心力衰竭PPT课件

心 功 能 不 全 Cardiac Insufficiency,病理生理学,西安交大医学院病理生理学科赵 丽 梅,心功能不全（cardiac insufficiency） 各种原因导致心脏泵血功能降低。,心功能不全的概念,心力衰竭（heart failure） 有足够循环血量，而因心肌舒缩功能降低或心室充盈受限，CO明显减少到已不能满足日常代谢需要，出现全身组织器官灌流不足，肺循环和/或体循环静脉瘀血等一系列临床综合征。,2,充血性心力衰竭 (congestive heart failure)： 慢性心衰时，常伴有血容量及组织间液增多以及体循环和（或）肺循环静脉系统淤血、水肿。,心肌衰竭 (myocardial failure)： 由心肌自身舒缩能力严重降低引起的心力衰竭。,循环衰竭 (circulatory failure)： 循环系统中任一组分（心脏、 血管、血容量等）异常而导致 的组织器官灌流不足。,3,你可以把手放在胸口，感受一下心跳。然后再把手放在你能感受到脉搏的地方，感受一下脉搏的搏动。脉搏是生命鲜活的象征。你生命中的每一年，每年中的每一天，每天中的每一分钟，心脏都在孜孜不倦地为你工作，产生脉搏。如果你的寿命能达到美国人的平均水平，你的心脏将搏动大约30亿次。,请允许我提醒你，就在你阅读上述这段文字的时间内，一位美国人心脏中的动脉血管堵塞了，血流受到阻遏，组织和细胞迅速死亡。这个过程更通俗的说法就是：心脏病发作。当你读完本页文字的时候，会有4位美国人心脏病发作以及另4位美国人成为心衰的牺牲品。每24小时内，大约有3000名美国人会发生心力衰竭，大约相当于2001年9.11恐怖袭击中丧生的人数。,心力衰竭的严重性,4,心输出量,心泵功能的决定因素,5,第一节 病因和分类(causes and classification),一、病因(causes),（一）心肌受损(impaired myocardium),心肌梗死、心肌炎、心肌病和心肌中毒等。,冠状动脉粥样硬化、严重贫血和呼吸功能障碍，维生素B1缺乏和糖尿病等。,6,（二）心脏负荷过度 (overload of ventricle),容量负荷过度（前负荷）心室舒张末期容积动脉瓣关闭不全心内分流或动静脉瘘贫血、甲亢等,7,压力负荷过度（后负荷）射血阻力 高血压肺动脉高压动脉瓣狭窄使流出道受阻,（二）心脏负荷过度 (overload of ventricle),8,（三）心室充盈障碍 (obstruction of ventricular filling) 心包疾病、房室瓣狭窄、限制型心肌病等。,9,（四）心律失常 (arrhythmia) 急性时CO； 慢性时心肌变性损伤,10,二、诱因(precipitating factors),（一）感染 最常见的诱因，特别是呼吸道感染,11,（二）酸碱平衡及电解质代谢紊乱,H+降低-受体对NE的敏感性 Ca2+内流 ；H+使Ca2+与钙储存蛋白结合紧密 Ca2+释放；H+与Ca2+竞争性结合肌钙蛋白 横桥形成障碍；H+使肌球蛋白ATP酶活性心肌能量利用；使cap括约肌松弛，血管容积回心血量，CO.,抑制Ca2+内流心肌收缩性 心肌自律性和传导性 心律失常,12,（三）快速型心律失常 房室协调性紊乱，导致心室充盈不足，射血功能障碍； 舒张期缩短，冠脉血流不足，心肌缺血缺氧； 心率加快，耗氧量增加，加剧缺氧。,（四）妊娠与分娩,妊娠时：血容量（20%）高动力循环状态,13,(五) 其他 过度劳累情绪激动输液输血过多过快肥胖、老龄洋地黄中毒,分娩时：,14,一、 根据心力衰竭的发病部位,第二节 心力衰竭分类(classification),左心衰竭（left-side heart failure）右心衰竭（right-side heart failure）全心衰竭（whole heart failure）,冠心病心肌病高血压左侧心瓣膜病,心排出量肺循环淤血,15,右心衰竭（right-side heart failure）,大块肺栓塞肺动脉高压慢阻肺法洛四联症右心瓣膜病,右室负荷过重,体循环淤血,肺动脉狭窄、室间隔缺损、主动脉骑跨和右心室肥厚,16,全心衰竭（whole heart failure）,心肌炎心肌病严重贫血,左右心同时受累,一侧心力衰竭也可发展波及另一侧,二、 根据心力衰竭的发生速度,急性心力衰竭(acute heart failure) 慢性心力衰竭（chronic heart failure ）, 常见原因：大面积心梗、严重心肌炎和心律失常。 特点：CO急剧 心源性休克；急性心源性肺水肿。,17,慢性心力衰竭(chronic heart failure) 常见原因：高血压、心瓣膜病、冠心病、肺源性心脏病。 特点：慢性经过，心功能长时间维持在代偿期，心肌改建及心室重构而使心功能障碍不断发展、加重，最终在诱因作用下进入失代偿状态。,18,三、按收缩与舒张功能障碍状态分,心室僵硬度心室舒张受限，EF 正常和舒张期充盈 。,混合功能障碍型心力衰竭（systolic and diastolic heart failure）,舒张功能障碍型心力衰竭（diastolic heart failure）,收缩功能障碍型心力衰竭（systolic heart failure）,心肌收缩功能障碍使心脏射血分数（EF）， 收缩末期心室容积。,重度心力衰竭常是收缩与舒张功能同时障碍。,19,四、 根据心输出量的高低分,低输出量性心力衰竭(low-output heart failure)CO正常人平均水平，但已不能满足其自身异常增高的代谢需要。,五、按病情严重程度 1.轻度心力衰竭（心功能级） 2.中度心力衰竭（心功能级） 3.重度心力衰竭（心功能级）,20,21,六、按心衰发展过程分,22,一、神经-体液调节机制激活(neurohumoral activation) 二、心室重构（ventricular remodeling）三、组织对低灌注状态的适应,第三节 机体的代偿适应反应(compensatory and adaptive response),交感神经系统激活 (activition of sympathetic nervous system)肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活 (activition of renin-angiotention aldosterone system)其他体液因素在心功能障碍时的变化,23,CO,一定范围内提高CO，有局限性,心肌耗氧量过快HR使冠脉灌流心室充盈,交感神经系统激活(activition of sympathetic nervous system),SNS兴奋性增高的机制,24,SNS兴奋性增高对心泵功能的代偿效应 动用心力储备,持续交感神经兴奋性增高激活心肌改建。,体循环器官血流重分配,以恢复CO，适应机体的需要,心力储备对提高心排出量的作用,25,增加前负荷（异长调节） 动用舒张期储备Frank-Starling机制：在一定范围内（小于心肌肌节最适初长度），心肌收缩力随初长度的增加而增强。 -1.7-2.1m -2.2m-3.65m 正常 最适长度 丧失收缩能力,SNS激活 钠水潴留、容量血管收缩回心血量 肌节长度拉长收缩性 CO,不利影响：心脏容积过度扩大 室壁应力增加心肌耗氧量增加；舒张末压增高影响冠脉灌流；使静脉系统淤血加重等。,异长调节为快速、应急性调节，但代偿能力有限。,26,心肌收缩力增强（等长调节）动用收缩期储备SNS兴奋 心肌收缩力 CO（4倍）不利影响：长期应激心肌对儿茶酚胺反应性； 收缩性心肌耗氧量心肌相对缺血加重。,心率加快 SNS兴奋心率 CO（22.5倍）不利影响： 心肌耗氧量； 舒张期缩短冠脉灌流量、心室充盈量。,27,体循环血流重分布代偿意义：保证心、脑重要脏器的供血。不利影响：周围器官长期供血不足功能紊乱； 外周血管长期收缩心脏前后负荷。,持续交感神经兴奋性增高激活心肌改建。,28,肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活(activition of renin-angiotention aldosterone system),循环肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）激活,29,循环AgII作用,代偿作用,30,心肌局部Ang的主要作用： 促进心交感神经末梢释放NE，在提高心肌舒缩功能的同时增大心肌耗氧量； 引起冠状血管收缩、促进血管壁增生及纤维化； 促进心肌细胞肥大、心肌间质纤维化，激活心肌改建。,心肌局部肾素-血管紧张素系统（RAS）激活,31,缩血管类活性物质NE，AngII，VP，ET，NPY,（缩血管、促钠水潴留、促生长） 上述因子高表达本属于机体对CO的一种代偿反应，但持续高表达对心功能不利。,其他体液因素在心功能障碍时的变化,心衰是否进展及进展的快慢，与上述两类物质的平衡有关。,32,TNF-及IL表达上调 TNF-： 负性肌力作用; 心肌细胞凋亡; 心肌改建。 IL-1 与TNF-的作用类似； IL-6可增强TNF-的作用。,氧自由基生成增多 病因（负荷过度、炎症、缺血-再灌注等）氧自由基产生 心肌受损心衰发展,33,概念 持续机械负荷过重、神经-体液调节机制过度激活及细胞因子高表达，通过一系列复杂的分子和细胞机制，诱导心肌中多种基因表达改变，导致心肌在结构、代谢和功能发生适应性变化，称为心肌改建或心室重构。,二、心室重构（ventricular remodeling）,34,心室重构的机制：,心肌受损负荷增大,神经-体液细胞因子,受体,机械负荷增大,细胞膜表面力学感受器,信号转导通路,基因表达改变,蛋白分子表型心肌结构,心肌分子改建病理性生长代偿作用不利影响,c-myc、c-fos等原癌基因胚胎基因重新表达,35,心室重构的表现：,心肌肥大,细胞水平,组织水平,心肌细胞体积增大,心肌质量增加,向心性肥大(concentric hypertrophy),压力负荷，心肌肌节并联增生为主，心肌细胞明显增粗，心室壁明显增厚心室腔半径/心室壁厚度之比,离心性肥大(eccentric hypertrophy),容量负荷，心肌肌节串联增生为主，心肌细胞明显增长，心腔明显扩大而心室壁成比例增厚心室腔半径/心室壁厚度之比不变或,36,心肌细胞表型改变,非心肌细胞增生及细胞外基质改建,37,心室重塑的意义：,心肌总的收缩成分心肌收缩性 CO； 心室壁厚度室壁张力心肌耗氧量。 Laplas定律：S = P r / 2h（S为室壁应力，P为心室内压，r为心腔半径，h为心壁厚度）,心室重塑的不利影响：,向心性肥大心肌缺血、舒张功能异常离心性肥大瓣膜返流、收缩功能异常心肌各种细胞不均衡生长属病理性生长失代偿,38,三、其他代偿适应性调节,红细胞增多,组织细胞用氧能力增强,慢性缺氧促红细胞生成素合成骨髓造血 RBC，Hb(携氧，但血液粘度也),慢性缺氧 线粒体数量能量生成； 肌红蛋白含量氧储存和利用,39,心肌收缩性减弱心肌舒张功能障碍 心脏各部舒缩活动的不协调性,第四节 心力衰竭的发病机制,40,Cardiac Muscle,心肌肌节的结构,41,正常心肌舒缩的分子基础 收缩蛋白 肌球蛋白 肌动蛋白,42,收缩蛋白的病理损害： 缺血、缺氧、毒物使其变性，功能丧失 过度肥大心肌肌球蛋白头部的ATP酶活性降低,调节蛋白原肌球蛋白，肌钙蛋白缺血、缺氧、毒物使其变性坏死H+与Ca2+竞争与肌钙蛋白结合，阻断兴奋收缩耦联,43,Ca2+ 酸中毒、能量缺乏、膜和通道的破坏影响Ca2+转运,ATP 生成减少或利用障碍,44,心室肌收缩-舒张周期,45,Molecular Basis of Contraction,46,一、 心肌收缩性减弱,心肌收缩成分减少和排列改变,氧自由基、TNF-心肌纤维化,心肌细胞坏死,缺血、缺氧、炎症氧自由基神经-体液变化某些细胞因子,心肌细胞凋亡,缺血、心肌炎、心肌病,对心功能的影响取决于坏死的量、速度、分布,凋亡,收缩成分,心律失常,47,肥大心肌收缩成分相对,间质增生速度心肌细胞肥大程度,心肌骨架结构破坏 心肌细胞滑脱、移位,心肌排列改变,心肌收缩成分减少和排列改变,48,心肌能量代谢示意图,心肌能量代谢紊乱,49,心肌能量代谢紊乱,能量生成障碍线粒体功能障碍： VitB1缺乏焦磷酸硫胺素 丙酮酸脱氢酶活性 缺氧、钙超负荷、氧自由基线粒体受损； 肥大心肌线粒体数目、细胞色素氧化酶活性,冠脉病变心肌肥大心动过速心负荷过重严重贫血,心肌缺血、缺氧能量代谢底物不足,50,能量转化储存障碍： 改建心肌成人型CK（MM型），而低活性的胎儿型CK（MB型） CP(磷酸肌酸),CP,ATP,ADP,Pi,CK,能量利用障碍 改建心肌肌球蛋白ATP酶活性降低 肌球蛋白表型改变 严重酸中毒抑制肌球蛋白ATP酶活性,51,心肌兴奋-收缩耦联障碍,心肌兴奋-收缩耦联的过程即是心肌细胞的电活动转变为机械活动的过程，Ca2+起着至关重要的中介作用。,52,A. 摄取： 产能不足，肌浆网Ca2+泵活性 改建心肌Ca2+泵表达 NE,受体减敏,G蛋白功能受磷 蛋白（PLB）磷酸化减弱抑制Ca2+泵,1. 肌浆网Ca2+转运功能障碍,心肌组织成分生长心肌交感纤维生长,NE,53,Ca2+-induced Ca 2+ release,Ryanodine receptor,B. 储存：摄入Ca2+（钙存储能力没有减弱）； C. 释放: 改建心肌RyR 表达 Ca2+储存 酸中毒时，Ca2+与钙储存蛋白结合紧 密释放减少,54,2. 胞外Ca2+内流障碍,心肌改建 Ca2+通道表达 心肌改建 NE, 受体减敏, G蛋白功能 Ca2+内流 H + 受体对NE敏感性 K + K +、 Ca2+竞争，使Ca2+内流,Calcium Channel,Calcium Channel,55,3.肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 二者的结合条件： Ca2+ 升至10-5 mol/L（收缩域值）； 肌钙蛋白活性正常 心肌改建肌钙蛋白与Ca2+的亲和力 酸中毒 H +与Ca2+竞争性结合肌钙蛋白,56,二、心肌舒张功能障碍,Ca2+复位延缓 Ca2+泵活性降低,主动舒张障碍,产能不足，肌浆网及胞膜Ca2+泵活性改建心肌Ca2+泵表达NE,受体减敏,G蛋白功能受磷 蛋白（PLB）磷酸化减弱抑制Ca2+泵,57,肌球肌动蛋白复合体解离障碍,产能不足，肌球蛋白头部结合ATP,58,ventricular compliance 是心室在单位压力变化下所引起的容积变化。其倒数是心室僵硬度。,心室顺应性降低：室壁增厚、纤维化,心肌损伤心肌改建,心肌纤维化,心肌肥大,心壁明显增厚,心肌顺应性,心肌舒缩能力,收缩期所须克服的弹性阻力增大,舒张期心肌被动扩张阻力增大,改建心肌间质中型胶原，型胶原,59,房室瓣狭窄使心室充盈速率、充盈量心包积液、缩窄使心腔扩张受限,心肌舒张负荷减少与舒张被动阻力增大,心肌舒张负荷减少,心肌舒张被动阻力增大,心肌收缩性降低收缩引起的几何构型变化,心肌顺应性降低心室血液充盈量和充盈速度,冠脉硬化、心动过速冠状动脉灌流量/速度,60,三、心室壁舒缩协调障碍,冠脉粥局部室壁缺血收缩性心肌梗死区丧失收缩功能梗死区室壁瘤室壁抗张能力传导阻滞使心室壁舒缩不同步,心室壁舒缩不协调,61,62,心肌收缩性减弱心肌收缩成分减少和排列改变心肌能量代谢紊乱心肌兴奋-收缩耦联障碍心肌舒张功能障碍 主动舒张障碍心室顺应性降低心肌舒张负荷减少与舒张被动阻力增大心脏各部舒缩活动的不协调性,心力衰竭的发病机制,63,第五节 心功能不全时对机体的主要影响,心脏泵血功能降低,一、低排血量综合征,心输出量和心指数降低收缩或舒张功能指标降低 EF，+dp/dtmax， -dp/dtmax心室舒张末压升高 LVEDP ，PAWP；RVEDP，CVP心率加快：既是代偿反应，又是心功能低下的表现,64,血压变化,保证心、脑等重要脏器血供，同时加重机体自稳态紊乱，又成为促使心功能障碍的发展因素。早期体力活动时出现体力活动受限严重心功能障碍静息时出现尿量、消化不 良、低蛋白血症、皮温,脏器血流重分配,急性CO,机体有效代偿不能充分发挥,血压,心源性休克,慢性CO,机体有效代偿外周阻力血管收缩,总外周阻力,血压正常,65,外周血管和组织的适应性改变,SNS兴奋，多种缩血管活性物质外周血管收缩 血管壁改建持续缺氧RBC中2,3-DPG含量增多，组织中代产， H+HbO2解离曲线右移HbO2中O2向组织 弥散组织灌流减少cap中血流减慢O2向组织弥散时间慢性缺氧组织细胞用氧能力增强,66,呼吸困难,劳力性呼吸困难,端