循环系统病理生理学.ppt

2002年中国因心脏病死亡人数为70.3万人， 每15秒钟就有一位中国人因心血管疾病死亡； 每22秒钟就有一位中国人因此失去工作能力。,心力衰竭 (heart failure) :,1. 循环衰竭（circulatory failure） 循环系统中任一组分（如心脏、血管 及血容量等）发生改变而导致的心排出量 不足。,2. 心肌衰竭（myocardial failure） 心肌舒缩性能降低所致的心力衰竭。,3. 心房衰竭与心室衰竭,4. 充血性心衰（congestive heart failure） 慢性心衰时，常伴有血容量及组织间液代偿性增多及体循环和（或）肺循环静脉系统淤血、水肿。,5. 心功能不全（cardiac insufficiency） 心功能从完全代偿到失代偿的整个过程。,第一节 病因和分类,心衰,Causes and Classification,二、诱因(precipitating factor),1.感染（Infection）,2. 心律失常,心排出量下降,心肌耗氧量增加,冠脉流量下降,3.电解质与酸碱平衡紊乱 (water-electrolyte disorders and acid-base imbalance),4. 妊娠、分娩 (gestation and childbearing),妊娠时血容量增加，心脏负荷增加,5. 其他,过多过快输液,情绪激动,过度运动,气候剧变,第二节 机体的代偿适应反应,心 衰,Compensatory and Adaptive Response,一、神经-体液调节机制激活 (activation of neurohumoral mechanisms),（一）交感-肾上腺髓质系统激活,1. 机制,1 . 增高机制,急性 CO 和脉压差下降 主、颈A 压力感受器刺激减弱 传入抑制交感中枢兴奋性减弱 容量感受器兴奋传入冲动增多 调控交感神经紧张性的过度增高,1 . 增高机制,慢性 持续低灌流 压力感受器改建 对牵张刺激敏感性降低 容量感受器改建 房室和腔静脉淤血对交 感神经的抑制效应降低 CO2和H+增多 兴奋化学感受器 呼吸中枢兴奋性增高 间接兴奋交感神经中枢,1. 循环RAAS的激活,（二）RAAS激活,2. 心肌局部 RAAS 激活,心肌局部AngII的主要作用,促进心交感神经末梢释放NE，提高心肌舒缩功能和增大耗氧量； 引起冠状动脉收缩，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。,3. 其他体液因素(Other hormonal factors),二、心脏代偿效应 （Cardiac compensatory effects）,（1）动用舒张期储备 （2）动用收缩期储备 （3）动用心率储备,1. 动用心力储备,2. 心室重塑,（1） 动用舒张期储备,心脏紧张源性扩张: Starling 机制 心室舒张末期容积扩大，心肌细胞肌节拉长 粗细肌丝接近最佳重叠状态 横桥数增多、细肌丝对钙离子敏感性增高 心腔容积扩大、心室壁应力增大，耗氧量增大 舒张末期压高影响冠脉灌流，静脉淤血加重,意义:1、急性代偿，无能量储备增加，不能持久 2、过度扩张后，收缩力（肌源性扩张）,心脏扩张,机理：流量负荷增大， Starling氏心定律作用：在 一 定限度由心肌初长度增加，使收缩力增强 肌节长度：1.7-2.1m, 收缩力 2.2m,收缩力,（2） 动用收缩期储备,交感N 兴奋心肌中NE 激活1受体 Gs 兴奋 激活腺苷酸环化酶 cAMP 激活PKA Ca2+通道磷酸化 开放T和V 钙内流 受磷蛋白磷酸化降低对肌浆网钙泵的抑制 肌浆网摄钙V 心肌收缩性 TnI 磷酸化 TnC 与钙离子亲和力降低 心肌舒张功能,（3）动用心率储备-心率加快,机理： 神经反射 左心衰竭主动脉弓、颈动脉窦反射 右心衰竭Bainbridge 反射 体液调节 NE 浓度增高 4期Na+内流加快 意义： 急性代偿 发生迅速，但有一定限度 HR140 bpm 促进心脏衰竭 临床意义 a 出现心悸 b 判定洋地黄治疗效果 c 控制HR在100 bpm,（4） 不利效应,增加心肌耗氧量，减少冠脉流量 全身血管收缩，增加前后负荷 诱发心律失常 激活RAAS，引起钠水潴留(retention) 促进心肌改建 组织低灌流，引起骨骼肌疲劳(fatigue),（1）心肌改建的机制,心肌受损或负荷加重 神经-体液变化和细胞因子表达变化 细胞膜表面的压力感受器分子内应力变化 通过信号转导通路激活相应基因表达改变 静止的胚胎基因被诱导重新表达 心肌结构和功能蛋白分子表型改变 心肌肥大 心肌改建 心室重构,（2） 心室重构的表现,心肌细胞体积增大、蛋白质蓄积、肌节增加、胚胎基因再表达。心肌细胞外基质增加，降低室壁顺应性。是对室壁应力增加的适应性反应，慢性心衰的重要代偿方式。,机理: 流量负荷 扩张肥厚，肌节串联性增生(离心性) 压力负荷 无扩张肥厚，肌节并联性增生(向心性) 长期负荷加重，心肌核酸、蛋白质合成 肥厚的刺激因子包括多种细胞因子（ET-1，AG等）,意义： 形成慢，能量和蛋白质合成 ，代偿较持久 过度肥厚，收缩力(心肌相对缺血、缺氧，ATP),（3）心肌改建的代偿意义,提高心肌整体舒缩功能 增加心输出量和射血速度 维持心室壁应力尽可能正常 减轻心肌耗氧量增加的程度 Laplace 定律 S = P r / 2h 心肌总体舒缩功能心功能曲线左上移,（4）心肌改建对心功能的不利影响,低活性蛋白同工酶表达增多，蛋白活性降低 胚胎期基因重新表达，改建心肌的结构、功能改变 基因表达活性不均，导致不均衡生长，舒缩功能进行性 改建心肌代谢、结构和功能的变化进行性发展 对心脏功能的不利影响进行性加重 不利影响超过代偿作用，舒缩功能进行性降低，顺应性（ 僵硬度）,心室重塑,心肌细胞重塑 （1）心肌肥大 细胞水平：数量体积 器官水平：心室质（重）量室壁增厚 （2）心肌细胞表型改变 机械化学信号刺激，胚胎基因激活 蛋白质种类变化，表型转变，代谢功能变化 分泌细胞因子和局部激素，促进细胞生长、增殖和凋亡 非心肌细胞及外基质变化 （1）重塑早期：III型胶原纤维心室结构性扩张 （2）重塑后期：I 型胶原纤维提高心肌抗张强度 （3）室壁顺应性僵硬度影响心肌舒张功能,三、心脏以外的代偿,增加血容量 血流重新分布 红细胞增多 组织利用氧的能力增加,图14-4 心功能障碍的发展机制,第三节 发病机制 Mechanisms of Heart Failure,心 衰,肌 节,兴奋-收缩耦联,心肌正常舒缩必备条件：,1. 收缩蛋白与调节蛋白性能正常,2. 能量代谢正常,3. 钙离子运转正常,3. 肥大心肌收缩成分相对减少,4. 心肌排列改变,间质蛋白酶激活胶原降解,负荷增加细胞肌束滑脱移位,二、心肌能量代谢障碍 (disorders in myocardial energy metabolism),心肌能量代谢的三个阶段,发病特点： 高输出量型心力衰竭: 脉洪大、 皮肤温暖、 淤血体征、洋地黄无效,1、能量生成和贮存障碍,机理：心肌缺血、缺氧、线粒体能量生成障碍、CP-CPK 贫血性心脏病心肌能量生成(ATP)，回心血量 脚气性心脏病VB1缺乏,丙酮酸脱羧障碍, ATP 丙酮酸, A-V 短路开放, 回心血量 甲亢性心脏病甲状腺素过多,氧化磷酸化脱耦联, A-V 短路开放，回心血量,见于瓣膜病、高血压性心脏病、先天性心脏病 常有扩张肥厚；代偿期长；心肌ATP含量正常,但利用障碍； 洋地黄有效,机理：心脏负荷过重心肌过度肥大 肌球蛋白ATP酶( V1V3)活性 不能水解ATP,化学能无法转化为机械能,发病特点：,三、兴奋-收缩偶联障碍 (excitation-contraction coupling),1. 心肌对交感神经系统的反应性,（1）NE （2）受体减敏(desensitization) （3）Gs/Gi比值,2.心肌细胞钙离子转运障碍 (1)肌浆网Ca2+处理功能障碍 a.肌浆网Ca2+摄取能力减弱 b.肌浆网Ca2+储存量减少 c.肌浆网Ca2+释放量下降,2. 心肌细胞 Ca2+转运障碍 （1）肌浆网(sarcoplasmic reticulum) Ca 2+ 运转障碍,电压依赖性Ca2+通道,受体操纵性Ca2+通道,（2） 心肌细胞膜(sarcolemma)Ca2+运转障碍,心衰时：,（3) 肌钙蛋白功能障碍,四、心室舒张功能障碍 1.ATP Ca2+复位延缓 2.肌球-肌动蛋白复合体解离障碍 3.心室舒张势能减少 4.心肌纤维化，心壁增厚，心室顺应性,见于 冠心病、瓣膜病舒张障碍 心肌硬度 舒张性心力衰竭，肺淤血体征显著,（2）心壁增厚,原因：,五、心室壁舒缩协调障碍 见于严重心肌坏死、反常收缩、心律失常 心肌丧失统一收缩能力 心输出量显著下降,心室壁舒缩协调障碍,第四节 对机体的主要影响 Effect of heart failure on the body,心 衰,2. 收缩或/和舒张功能指标,（3）dp/dt max(心室等容舒张期室内压下降的最大速率 ),（2）+dp/dt max(心室等容收缩期室内压 上升的最大速率),3. 心室充盈压和心室舒张末容积,(1) 左室舒张末压( left ventricular end diastolic pressure, LVEDP ) 正常时 12 mmHg,临床病人: PAWP (pulmonary artery wedge pressure) PCWP (pulmonary capillary wedge pressure) 正常平均为7 mmHg,（2）右室舒张末压( right ventricular end diastolic pressure, RVEDP ) 临床: CVP, 正常: 6 - 12 cmH2O,（3）心室收缩末容积（VESV） ,4. 心率增快,myogenic dilatation (心界大,收缩期杂音) gallop rhythm (舒张期奔马律),（二）血压变化,1. 动脉血压或正常，脉压 2. 静脉血压,动脉收缩: 维持血压 过度收缩 后负荷过重，CO 静脉收缩: 促进回流 过度收缩 前负荷过重，CO,血管反应,血管扩张药物：硝普钠等调整前、后负荷,（三）脏器血流重分配(redistribution),（四）外周血管和组织的适应性改变,1. 外周血管收缩反应增强，血管壁改建； 2. 2，3-DPG含量增加，氧离曲线右移； 3. 毛细血管流速下降，弥散时间延长； 4. 组织细胞对氧的利用能力增强。,静脉淤血,治疗原则： 强心、 利尿、 血管扩张剂,（二）体循环静脉淤血（右心衰竭、腔静脉淤血） (venous congestion of systemic circulation),肝脏: 淤血肿大,2. 胃肠道：淤血，消化不良，食欲减退,3. 颈静脉充盈或怒张，下肢水肿,4.肾淤血：蛋白尿,5.CVP ：15cm H2O,（三）肺循环淤血 (congestion of pulmonary circulation),1. 呼吸困难机制,（1）肺顺应性降低,（2）气道阻力增大,（3）肺毛细血管旁感受器兴奋性增高,（4）化学感受器传入冲动增多,左心衰竭、肺淤血： 表现：,呼吸困难 端坐呼吸 肺水肿 水泡音 泡沫痰,2. 表现形式,（1）劳力性呼吸困难（dyspnea on exertion）,体力活动时出现呼吸困难，休息后减轻或消失。,机制 （1）体力活动时，回心血量，肺淤血加重 （2）体力活动时心率加快，舒张期缩短，左心室充盈， 肺淤血加重 （3）体力活动时机体需氧量，机体缺氧加重， 刺激呼吸中枢，呼吸加深加快,心衰病人被迫采取端坐或半卧位以减轻呼吸困难的状态。 机制： （1）端坐时下肢血液回流肺淤血减轻 （2）膈肌下移，胸腔容积，肺活量，通气改善 （3）端坐可减少下肢水肿液的吸收，减轻肺水肿,（2）端坐呼吸（orthopnea）,患者夜间入睡后因突感气闷而惊醒，端坐咳喘后缓解。 机制： （1）平卧位，下肢静脉回流和水肿液吸收，肺淤血 （2）迷走神经张力增高，小支气管收缩，气道阻力 （3）熟睡后中枢对传入刺激敏感性，只有肺淤血严重，动脉 血氧分压降低到一定程度是，方能有效刺激中枢，使患者 感到呼吸困难而惊醒。,（3）夜间阵发性呼吸困难 （paroxysmal nocturnal dyspnea）,心源性肺水肿,呼吸困难 双肺满布湿罗音 粉红色泡沫痰 心性哮喘,第五节 防治原则,心 衰,Principles of Prevention and Treatment,二、改善心脏泵血功能 （强心、利尿、扩血管） 1. 减轻心脏负荷 休息 降低前负荷:限钠饮食、利尿剂、静脉扩张剂 降低后负荷:钙拮抗剂、ACEI,一、防治原发病 、消除诱因,洋地黄类(digitalis) 钙拮抗剂(calcium antagonist),2. 改善心肌舒缩功