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(Cardiac insufficiency),心功能不全,病理生理教研室 李利平,一 概述,心脏的收缩和(或)舒张功能(泵功能)发生障碍,心功能不全的概念,心力衰竭与心功能不全,心功能不全 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，属于心功能不全的晚期失代偿阶段。,(Cardiac insufficiency & heart failure),二、心力衰竭的病因 和诱因,一、病因,(Causes),(一) 原发性心肌舒缩功能障碍(心肌衰竭）,(二) 心脏负荷过度,压力负荷 心室收缩时承受的负荷，又称为后负荷,容量负荷 心室舒张时承受的负荷，又称为前负荷,过多输液,二、诱因,感染 水、电解质及酸碱平衡紊乱 心律失常 妊娠和分娩,全身感染诱发心衰的机制,感染发热，代谢率加重心脏前负荷加重 细菌毒素直接损伤心肌，抑制心肌收缩 HR心肌耗氧舒张期缩短，心肌供血供氧不足，导致心肌相对缺血缺氧 上呼吸道感染、肺部感染使肺血管阻力增加，加重右心负担,酸碱失衡及水电解质紊乱诱发心衰的机制, 酸中毒： H抑制Ca2内流、肌浆网对Ca2的释放以及竞争性抑制Ca2与肌钙蛋白的结合 H抑制肌球蛋白ATP酶活性 毛细血管前括约肌松弛，而小静脉张力不变，微循环灌多流少，回心血量减少，CO下降 引起高血钾，导致各种心律失常 钾代谢障碍 (3)输液过多或过快,心律失常 1.快速型心律失常多见 心率加快可使心肌耗氧量增加、舒张期缩短、心室充盈不足、房室收缩不协调 2.缓慢型心律失常（重度房室传导阻滞）,妊娠和分娩诱发心衰的机制,妊娠后血容量增加，至临产前达最高峰（20%），加上稀释性贫血，增加了心脏的前负荷 临产时由于宫缩、精神紧张、腹压增大等因素可促使静脉回流和外周阻力增高，从而增加了心脏前后负荷和心肌耗氧量 心率加快使心肌耗氧量增加，冠脉流量不足供氧减少，使心肌缺氧,过度劳累、情绪波动、气温变化、手术外伤,三、心力衰竭的分类,按病变累及的部位,左心衰竭 (left-sided heart failure) 右心衰竭 (right-sided heart failure) 全心衰竭 (whole heart failure),按心肌舒缩功能,收缩心力衰竭 (systolic heart failure) 冠心病、心肌病，临床标志：左室射血分数减少 舒张性心力衰竭 (diastolic heart failure) 肥厚性心肌病、高血压伴左室肥厚、缩窄性心包炎，,按心输出量, 低输出量性心力衰竭 (low-output heart failure) 高输出量性心力衰竭 (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,按病情的严重程度, 分为:, 轻度心力衰竭 (mild heart failure) 中度心力衰竭 (moderate heart failure) 重度心力衰竭 (severe heart failure),按心力衰竭的发生速度, 分为:,急性心力衰竭 慢性心力衰竭 心力衰竭呈慢性经过时，由于钠水潴留和血容量增加，发生静脉淤血、组织水肿及心腔扩大。称充血性心力衰竭（congestive heart failure，CHF),四、心功能不全的代偿 机制,一、神经体液机制的激活,1.交感神经系统兴奋，儿茶酚胺分泌增多 早期：心率加快、心肌收缩力增强，心输出量增加 腹腔内脏血管收缩，外周阻力增加，维持血压 晚期：心脏后负荷加重，内脏器官供血不足 2.肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活 钠水潴留、心肌重塑,(一) 心率加快,机制,BP压力感受器传入冲动减少，经窦神经传到中枢的抑制性冲动减少，引起心率加快 心泵功能心室残余血量心房淤血，刺激容量感受器，经迷走神经传入纤维至中枢，使迷走神经抑制，交感神经兴奋，HR 缺氧刺激外周化学感受器反射性引起心率加快,二、心脏本身的代偿,利,在一定范围内，心输出量,弊,心率过快(180次/分)心输出量反而减少: 增加心肌耗氧量供氧减少 心脏舒张期过短 冠脉血流过少；心室充盈不足,(二) 心脏扩张,Frank-Starling定律,紧张源性扩张 心室容量加大并伴有收缩力增强的心脏扩张,肌源性扩张 心肌拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张,（三）心肌收缩性增强,心肌收缩性增强是指不依赖于心脏前、后负荷变化的心肌本身的收缩特性，以等容收缩期单位时间内左心室内压上升的最大速率(+dp/dtmax)来表示。 受神经体液因素、电解质（Ca2+、K+）、某些药物（强心甙、咖啡因）调节,（四）心肌重塑 （心肌肥大）,心肌肥大的种类,离心性肥大(eccentric hypertrophy) 在长期容量负荷作用下，心肌肌节呈串联性增生。心肌细胞长度心腔扩大（二尖瓣、主动脉瓣关闭不全）,向心性肥大(concentric hypertrophy) 在长期压力负荷作用下，心肌肌节呈并联性增生。心肌细胞增粗，室壁厚度，心腔无明显扩大（高血压、主动脉瓣狭窄）,向心性肥大,离心性肥大,意义：积极作用心肌收缩力降低室壁张力， 氧耗最经济、持久有效代偿方式！ 不利影响心肌过度肥大，可因心肌的不平衡生长 而 发生心力衰竭 机制：单位重量心肌交感N分布密度 线粒体数目相对，以及线粒体氧化磷酸化水 平，能量生成不足 肥大心肌毛细血管数量增加不足，心 肌微循环 灌流不良,相对缺血缺氧 肌球蛋白ATP酶活性，能量利用障碍 肥大心肌肌浆网Ca2处理功能障碍，Ca2 内流 ， 肌浆网释放Ca2,非心肌细胞和细胞外基质的变化,细胞外基质是存在于细胞间隙、肌束之间及血管周围的结构糖蛋白、蛋白多糖及唐胺聚糖的总称，其中最主要的是和型胶原纤维。胶原纤维的量和成分是决定心肌伸展性能及僵硬度的重要因素。 促使心肌肥大的因素（血管及张素、去甲肾、醛固酮）会促进非心肌细胞的活化、增值、分泌，使胶原网络结构的化学组成和空间结构变化，心肌间质增生重塑降低室壁的顺应性。冠状动脉周围纤维增生减少心肌供血。,二、心外代偿 （神经体液调节机制激活）,（一）血容量增加,BP肾灌注 机制：GFR 交感 肾上腺髓质兴奋 肾素 血管紧张素 醛固酮系统激活 肾缺血，PGE2合成酶活性 肾内血流重分布 钠水重吸收 滤过分数（FF） 醛固酮ADH ANP,意义：,积极作用心室充盈CO维持 动脉血压 不利影响心性水肿，心脏前负荷 耗氧,(二) 血流重分布,(三) 红细胞增多,(四) 组织细胞利用氧的能力增强 细胞线粒体数量增多 肌红蛋白含量增多,五、心力衰竭的发病机制,心 肌 正 常 结 构,心肌,调节 蛋白,向肌球蛋白,肌钙蛋白,肌动蛋白,有ATP酶 活性,尾部,颈部,（肌球蛋白）,细肌丝,头部,粗肌丝,肌 节,心肌纤维,心肌细胞,收缩蛋白（有结合点）,肌丝滑行过程,一、心肌收缩力降低,(一) 心肌收缩蛋白的破坏,心肌细胞死亡导致收缩相关蛋白被分解破坏，心肌收缩力下降。,心肌细胞坏死 心肌细胞凋亡,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、AT直接毒性作用 2、凋亡 相关因素：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,1、坏死,细胞因子生成过多 TNF-、IL-1、 IL-6等 钙稳态失衡 线粒体功能异常,(二)心肌能量代谢紊乱,心肌能量生成障碍 心肌储能减少 能量利用障碍,1.心肌能量生成障碍 (impaired energy production),最常见的原因: 心肌缺血缺氧、VB1缺乏,ATP缺乏引起的后果: 收缩性减弱 Ca2+转运和分布异常 线粒体功能异常,2.心肌储能减少 (reduced energy reserve),磷酸肌酸(CP),心肌肥大时，磷酸肌酸激酶活性，储能的CP ,3. 心肌能量利用障碍 (impaired energy utilization),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,(Impaired excitation- contraction coupling),(三)心肌兴奋收缩耦联障碍,肌浆网Ca2+摄取能力 心肌缺血缺氧/心肌过度肥大，ATP供应不足，肌浆网 Ca2+泵活性减弱。,肌浆网Ca2+释放量 肌浆网储存Ca2+ ，心肌兴奋时释放的Ca2+ 。若伴有酸中毒使Ca2+ 与钙储存蛋白结合牢固，不易解离使肌浆网释放的Ca2+ 更趋,肌浆网Ca2+储存量 心肌过度肥大或心力衰竭时线粒体摄取Ca2+增多，不利于肌浆网的钙储存。,1. 肌浆网处理Ca2+功能障碍,2. 胞外Ca2+内流障碍,交感神经兴奋,高钾血症时K+可阻止Ca2+的内流,1-肾上腺受体下调,心肌过度肥大时心肌内去甲肾 上腺素减少，,酸中毒降低受体对去甲肾上腺素 的敏感性,3. 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 酸中毒时，H+与肌钙蛋白的亲和力比Ca2+大,占据了肌钙蛋白上的Ca2+结合部位。,二、心肌舒张性能异常,细胞内钙离子复位延缓,心室硬度、顺应性 原因: 心肌肥大, 炎细胞浸润, 纤维化,肌球-肌动蛋白复合体解离障碍,心室舒张势能减少,意义：顺应性心室充盈受限，CO,三、心脏各部舒缩 活动不协调,六、心脏泵血功能障碍 对机体的主要影响,一、动脉系统缺血,（一）心脏泵血功能降低,1.心排血量减少及心脏指数降低 2.射血分数降低 3.心室充盈受损 肺毛细血管楔压 （反映左房压和左室舒张末压） 中心静脉压 （反映右房压和右室舒张末压） 4.心率增快（心悸）,疲乏无力 皮肤苍白、出冷汗 尿少 头晕、失眠、记忆力减退 心源性休克,（二）器官血流重分布 临床表现,二、静脉系统淤血,右心衰 体循环淤血 左心衰 肺循环淤血,(一) 体循环淤血,当CVP16 cmH2O时，即出现体循环淤血征，见于右心衰竭及全心衰竭。,主要表现 颈静脉充盈或怒张 肝肿大、压痛及肝功能损害（心源性肝硬化） 胃肠道淤血所致的食欲不振等 消化道症状 心性水肿,(二) 肺循环淤血,肺循环淤血征，见于左心衰竭。,呼吸困难的机制:,肺淤血、肺水肿肺顺应性 气道阻力 肺间质压力增高刺激肺毛细血管旁 感受器，引起反射性浅快呼吸,肺淤血的主要表现: 呼吸困难,呼吸困难的表现形式:,劳力性呼吸困难 (dyspnea on exertion) 端坐呼吸 (orthopnea) 夜间阵发性呼吸困难 (paroxysmal nocturnal dyspnea),劳力性呼吸困难的发生机制:,回心血量增多，加重肺淤血肺顺应性下降， 通气做功增强 心率加快，舒张期缩短左室充盈肺淤血 机体活动时需氧量增加 心力储备，活动时缺氧加剧、CO2储留刺激 呼吸中枢，呼吸加深加快,端坐呼吸的发生机制:,端坐时部分血液转移到躯体下半部，肺淤血减轻 端坐时胸腔容积增大,肺活量增加 端坐位可减少水肿液的吸收，肺淤血减轻,夜间阵发性呼吸困难的 发生机制:,入睡后迷走神经兴奋，使支气管收缩，气道阻力增大 入睡后平卧后下肢静脉血回流增多，肺淤血、水肿加重 入睡后平卧后隔肌上升，胸腔缩小，胸内压增大，肺活量减小 入睡后中枢对传入刺激的敏感性降低,第七节 心力衰竭 防治的病理生理基础,心力衰竭的防治原则,一、防治基本病因，消除诱因 二、改善心脏的舒缩功能,1.改善心脏的收缩性：选用正性肌力药物（地高