心衰：心输出量绝对值低于正常。（见于绝大多数心衰病人）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20轻度心衰心功能1－2级，体力活动不受限或轻度受限中度心衰心功能3级，体力活动受限重度心衰心功能4级，丧失体力活动能力心功能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、体症心功能二级体力活动略受限制，一般体力活动时可出现气急心悸心功能三级体力活动明显受限制，轻体力活动即可出现心力衰竭的症状、体征，休息后可好转心功能四级安静情况下即可出现心力衰竭的临床表现，完全丧失体力活动能力，病情危重（四）按病情严重程度分类21收缩障碍性心衰主要由心肌变性，细胞死亡所致。见于高血压性心脏病、冠心病等。舒张障碍性心衰心室充盈受限所致。见于心包炎、肥厚性心肌病、心肌纤维化等。（五）按发病机制分类22心力衰竭的发病机制复习内容：心肌收缩的细胞和分子生物学基础1．心肌细胞的组成肌原纤维：由基本功能单位肌节组成肌膜、横管系统、肌浆网（sarcoplasmicreticulum,SR）膜系统：核：代谢和遗传控制中心线粒体：能量供应站心肌细胞232.正常心肌舒缩的分子基础钙离子ATP（为粗、细肌丝的滑动提供能源）收缩蛋白肌球蛋白肌动蛋白粗肌丝细肌丝肌节调节蛋白向肌球蛋白肌钙蛋白向肌球蛋白亚单位钙结合亚单位抑制亚单位兴奋的电信号转化为机械收缩的中介心肌兴奋胞浆Ca2+↑↑Ca2+与调节蛋白结合肌球蛋白头部和肌动蛋白结合形成横桥与肌球蛋白结合的ATP水解释放出能量肌动蛋白滑动心肌收缩25肌丝滑行过程27心力衰竭的发病机制一、心肌收缩功能障碍二、心肌舒张功能异常三、心脏各部舒缩活动不协调28一、心肌收缩功能障碍•收缩相关蛋白质丧失•能量的生成-储存-利用障碍•兴奋-收缩偶联障碍•心肌肥大的不平衡生长心肌收缩性（myocardialcontractility）:指心肌接受有效刺激后产生张力和缩短的能力，是决定心输出量最重要的因素。29(一)收缩相关蛋白质丧失各种因素细胞损伤收缩性下降X细胞死亡•细胞坏死•细胞凋亡homeostasis301.细胞坏死(necrosis)原发损害：梗死、心肌炎、中毒、心肌病继发损害：负荷↑、肥厚、舒张期短→缺血胶原↑→物质交换↓高浓度NE、ATⅡ直接毒性作用细胞坏死溶酶体破裂溶酶体酶释放收缩蛋白调节蛋白收缩性↓临床上：引起心肌坏死最常见的原因是急性心肌梗死31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、巨噬细胞浸润心肌梗塞的凝固性坏死切片–12~18小时嗜伊红染色，肌纤维无核白细胞浸润大体–4~5天白梗塞充血性边界正常心肌细胞Coagulationnecrosis332.细胞凋亡(apoptosis)凋亡指数（凋亡细胞数/每100个细胞）达35.5％(N:0.2~0.4%）凋亡相关因素：①氧化应激——儿茶酚胺自氧化、促炎性因子引起呼吸爆发、黄嘌呤氧化酶激活、磷脂酶A2活化②细胞因子生成过多TNF-α、IL-1、IL-6、IFN等③钙稳态失衡④线粒体功能异常34(二)、心肌能量代谢障碍能量释放能量储存能量利用脂肪酸乳酸丙酮酸葡萄糖氨基酸乙酰草酰琥珀CoA乙酸酸CPATPADPPiActinActin+MyosinCa2+fCa2+bCO2O2HH2O做功Ca2+去极化心肌能量代谢示意图35(1)能量生成障碍：严重缺血缺氧葡萄糖有氧氧化及酵解的酶活性↓肥大心肌线粒体相对↓利用氧能力↓ATP缺乏影响心肌收缩性的途径：肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP减少Ca2+转运及分布异常心肌细胞不能维持正常的胞内离子环境心肌蛋白合成减少(2)能量利用障碍：肌球蛋白头部ATP酶活性下降心肌能量代谢紊乱36肌球蛋白ATPase活性降低37肌球蛋白ATPase活性降低化学能机械能肌球蛋白ATP酶组成活性最高较低最低肌球蛋白同工酶比较V1V2V3代偿状态时，V1增多；失代偿时，V3增多。38(三)、心肌兴奋-收缩偶联障碍⑴肌浆网Ca2+处理功能障碍①肌浆网摄取Ca2+能力↓：ATP↓，PLN磷酸化减弱心肌缺血缺氧ATP↓肌浆网Ca2+泵活性↓Ca2+本身酶蛋白含量↓心力衰竭心肌内NE↓β-受体下调受磷蛋白（PLN）磷酸化↓肌浆网Ca2+摄取能力↓39②肌浆网储存Ca2+↓SR摄取↓+线粒体摄取↑胞膜Na+/Ca2+交换的Ca2+外排功能代偿性增强后果：心肌收缩时释放到胞浆中Ca2+的减少，心肌收缩性降低40③肌浆网释放Ca2+↓：RyR↓，酸中毒Ca2+与肌浆网结合牢固Ca2+通道受体蛋白及其表达↓肌浆网Ca2+储存减少H+↑→Ca2+与钙储存蛋白结合紧密后果：心肌收缩时释放到胞浆中Ca2+的减少，心肌收缩性降低41途径：①钙通道（电压依赖性、受体操纵性）②钠钙交换体作用：升高胞浆内Ca2+浓度；诱发肌浆网释放Ca2+原因：①肥大心肌β-R密度相对↓NE↓②酸中毒时，H+降低β-R对NE的敏感性↓③高钾血症⑵胞外Ca2+内流↓42各种原因引起的心肌细胞酸中毒，可导致Ca2+与肌钙蛋白结合障碍，影响到心肌兴奋—收缩偶联过程：①H竞争肌钙蛋白的结合位置（TnC）②酸中毒时Ca2+与肌浆网结合牢固，除极化时释放Ca2+缓慢③酸中毒可引起高血钾⑶肌钙蛋白与Ca2+结合障碍43Ca2+内流肌浆网摄取、释放Ca2+竞争性抑制Ca2+与肌钙蛋白结合兴奋-收缩偶联障碍44(四)肥大心肌的不平衡生长1.心肌的增长超过交感神经轴突的增长，心肌内NE含量↓2.肥大心肌血液供应减少：毛细血管数目不能按比例增长、口径变小、血液弥散距离增大等；3.肥大心肌表面积与重量之比降低，Ca2+内流4.单位体积心肌线粒体数目，功能障碍5.肌球蛋白ATP酶活性降低：V1同工酶，V3同工酶含义：心脏重量的增加与心功能增强不成比例过度肥大：心脏重量≧500g左室重量≧200g45收缩性下降的机制心肌收缩性减弱能量代谢异常生成障碍利用障碍心肌细胞的坏死和凋亡兴奋-收缩藕联障碍心肌重构的失代偿钙离子与肌钙蛋白结合障碍钙离子内流障碍钙离子摄取储存释放46二、心脏舒张功能异常(一)Ca2＋复位延迟(二)肌球－肌动蛋白复合体解离障碍(三)心室舒张势能减少(四)心室顺应性降低47(一)Ca2＋复位延迟心肌缺血、缺氧等Ca2＋与肌钙蛋白解离障碍肌浆钙降低速度慢肌质网摄取、结合钙的能力↓ATP↓Na＋-Ca2＋交换↓酸中毒钙泵活性↓48(二)肌球—肌动蛋白复合体(横桥)解离障碍心肌舒张首先需拆除横桥，该过程不仅需要Ca2+与肌钙蛋白解离，尚须ATP的参与。心肌缺血、缺氧时，由于肌钙蛋白与Ca2+亲和力增加使Ca2+难以解脱。更重要的是由于ATP缺乏，使肌球-肌动蛋白复合体难以分离以致严重影响心脏的舒张充盈。49(三)心脏舒张势能降低当心肌受损或心衰时，收缩末期心脏构型改变不明显，心脏的舒张势能亦减弱；而当冠脉阻塞或因室壁张力和室内压增大以致冠脉难以快速充盈时，舒张势能降低，影响心室的舒张。①心室的收缩作用减弱②冠脉灌流减少、心室内压过高50(四)心室顺应性降低心室顺应性:指心室单位压力变化所引起的容积改变(dv/dp)原因：心肌肥大、心肌炎、水肿、纤维化、间质增生等临床意义：左心衰竭（肺淤血、肺水肿）机制：心室顺应性↓→心室充盈障碍→心输出量↓舒张末期压力↑→静脉回流障碍52心肌舒张功能障碍心肌舒张功能障碍钙离子复位迟缓钠钙交换体钙离子亲和力下降ATP不足钙离子泵活性下降肌球–肌动复合体解离障碍心室舒张势能减弱心室顺应性降低心肌肥大室壁变厚水肿间质增生纤维花ATP不足心肌肥大室壁变厚间质增生纤维花心肌舒张功能障碍钠钙交换体Ca2+亲和力↓ATP不足Ca2+泵活性↓ATP不足肌球-肌动复合体解离障碍Ca2+复位迟缓收缩性↓冠脉灌流↓心肌肥大室壁变厚水肿间质增生纤维化心室舒张势能↓心室顺应性↓（机制）54三、心脏各部分舒缩活动不协调各种病因心力衰竭心律失