《病理生理学教学资料王槐高》心功能不全课件

cardiac insufficiency cardiac insufficiency 病生教研室 l 概述 l 病因、诱因 l 发病机制 l 机体代偿反应 l 临床表现的病生基础 l 防治的病生基础 心功能不全心功能不全 心脏功能? “泵血功能” 概述 心功能不全与心力衰竭 (cardiac insufficiency & heart failure) 病 因 泵血功 能降低 心输出 量维持 代偿 心输出 量减少 失代偿 代偿阶段失代偿阶段 概述 泵血功能 (心脏舒缩功能 )的全过程 心功能不全与心力衰竭 (cardiac insufficiency & heart failure) 概述 心功能不全 cardiac insufficiency 心力衰竭 heart failure 病 因 泵血功 能降低 心输出 量维持 心输出 量减少 代偿失代偿 心输出量绝对或相对减少 不能满足机体代谢需要 病因 心脏收缩和/或舒张功能障碍 心力衰竭 (heart failure) 概述 本质 充血性心力衰竭 （congestive heart failure,CHF） 伴有血容量增多、静脉系统淤血 和水肿的慢性心力衰竭 概述 心衰分类： 按发病部位 概述 左心衰竭 右心衰竭 全心衰竭 左室泵血功能下降，继 之左心房压力增高，血 液由肺静脉回流到左心 受阻。以肺循环淤血和 水肿为特征。 右室负荷过重，不能将 体循环回流的血液充分 输送至肺循环，以体循 环淤血、静脉压升高和 全身性水肿为特征。 左、右心室同时或 先后发生衰竭。 心衰分类： 按发病机制不同 按发病部位 概述 收缩性心力衰竭 舒张性心力衰竭 同时存在多见 心肌收缩功能障碍 心肌舒张功能受损 心衰分类： 按发病机制不同 按心输出量高低 按发病部位 心输出量较心力衰竭 前有所下降,不能满 足机体高水平代谢的 需求,但其值仍属正 常,甚或高于正常。 概述 低输出量性 高输出量性 见于严重贫血、妊娠、 甲亢等引起的心力衰竭 心输出量低于正常群 体的平均水平，常见 于冠心病、高血压病 引起的心力衰竭 心衰分类： 按发病机制不同 按心输出量高低 按发病部位 按发展速度 概述 急性心力衰竭 慢性心力衰竭 病因与诱因 病因 原发性心肌舒缩功能障碍 心脏负荷过度 心力衰竭 病因 -心肌形态结构损害 -心肌能量代谢异常 心肌细胞直接受损所致心肌细胞直接受损所致 myocardial failuremyocardial failure 最常见 缺血、缺氧、VitB1缺乏等 心肌炎、心肌病、心肌梗死等 心力衰竭 病因与诱因 原发性心肌舒缩功能障碍 病因 原发性心肌舒缩功能障碍 心脏负荷过度 -后负荷(压力负荷)过度 -前负荷(容量负荷)过度 心力衰竭 病因与诱因 压力负荷 过度 高血压 主动脉瓣狭窄 肺动脉高压 肺动脉瓣狭窄 肺栓塞等 血粘度明显增加 容量负荷 过度 二尖、主动脉瓣关闭不全 三尖、肺动脉瓣关闭不全 严重贫血、甲亢等 病因 心肌舒缩功能障碍 心脏负荷过度 心肌 肥大 继发性心肌舒缩功能障碍 心力衰竭 病因与诱因 -后负荷(压力负荷)过度 -前负荷(容量负荷)过度 诱因 感染 最常见 病因 心力衰竭 病因与诱因 *发热时代谢率增加 *心率加快 *毒素直接损伤心肌 *呼吸道感染加重右心负荷 感染 最常见 心力衰竭 病因与诱因 心律失常 *心率加快 *房室收缩不协调 病因 诱因 感染 最常见 心力衰竭 病因与诱因 心律失常 水、电解质代谢和酸碱平衡紊乱 *过量、过快输液 *高血钾、低血钾 *酸中毒 病因 诱因 妊娠与分娩 其它(气候变化、劳累、情绪波动等 ） 心力衰竭 病因与诱因 全身感染 心律失常 水、电解质代谢和酸碱平衡紊乱 病因 诱因 l 概述 l 病因、诱因 l 发病机制 l 机体代偿反应 l 临床表现的病生基础 l 防治的病生基础 心功能不全心功能不全 发病机制 病 因 代偿失调 心力衰竭心力衰竭 心肌舒缩功能障碍基本机制 ？ 心肌收缩功能降低 心肌舒张功能障碍 心脏各部舒缩活动不协调 发病机制 心力衰竭 ？ 正常心肌舒缩的分子基础 收缩蛋白 调节蛋白 Ca2+ ATP I C T 肌球蛋白 肌动蛋白 肌钙蛋白 向肌球蛋白 横桥 心肌舒缩的分子基础 CaCa2+ 2+ ATPATP酶酶 肌节 I C T 正常肌节分子结构 向肌球蛋白 肌动蛋白 肌钙蛋白 肌球蛋白 横桥 ATPATP酶酶 Ca2+ Ca2+Ca2+ I C T 心肌兴奋 Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ I C T Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ 心肌兴奋 ATP ADP+Pi I C T Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ 心肌收缩 ATP ADP+Pi I C T Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ Ca2+ 心肌收缩 舒张 收缩 I C T Ca2+ Ca2+ Ca2+ 心肌舒张 I C T Ca2+ Ca2+ Ca2+ 心肌舒张 舒张 收缩 收缩蛋白 调节蛋白 ATP Ca2+ 结构基础 兴奋-收缩耦联的关键 能源 正常心肌舒缩的分子基础 发病机制 心肌收缩相关蛋白改变 心肌能量代谢障碍 心肌兴奋-收缩耦联障碍 心肌收缩功能降低 收缩相关蛋白改变 坏死 凋亡 发病机制 心肌过度肥大 肌丝不呈比例增加 肌原纤维排列紊乱 心肌细胞 死亡 心肌炎、 心肌梗死等 心室扩张 心肌能量代谢障碍 能量生成障碍 能量利用障碍 发病机制 能量储备减少 能量生成障碍 心肌能量生成障碍 ATPATP 缺血、缺氧、VitB1缺乏 *肌丝滑动能力 * *钙泵及钠泵功能 * *收缩相关蛋白合成 发病机制 冠心病、休 克、严重贫 血、心肌过 度肥大等 能量储备减少 ATP、磷酸肌酸 发病机制 磷酸肌 酸激酶 肌酸+ ATP 磷酸肌酸+ ADP 能量储备减少 心肌过度肥大等 产能减少而耗能增加 磷酸肌酸激酶同工酶转换 发病机制 ATP和磷酸肌酸储备减少 心肌收缩力减弱 心肌过度肥大、酸中毒 肌球蛋白头部 ATP酶活性降低 能量利用障碍 发病机制 心肌过度肥大、酸中毒 肌球蛋白头部 ATP酶活性降低 能量利用障碍 发病机制 心肌调节 蛋白改变 肌球蛋白轻链-1胎儿型同工型增多 肌钙蛋白T亚单位胎儿型同工型增多等 心肌兴奋-收缩耦联障碍 发病机制 兴奋的电活动 收缩的机械活动 Ca2+ 静息 兴奋-收缩 (去极化) 舒张 (复极化 ) 10-7mol/L 正常兴奋-收缩耦联 10-5mol/L10-7mol/L + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Ca2+ 肌浆网Ca2+转运功能障碍 胞外Ca2+内流障碍 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 关键：Ca2+转运失常 心肌兴奋-收缩耦联障碍 发病机制 肌浆网Ca2+摄取能力 肌浆网Ca2+转运功能障碍 肌浆网Ca2+储存量 肌浆网Ca2+释放量 发病机制 肌浆网摄取Ca2+ ATP 钙泵酶蛋白 肌浆网Ca2+储存量 肌浆网Ca2+释放量 钙释放蛋白含 量或活性降低 后果:收缩期胞浆Ca2+ 10-5mol/L 心肌兴奋-收缩耦联障碍 发病机制 肌浆网Ca2+转运功能障碍 胞外Ca2+内流障碍 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 关键：Ca2+转运失常 心肌兴奋-收缩耦联障碍 发病机制 Ca2+内流途径： *胞膜钙通道 胞外Ca2+内流障碍 发病机制 - - - - - - - - + + + + + + + + Ca2+内流途径 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 膜“电压依 赖 性”钙 通道 “受体操 纵性”钙 通道 NE CaCa2+ 2+ “受体操纵性 ” 钙通道开放 Ca2+内流 胞外Ca2+内流障碍 高血钾 酸中毒 受体对NE敏感性 NE 受体 ATP 、心肌 过度肥大等 发病机制 肌浆网Ca2+转运功能障碍 胞外Ca2+内流障碍 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 关键：Ca2+转运障碍 心肌兴奋-收缩耦联障碍 发病机制 胞内Ca2+浓度未达到收缩阈值 肌钙蛋白与Ca2+结合活性下降 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 酸中毒 H+与Ca2+竞争肌钙蛋白 H+抑制Ca2+内流 H+抑制肌浆网释Ca2+ H+抑制肌球蛋白ATP酶活性 发病机制 收缩相关 蛋白改变 心肌能量 代谢障碍 兴奋 - - 收缩 偶联障碍 胞外Ca2+内流障碍 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 肌浆网Ca2+处理功能障碍 心 肌 收 缩 功 能 降 低 小结 能量生成、储备 及利用障碍 心肌细胞死亡 心肌细胞肥大等 心室扩张 心肌收缩功能降低 心肌舒张功能障碍 心脏各部舒缩活动不协调 发病机制 心力衰竭 I C T CaCa2+ 2+ ATPATP酶酶 心肌舒张过程 10-7mol/L ATP ADP+Pi 心肌舒张功能障碍 钙离子复位延缓 肌球肌动蛋白复合体解离障碍 心室顺应性降低 心室舒张势能减少 胞膜钙泵 胞浆Ca2+高于舒张阈值 （ 10-7mol/L） 肌浆网钙泵 Na+/Ca2+交换体 出胞 入网 出胞 与钙亲和力 ATP 心衰 钙离子复位延缓 肌球-肌动蛋白复合体解离障碍 I C T Ca2+ Ca2+ ATP ADP+Pi *ATP缺乏 * *CaCa2+ 2+与肌钙蛋白亲和力增加 心肌收缩性 几何构型改变小 冠脉灌流 促舒张作用小 心室舒张势能减少 心室顺应性 (dv/dp) 心室僵硬度 (dp/dv) 正常正常 降低降低 升高升高 P-VP-V曲线曲线 舒 张 末 压 舒张末容积 见于： 心肌肥厚 心肌炎症 纤维化 间质增生等 心室顺应性降低 心室在单位压力变化下所引起的容积改变。 心室顺应性 心室舒张 心室充盈 心输出量 左室舒张末压 肺循环压力 肺淤血水肿 心力衰竭 心 肌 舒 张 功 能 障 碍 钙离子复 位延缓 肌球肌动蛋白复 合体解离障碍 心室舒张 势能减少 心室顺应 性降低 心肌肥厚、炎症 、纤维化等 心肌收缩性 冠脉灌流 ATP 钙泵功能 ATP Na+/Ca2+交换 小结： 心脏各部舒缩活动不协调 发病机制 心力衰竭 心肌收缩功能降低 心肌舒张功能障碍 o房-室间舒缩不协调 o左-右心间舒缩不协调 o同室各区域间舒缩不协调 *表现形式 心脏各部舒缩活动不协调 同室各区域间舒缩不协调 *原因和机制 各部心肌电活动 及舒缩性能不同 心肌各部 受损不同 舒缩活动在空间和 时间上的不协调性 心输出量 减少 心脏各部舒缩活动不协调 心律 失常 心 力 衰 竭 心肌收缩 功能降低 心脏各部 舒缩不协调 心肌各部受损不同 收缩相关蛋白改变 心肌能量代谢障碍 兴奋-收缩耦联障碍 Ca2+复位延缓 肌球肌动Pr解离障碍 心室舒张势能减少 心室顺应性降低 心肌舒张 功能障碍 机制总结 心肌缺血心力衰竭 ? 收缩相关蛋白破坏 能量生成障碍 冠脉灌流减少,舒张势能减低 钠泵失灵,细胞水肿,心室顺应性降低 心肌缺血不均一,各部舒缩不协调 ATP不足 肌浆网摄钙减少 钙离子复位延缓 肌球-肌动蛋白复合体解离障碍 心衰时机体代偿反应 病因 满足正常 活动需要 轻度心衰 明显心衰 机体 代偿 完全代偿 不完全代偿 代偿失调 满足安静 状态需要 不能满足 安静需要 无心衰 泵功能 心脏代偿反应 心外代偿反应 机体代偿反应 神经-体液的代偿反应 心力衰竭 肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活 交感-肾上腺髓质系统激活 儿茶酚胺、血管紧张素、醛固酮、内皮素 抗利尿激素、心房钠尿肽、PGE2、NO 神经-体液的代偿反应 心力衰竭 心脏代偿反应 心率增快 心肌收缩性增强 心脏扩张 心力衰竭 心肌肥大 意义 有利：提高心输出量(一定范围内) 不利：增加氧耗 缩短舒张期 心率增快 压力感受器心输出量 (-) 容量感受器 舒张末期 容积 (+) 交感 神经 兴奋 化学感受器 缺氧 (+) 心肌收缩性增强 交感-肾上腺髓质系统兴奋所致 意义:急性期时有利于维持心输出量 最适初长度：2.2 m 正常时: 1.72.1 m 快速代偿，但有一定限度 机制 增加肌节初长度收缩力 心脏扩张 肌节过度拉长： 收缩力 -心肌过度拉长不伴收缩力增强 代偿 失代偿 -心脏扩大伴收缩力增强 紧张源性扩张 肌源性扩张 表现形式 心脏扩张 心室在长期心脏负荷增加时，通过 改变心室的结构、代谢和功能而发 生慢性适应性、增生性变化。 心肌肥大 心肌间质的增生和重塑 心室重塑(ventricular remodeling) 指心肌细胞体积增大，重量增加 分类 0向心性肥大 (concentric hypertrophy) 0离心性肥大 (eccentric hypertrophy) 心肌肥大 并联性增生串联性增生 室壁明显增厚室壁轻度增厚 向心性向心性离心性离心性 压力负荷过度 容量负荷过度 心腔无扩大心腔明显扩大 两种心肌肥大比较 机械刺激 化学刺激 心肌 肥大 蛋白 合成 机 制 意 义 慢性代偿：降低室壁张力 提高心脏总收缩力 失代偿：缺血、缺氧、能力代谢 障碍、舒缩功能障碍 心肌肥大 心肌肥大 心肌间质的增生和重塑 非心肌细胞及细胞外基质发生变化 心室重塑(ventricular remodeling) 代偿： 提高心肌抗张强度 失代偿：降低室壁的顺应性 降低冠状循环的供血量 影响心肌细胞舒缩的协调性 慢性心衰重要代偿机制 心外代偿反应 心力衰竭 血容量增加 F肾素-血管紧张素-醛固酮系统兴奋 F抗利尿激素释放增多 F抑制钠水重吸收的激素减少 F交感神经兴奋 心房钠尿肽和PGE2 血液重新分配 红细胞增多 组织利用氧能力增强 注意: 这些代偿也有一定限度 心外代偿反应 心力衰竭 血容量增加 l 概述 l 病因、诱因 l 发病机制 l 机体代偿反应 l 临床表现的病生基础 l 防治的病生基础 心功能不全心功能不全 临床表现的病生基础 心力衰竭 心输出量不足 肺循环淤血 体循环淤血 心力衰竭的三大主征 心输出量不足 主要表现 心脏泵血功能降低 射血分数降低 心室充盈受限 心率增快： 心悸 心排出量减少及心脏指数降低 (心衰最早和最明显的症状 ) 心输出量不足 器官血流重新分配 疲乏无力 皮肤苍白或发绀 尿量减少 主要表现 心脏泵血功能降低 头晕、失眠、嗜睡等 静脉淤血和静脉压升高 体循环淤血 心性水肿 肝肿大压痛和肝功能损害 右心衰或全心衰 主要表现 消化系统功能障碍 钠水潴留及右室舒 张末期压力升高 毛细血管血压升高 及钠水潴留 胃肠道淤血及动脉血液灌流不足 右房压升高及 静脉系统淤血 肺循环淤血左心衰 肺水肿 主要表现 呼吸困难 (dyspnea) 急性左心衰最严重表现 左心衰引起肺淤血、水肿所致 肺循环淤血左心衰 肺水肿 主要表现 呼吸困难 (dyspnea) 急性左心衰最严重表现 左心衰引起