心功能不全

,第十五章 心功能不全,患者女性，53岁，农民，2013年7月27日入院。心慌、气短16年，近10天加重，伴有发热，咳痰，呕吐。,22年前曾患风湿性心脏病，无肾炎、肝炎、结核等病史，无过敏史。体检：体温39，脉搏116次/分，呼吸28次/分，血压13.3/9.3kPa（100/70mmHg）。发育正常，营养欠佳，声音嘶哑，呼吸急促，端坐位，口唇发绀，眼睑水肿，咽部红肿，扁桃体肿大，颈静脉怒张，四肢末端轻度发绀，两肺散在大小水泡音及痰鸣音，心尖搏动在左第五助间锁骨中线外1.5cm，心界向左扩大，心率120次/min，节律不整，心音强弱不等，心尖部可闻及收缩期吹风样杂音及舒张期隆隆样杂音。,肝肋下3.2cm，剑突下4.5cm，质地中等，触痛明显。肝颈静脉回流实验阳性，脾在肋下2.5cm，腹部移动性浊音阳性，双下肢凹陷性水肿（+）。,实验室检查：RBC 4.801012/L，WBC 12.8109/L，中性细胞 85、嗜酸性细胞2、淋巴细胞13，Hb110g/L，血小板80109/L。血沉 26mm/h，抗“O”500单位。 PaO210.8kPa（81mmHg），PaCO28kPa（60mmHg），HCO3-23mmol/L，BE-6mmol/L，pH7.23。尿蛋白（+），尿比重1.025，血钾6.6mmol/L，非蛋白氮（NPN）46mmol/L。心电图显示异位节律，T波高尖，ST段下移，两心室肥厚。X线显示两肺纹理增粗，双肺散在大小不等、模糊不清的片状阴影，心脏向两侧扩大，肺动脉段突出。,入院后经强心、利尿、抗感染等综合治疗，症状稍有改善。但于次日晚10时，患者病情突然加重，胸痛，呼吸极度困难，咳出大量粉红色泡沫样痰，两肺中下部有密集的中小水泡音，全肺可闻哮鸣音，心律呈奔马律。体温 38，血压6.1/1.9kPa（46/14mmHg）。立即进行抢救，6h后，患者皮下及注射部位出现片状紫斑与点状出血，恶心，呕吐，吐出多量咖啡样液体，测得凝血酶原时间延长，血浆鱼精蛋白副凝实验阳性，血小板40109/L。抢救无效死亡。,1.找出病理过程，分析其主要发生机制。 2.分析各病理生理学改变之间有何关系。,目 录,心血管疾病,心血管疾病,心血管疾病,人类“第一杀手”,心脏的收缩和(或)舒张功能发生障碍,心力衰竭的概念,（Concept of heart failure）,心功能不全:各种原因导致心脏泵血功能降低。 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。,第一节 心力衰竭的病因与诱因,一、病因,（一）心肌收缩功能障碍,心肌梗死、心肌炎和心肌病,能量代谢障碍（心肌缺血、缺氧、VitaminB1缺乏 ）,药物如阿霉素或酒精中毒,（二）心脏负荷过度,压力负荷 (后负荷）过度 左：高血压，主动脉病变 右：肺动脉高压 ，肺动脉狭窄容量负荷 （前负荷）过度 左：主动脉瓣和二尖瓣关闭不全 右：肺动脉瓣和三尖瓣关闭不全,（三）心室舒张及充盈受限,急性心肌缺血左心室肥厚、纤维化和限制性心肌病二尖瓣狭窄三尖瓣狭窄心包炎,总结：引起心衰的主要病因,二、诱因,（一）感染，特别是呼吸道感染，是最常见诱因,发热时，代谢增加，加重心脏负荷；心率加快，既加剧心肌耗氧，又通过缩短舒张期降低冠脉血液灌流量而减少心肌供血供氧；内毒素直接损伤心肌细胞；若发生肺部感染，则进一步减少心肌供氧。,（二）酸碱平衡及电解质代谢紊乱,酸中毒 H+与肌钙蛋白结合 抑制肌浆网释放Ca2+高钾血症,（三）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,血容量增加,(五) 其他 过度劳累、情绪激动、输液输血过多过快、贫血、洋地黄中毒等均可诱发心力衰竭,一、 根据心力衰竭的发病部位,左心衰竭右心衰竭全心衰竭,第二节 心力衰竭分类,二、按收缩与舒张功能障碍分：,收缩性心衰：常见于冠心病和心肌病。舒张性心衰：高血压伴左室肥厚，肥厚型心肌病，主动脉瓣狭窄，缩窄性心包炎 。混合型,三、 根据心输出量的高低分,低输出量性心力衰竭：冠心病，高血压，瓣膜病 (low-output heart failure)高输出量性心力衰竭：贫血，妊娠，甲亢 (high-output heart failure),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、 根据心力衰竭的严重程度分类,五.根据心力衰竭的发生速度 急性心力衰竭：急性左心衰常见 (acute heart failure) 慢性心力衰竭 (chronic heart failure),一、神经-体液调节机制的激活,交感肾上腺髓质系统激活心率增快、心肌收缩力增强、心输出量增加,肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活钠水潴留、回心血量增加,第三节 心功能不全时机体的代偿,其它心房钠尿肽、内皮素、肿瘤坏死因子,二、心脏本身的代偿方式,（一）心率加快：交感神经兴奋（机制见后）,（二）心脏紧张源性扩张：心室容量加大并伴有收缩力增强,肌源性扩张：心肌拉长不伴有收缩力增强,（四）心室重塑（ventricular remodeling）,（三）心肌收缩性增强,压力感受器效应：心输出量动脉血压主动脉弓和颈动脉窦心迷走， 交感 容量感受器效应：心力衰竭心房淤血容量感受器交感神经化学感受器效应：缺氧心率,心率加快的机制：,心率加快的意义：,动员迅速，见效快迅速，贯穿始终； 一定程度的心率加快可以增加心输出量；,代偿作用局限。当心率过快时（180次/分）增加心肌耗氧缩短心脏舒张期，心脏充盈不足、冠脉血流量减少。,心脏扩张,Frank-Starling定律,（四）心室重塑（ventricular remodeling） 由于心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质在基因表达改变的基础上所发生的变化，使心脏的结构、代谢和功能经历的模式重塑过程。,1.心肌细胞重塑（1）心肌肥大向心性肥大（concentric hypertrophy）在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生。离心性肥大（eccentric hypertrophy）在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。,作用缓慢、持久心肌总收缩力增强，有利于维持心输出量。向心性肥大的代偿能力强于离心性肥大，但二者均可增加心脏作功和心输出量，使心功能在相当长的时间内处于稳定状态，不发生心力衰竭。,代偿作用局限：肥大心肌的生长具有不平衡性，因此当心肌过度肥大超过某种限度时，则发生由代偿向衰竭的转化。,心肌肥大的意义：,（2）心肌细胞表型改变2.非心肌细胞及细胞外基质的变化心肌组织中的胶原：型胶原：80%型胶原：20%胶原增加使心肌顺应性降低,三、心外代偿,（一）血容量增加（Blood volume increase）,肾小球滤过率降低肾小管重吸收钠水增加,肾血流重新分布： 肾小球滤过分数增加： 促进钠水重吸收的激素增多， 抑制钠水重吸收的物质减少,（二）血流重分布（Redistribution of blood） 肾血管收缩明显，血流量显著减少，其次是皮肤和肝,（三）红细胞增多（Increase of red blood cells）,（四）组织细胞用氧能力增强（Increased use of oxygen） 细胞线粒体中呼吸链酶的活性增强，线粒体的数量增多，,第四节 心力衰竭的发病机制,一、正常心肌舒缩的分子基础 收缩蛋白 肌球蛋白 肌动蛋白,神经-体液失衡在心衰发生机制中起关键作用，而心室重塑是心衰发生与发展的分子基础，最终的结果是导致心肌舒缩功能障碍。,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(向肌球蛋白)，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,心肌的兴奋-收缩耦联Ca2+ 酸中毒、能量缺乏、膜和通道的破坏影响Ca2+转运,心肌的舒张,心肌兴奋收缩耦联,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,二、心衰的发生机制,一、心肌收缩性减弱,（一）收缩相关蛋白质的破坏,缺血、缺氧感染、中毒,1）心肌细胞坏死,收缩蛋白分解破坏,氧化应激细胞因子钙超载线粒体功能异常,2）心肌细胞凋亡,1.心肌细胞数量减少,2.心肌结构改变在分子水平 肥大心肌的表型改变，胎儿期基因过表达，而肌浆网钙泵蛋白和细胞膜L型钙通道蛋白合成减少在细胞水平 心肌肥大初期表现为线粒体增多，肌原纤维增多；过度肥大时肌原纤维排列紊乱。在组织水平 伴有胚胎基因再表达的病理性心肌细胞肥大；部分心肌细胞凋亡；细胞外基质过度纤维化。在器官水平 心腔扩大而室壁变薄，扩张的心室几何结构改变，横径增加使心脏变球形。,（二）心肌能量代谢紊乱,能量生成障碍 最常见的原因: 心肌缺血、缺氧,肌球蛋白ATP酶是决定心肌对ATP有效利用的物质基础。肌球蛋白ATP酶同工酶有三种: V1 (): 活性最高 V2 (): 活性次之 V3 (): 活性最低,过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降，原因是 V1 型转变为 V3 型。,1）ATP水解供能减少； 2）Ca2+转运异常3）细胞内Na+堆积； 4）收缩蛋白合成障碍,能量利用障碍,能量储备减少 磷酸肌酸激酶活性下降，使储备减少,（三）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。 Ca2+可通过多个机制影响兴奋-收缩耦联，进而调控心肌的收缩和舒张。,1. 肌浆网Ca2+转运功能障碍,肌浆网Ca2+摄取能力 心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网 Ca2+泵活性减弱。收缩后的心肌不能充分舒张，影响心室充盈,肌浆网Ca2+储存量 心力衰竭时线粒体摄取Ca2+增多，不利于肌浆网的钙储存。心肌收缩力减弱,肌浆网Ca2+释放量 心衰时Ry receptor蛋白及其mRNA均减少,2. 胞外Ca2+内流障碍,1,2,钙离子内流的两条途径：,两种钙通道：,交感神经兴奋,Na+ -Ca2+交换体,在膜内电位为正时打开作用方向：3个Na+向外1个Ca2+向内,心衰时Ca2+内流受阻原因 内源性儿茶酚胺减少，肥大的心肌细胞膜-受体密度相对减少， Ca2+通道受阻 酸中毒： 降低跨膜电位 降低受体对儿茶酚胺敏感性 胞外K+竞争性抑制Ca2+内流,3.肌钙蛋白结合Ca2+ 障碍心肌缺血时， H+增多H+与肌钙蛋白亲和力较Ca2+大肌浆网对Ca2+亲和力增大,二、心肌舒张功能障碍,心脏舒张功能异常与心衰的关系妨碍心脏舒张充盈，减弱Starling效应影响冠脉舒张期灌流导致肺淤血、肺水肿，妨碍肺部气体交换,1.主动性舒张功能减弱：发生在舒张早期2.被动性舒张功能减弱：发生在舒张晚期,Ca2+复位延缓 缺血缺氧，Ca2+-ATP酶活性降低， Ca2+-摄入肌浆网和外流减少。肌球肌动蛋白复合体解离障碍,1.主动性舒张功能减弱：发生在舒张早期,心室舒张势能减少, 收缩末期心室构型改变产生舒张势能 主动脉瓣关闭后，主动脉与室壁的压力差使冠脉充盈,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。 扩张受限，影响心室充盈 舒张末压力增大导致肺淤血,心室顺应性降低：高血压和肥厚性心肌病时，室壁增厚、纤维化，可导致心室顺应性下降。,2.被动性舒张功能减弱：发生在舒张晚期,三、心脏各部舒缩活动的不协调性,1、心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性2、同一心室心肌梗死区域性分布，导致心室活动不协调3、心肌炎甲亢贫血高心病等，病变区域性分布，导致心 室活动不协调。,心衰的发生机制,一、心肌收缩功能降低1、收缩相关的蛋白改变心肌细胞数量减少：各种心肌损害可因心肌细胞坏死和凋亡而使心肌细胞数量减少心肌结构改变2、心肌能量代谢障碍能量生成障碍能量储备减少能量利用障碍3、心肌兴奋-收缩耦联障碍肌浆网钙转运障碍胞外钙离子内流障碍肌钙蛋白和钙离子结合障碍二、心肌舒张功能障碍1、主动性舒张功能减弱:舒张早期肥大和衰竭心肌细胞膜上Ca2+-ATP酶活性降低，使舒张功能减弱2、被动性舒张功能减弱;舒张晚期心室顺应性降低及充盈障碍三、心脏各部分舒缩活动不协调,第五节 心功能不全时临床表现的病理生理基础,心排血量减少,肺循环淤血,体循环淤血,淤血,一、心排血量减少,（一）心脏泵血功能降低,2.左室射血分数 (ejection fraction, EF)降低 每搏输出量与心室舒张末期容积的比值。,1.心输出量 (cardiac output, CO)减少及心脏指数 (cardiac index,CI) 降低,3.心室充盈受损： 肺毛细血管锲压（PCWP), 中心静脉压（CVP)4.心率加快,（二)器官血流量重新分配 1.动脉血压的变化 急性心衰，BP下降；慢性心衰，BP正常。 2.器官血流量重新分配 心、脑血流量正常，皮肤、骨骼肌、肾脏、内脏血流量减少。,二、体循环淤血,主要表现颈静脉充盈或怒张肝肿大及肝功能损害胃肠道淤血所致的食欲不振等消化道症状心性水肿,1.静脉淤血和静脉压升高： 钠水潴留及右室舒张末期压力增高，使静脉回流受阻，表现下肢和内脏的瘀血。2.肝肿大及肝功能损害 下腔静脉回流受阻，肝静脉压增高3.胃肠功能改变 胃肠道淤血及动脉血液灌流不足4.水肿:心源性水肿 毛细血管血压增高，肾血流量的减少，钠水潴留,主要表现皮肤苍白或发绀疲乏无力尿量减少 心源性休克,(一)呼吸困难,劳力性呼吸困难,端 坐 呼 吸,夜间阵发性呼吸困难,三、肺循环淤血,轻度心力衰竭患者，仅在体力活动时出现呼吸困难，休息后消失,重症心力衰竭患者，在安静时感到呼吸困难，甚至不能平卧位，故必须采取端坐位或半卧位方可减轻呼吸困难程度,左心衰竭特别是已经发生端坐呼吸的患者，常在入睡后突然感到气闷而惊醒，并立即作起喘气和咳嗽,劳力性呼吸困难发生的机制,体力活动时，回心血量增多，加重肺淤血；肺顺应性降低通气做功增加，呼吸困难； 心率加快，使心脏舒张期缩短，由肺回流到左心室的血量减少，加重肺淤血；需氧量增加，但因心力衰竭时机体缺氧，CO2潴留，刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快，出现气急。,端坐呼吸发生的机制,.端坐位时，受重力影响,机体下端血流回流减少，减轻肺淤血和水肿；膈肌下移，使胸腔容积变大，肺容易扩张； 下肢水肿液吸收入血减少，使血容量降低，减轻肺淤血。,夜间阵发性呼吸困难发生的机制,平卧位时下半身静脉回流增多，而且下肢水肿液回流入血增多，加重肺淤血、水肿； 入睡后迷走神经兴奋性升高，使支气管收缩，气道阻力增大；熟睡时神经反射敏感性降低，只有当肺淤血比较严重时，动脉血氧分压降到一定水平后，才能刺激呼吸中枢，引起突然发作的呼吸困难。,（二）肺水肿,1、肺毛细血管压升高,2、肺毛细血管壁通透性增高,一、防治原发病，消除诱因二、调整神经体液系统失衡及干 预心室重塑三、减轻心脏前、后负荷四、改善心脏舒缩功能五、其它：如改善心肌的能量代谢,第六节 心功能不全防治的病理生理基础,患者女性，53岁，农民，1991年7月27日入院。心慌、气短16年，近10天加重，伴有发热，咳痰，呕吐。,22年前曾患风湿性心脏病，无肾炎、肝炎、结核等病史，无过敏史。体检：体温39，脉搏116次/分，呼吸28次/分，血压13.3/9.3kPa（100/70mmHg）。发育正常，营养欠佳，声音嘶哑，呼吸急促，端坐位，口唇发绀，眼睑水肿，咽部红肿，扁桃体肿大，颈静脉怒张，四肢末端轻度发绀，两肺散在大小水泡音及痰鸣音，心尖搏动在左第五助间锁骨中线外1.5cm，心界向左扩大，心率120次/min，节律不整，心音强弱不等，心尖部可闻及收缩期吹风样杂音及舒张期隆隆样杂音。,肝肋下3.2cm，剑突下4.5cm，质地中等，触痛明显。肝颈静脉回流实验阳性，脾在肋下2.5cm，腹部移动性浊音阳性，双下肢凹陷性水肿（+）。,实验室检查：RBC 4.801012/L，WBC 12.8109/L，中性细胞 85、嗜酸性细胞2、淋巴细胞13，Hb110g/L，血小板80109/L。血沉 26mm/h，抗“O”500单位。 PaO210.8kPa（81mmHg），PaCO28kPa（60mmHg），HCO3-23mmol/L，BE-6mmol/L，pH7.23。尿蛋白（+），尿比重1.025，血钾6.6mmol/L，非蛋白氮（NPN）46mmol/L。心电图显示异位节律，T波高尖，ST段下移，两心室肥厚。X线显示两肺纹理增粗，双肺散在大小不等、模糊不清的片状阴影，心脏向两侧扩大，肺动脉段突出。,入院后经强心、利尿、抗感染等综合治疗，症状稍有改善。但于次日晚10时，患者病情突然加重，胸痛，呼吸极度困难，咳出大量粉红色泡沫样痰，两肺中下部有密集的中小水