病理生理学石磊病生心功能不全.ppt

,开始上课了,同学们好,心功能不全,全国高等医学院校规划教材病理生理学(案例版）,病理生理学教研室刘巍,心功能不全,病因、诱因与分类,代偿反应及其意义,发生机制,功能和代谢变化,防治原则,目录,心泵功能,让我们通过计算来更加形象的认识一下心脏的重要性,假定人心脏跳动70次/分、70毫升/次，平均寿命有70岁，我们来计算一下，一生心脏跳动次，泵血升,心泵功能,让我们通过计算来更加形象的认识一下心脏的重要性,假定人心脏跳动70次/分、70毫升/次，平均寿命有70岁，我们来计算一下，一生心脏跳动25.75亿次，泵血1.81亿升,2,575,440,000,180,280,800,25.75亿,1.81亿,心脏是一个强壮的、不知疲倦、努力工作的强力泵。,中国：1998年，260万人死于心血管疾病（13分钟死一人）北京：19841999年3544岁死于心梗增154%，77%归罪于胆固醇增高。2004年，卫生部报告1.6亿血脂异常,Lifestyle:(1)Eating(2)Car(3)Physicalexercise,心血管疾病,人类“第一杀手”,心力衰竭,在各种致病因素的作用下，心脏的收缩和/或舒张功能发生障碍，使心输出量绝对或相对下降，以至不能满足机体代谢需要的病理生理过程或综合征称为心力衰竭（heartfailure)。,概念,心功能不全与心力衰竭,心功能不全,代偿阶段,失代偿阶段,心力衰竭,发病学的本质是相同的,二、诱因,1、各种感染,2、酸碱平衡及电解质代谢紊乱,3、心率失常,4、妊娠与分娩,5、治疗措施不当,凡能引起心肌供血减少、耗氧增加、收缩性减弱以及心脏负荷增加的因素均可诱发心衰。,三、心力衰竭分类,（一）根据病情严重程度,1.轻度心力衰竭2.中度心力衰竭3.重度心力衰竭,（二）按起病及病程发展速度,1.急性心衰如:心肌梗死、心肌炎2.慢性心衰如:高血压、心瓣膜病等,（三）按心输出量的高低,1.低输出量性心力衰竭2.高输出量性心力衰竭,（四）按心力衰竭的发生部位,1.左心衰竭2.右心衰竭3.全心衰竭,（五）按心肌收缩与舒张的障碍,1.收缩功能不全性的心力衰竭2.舒张功能不全性的心力衰竭,第2节心力衰竭时机体的代偿反应及其意义,完全代偿,不完全代偿,失代偿,心泵功能障碍,组织器官供血,心输出量,一、心脏本身的代偿,代偿反应,（一）心率加快,（二）心脏扩张,（三）心肌肥大与心室重构,一、心脏本身的代偿,（一）心率加快,（急性代偿，限度空间小）,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,机制:,利,一定范围内，心输出量维持动脉血压,弊,心率过快(180次/分)对机体不利:增加心肌耗氧量心脏舒张期过短，心室充盈不足心率过快，影响冠脉灌流，心肌缺血,（一）心率加快,心脏代偿反应,正常心肌结构,动画:心肌细胞结构,心脏代偿反应,（二）心脏扩张,Frank-starling定律,（亚急性代偿方式）,心脏代偿反应,（二）心脏扩张,（二）心脏扩张,（亚急性代偿方式）,心脏代偿反应,最适初长度,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,心脏代偿反应,（二）心脏扩张,肌节长度1.7m,肌节长度2.2m,心室淤血,室内压,心腔适度扩大,肌节适度拉长,收缩力,意义：增加每搏心输出量。,(二)心脏扩张,（三）心肌肥大与心室重构,为适应心脏负荷增加，使心肌及心肌间质在细胞结构、功能、数量及遗传表型方面所出现的适应性、增生性的变化称为心室重构。,从心肌细胞水平观察心肌肥大从组织水平观察心肌改建从心脏器官水平观察心室重构,心脏代偿反应,1、心肌肥大的原因和机制,原因：过度负荷刺激神经体液因素的作用,机制：心肌肥大信号细胞核基因反应心肌肥大,心脏代偿反应,2、心肌肥大表现形式,离心性肥大,向心性肥大,利,弊,（慢性经济、持久的代偿方式）,（三）心肌肥大与心室重构,收缩速度减慢,顺应性降低,流出道受阻,肥大心肌不均衡生长,室壁张力降低,收缩力增加,心脏代偿反应,肥大心肌的不平衡生长：冠脉微循环障碍单位重量心肌的毛细血管数目减少心肌细胞表面积相对不足细胞Ca2+转运发生异常心肌交感神经末梢密度相对降低心肌去甲肾上腺素含量降低肌球蛋白ATP酶活性降低用能障碍线粒体数目和功能相对不足心肌能量生成不足,二、心脏以外的代偿,(一)增加血容量,(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,1、降低肾小球滤过率2、增加肾小管对水钠重吸收,1、保证心、脑血液供应2、外周供血不足，器官功能紊乱,(一)血容量增多,肾小球滤过率,交感-肾上腺髓质系统,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,PGE2、,1、降低肾小球滤过率,心外代偿反应,(一)血容量增多,肾内血流重新分布,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,PGE2、利钠激素,肾小管重吸收,滤过分数增高,2、增加肾小管对水钠重吸收,心外代偿反应,积极作用:增加心室充盈，维持心输出量；,不利影响:钠水潴留，心性水肿、前后负荷增加，耗氧量增加,血容量增多的意义,心外代偿反应,各种心衰病因导致心输出量,交感肾上腺髓质系统兴奋,肾素血管紧张素醛固酮系统,三、神经-体液代偿作用,各种心衰病因导致心输出量,交感肾上腺髓质系统兴奋,神经-体液损伤作用,正常心肌舒缩的分子基础（复习）,正常心肌舒缩的基础,动画:心肌舒缩过程,一、心肌收缩性减弱二、心室舒张功能异常三、心脏各部协调性障碍,第三节心力衰竭的发生机制,（一）心肌结构破坏,(二）心肌能量代谢障碍,(三）心肌兴奋收缩耦联障碍,一、心肌收缩性减弱,心力衰竭的发生机制,（一）心肌收缩性减弱,1.心肌结构的破坏,缺血、缺氧感染、中毒,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,心肌细胞凋亡,(disorderofmyocardialenergymetabolism),能量生成障碍(impairedenergyproduction)能量转化储存障碍(reducedenergyreserve)能量利用障碍(impairedenergyutilization),2.心肌能量代谢障碍,（一）心肌收缩性减弱,能量生成障碍,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,最常见原因心肌缺血缺氧,2.心肌能量代谢障碍,ATP,肌酸,磷酸肌酸(CP),心肌肥大时，磷酸肌酸激酶活性,肌肉,能量转化储存障碍,2.心肌能量代谢障碍,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,能量利用障碍,2.心肌能量代谢障碍,(三）心肌兴奋-收缩耦联障碍,兴奋-收缩耦联障碍,一、心肌收缩性减弱,Ca2+摄取,肌浆网储存Ca2+,肌浆网释放Ca2+,肌浆网钙泵活性及泵酶活性降低,1、肌浆网摄取、储存、释放Ca2+,2.胞外Ca2+内流障碍,Ca2+内流的途径,钙通道,Na+-Ca2+交换体,电压依赖性,受体操纵性,膜内电位为正时Na+外流、Ca2+向内转运,受膜电位调节受受体、激素调控除极时通道开放去甲肾上腺素与受体Ca2+内流、复极结合后可激活此通道时通道关闭使Ca2+内流,交感神经兴奋,Ca2+内流,2.胞外Ca2+内流障碍,心肌肥大、酸中毒、高钾血症,心肌肥大,去甲肾上腺素,受体操纵性,酸中毒,跨膜电位,受体异常,电压依赖性,高钾血症,Ca2+内流障碍,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,(三）心肌兴奋-收缩耦联障碍,酸中毒时H+抑制了Ca2与肌钙蛋白的结合使胞浆Ca2即使浓度上升到收缩阈值也无法结合兴奋-收缩耦联障碍,3.肌钙蛋白结合Ca2+障碍,心肌收缩性减弱,能量代谢障碍,生成障碍,利用障碍,心肌细胞的坏死和凋亡,兴奋-收缩耦联障碍,钙离子与肌钙蛋白结合障碍,钙离子内流障碍,钙离子摄取储存释放障碍,心肌结构破坏,二、心室舒张功能异常,(一)钙离子复位延缓,(二)肌球肌动蛋白复合体解离障碍,（三）心室舒张势能减少,（四）心室顺应性降低,(一)钙离子复位延缓,二、心室舒张功能异常,ATP细胞膜钙泵障碍外排障碍ATP肌浆网钙泵障碍重摄障碍钠-钙交换体能力降低外排障碍,(二)肌球-肌动蛋白复合体解离障碍心肌舒张时横桥拆除肌钙蛋白与钙离子亲和力增加当ATP生成不足时肌球-肌动蛋白复合体解离障碍,二、心室舒张功能异常,(三)心室舒张势能减小,二、心室舒张功能异常,冠脉灌注减少,心室收缩性降低,收缩末期心室构型改变产生舒张势能冠状动脉充盈利于心室舒张,(四)心室顺应性降低（心室壁增厚、心肌炎、心肌纤维化）心室扩张受限，心输出量减少容积扩大，压力增高明显，导致肺淤血妨碍冠脉灌注，加重心肌缺血、缺氧,二、心室舒张功能异常,a,b,c,舒张末期压力,舒张末期容积,a顺应性降低,b顺应性正常,c顺应性升高,心室压力-容积(P-V)曲线示意图,心室顺应性指心室在单位压力变化下引起的容积改变,心肌舒张功能障碍,钙离子复位迟缓,钠钙交换体钙离子亲和力下降,ATP不足钙离子泵活性下降,肌球肌动复合体解离障碍,心室舒张势能减弱,心室顺应性降低,心肌肥大室壁变厚,水肿,间质增生纤维花,ATP不足,心肌收缩性降低,冠脉灌流不足,（三）心脏各部分舒缩活动不协调,心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性同一心室心肌梗死区域性分布，导致心室活动不协调,第四节机体的功能和代谢变化,一、心功能的变化二、静脉系统淤血及主要变化三、动脉系统充盈不足及主要变化,心衰的发病环节,心输出量不足（缺血）,回流障碍（淤血）,临床表现,临床表现的病理生理基础,心功能的变化1.心力贮备（）2.心排血量及心排血指数（）3.射血分数（）4.心室舒张末期压力（或容量）（）肺动脉楔压和中心静脉压,左房(LA)：50mm（33/30mm）左室(LV)舒张末期内径：79mm（4055/3550mm）右室（RV)：24mm（20mm）室间隔(IVS)：9.3mm（12/11mm）左室后壁(LVPW)：8mm（12/11mm）射血分数(EF)：23%（50%70%）搏动减弱提示左房、左室、右室内径增大，心功能减低。,辅助检查心动超声,二、静脉系统淤血及主要变化,（一）肺循环充血、肺静脉压增高,呼吸困难-肺淤血的主要表现,呼吸困难的机制:,肺淤血、肺水肿肺顺应性刺激肺毛细血管旁感受器，缺氧刺激呼吸中枢，呼吸加强支气管粘膜充血水肿，气道阻力,二、静脉系统淤血及主要变化,呼吸困难的表现形式:,劳力性呼吸困难端坐呼吸夜间阵发性呼吸困难,（一）肺循环充血,体力活动需氧但缺氧加剧，CO2潴留呼吸中枢产生“气急”的症状。体力活动心率舒张期冠脉灌注心肌缺氧且左室充盈肺淤血体力活动回心血量肺淤血肺顺应性通气作功呼吸困难,机制,1.劳力性呼吸困难,体力活动发生的呼吸困难，休息时减轻或消失,（一）肺循环充血,端坐时回心血量肺淤血端坐时膈肌下移胸腔容积肺活量肺通气端坐时水肿液吸收肺淤血,心衰病人平卧可加重呼吸困难而被迫采取坐或半卧体位以减轻呼吸困难的状态,2.端坐呼吸,机制,（一）肺循环充血,若发作时伴有哮鸣音，则称为心性哮喘（cardiacasthma）,平卧胸腔容积通气入睡后迷走神经兴奋支气管收缩气道阻力人睡后中枢抑制反射敏感性肺淤血PaO2刺激呼吸中枢通气憋醒,3夜间阵发呼吸困难,是左心衰竭的典型表现。患者夜间入睡后因突感气闷被惊醒，在端坐咳喘后缓解,机制,表现为发绀、呼吸困难、端坐位、咳嗽、咳粉红色或无色泡沫痰等,1毛细血管压左心衰左室舒张末期压力肺毛细血管压超过其代偿能力肺水肿2毛细血管通透性,（二）肺水肿急性左心衰竭最严重的表现,肺循环淤血肺泡通气血流失调缺氧毛细血管通透性肺水肿肺泡表面活性物质破坏肺泡表面张力毛细血管通透性肺水肿,（二）体循环淤血、体静脉压增高,(一)心性水肿（水钠潴留，流体静压增高）颈静脉怒张，肝颈静脉返流（+）臂肺循环时间延长(二)肝、脾肿大和消化道淤血（肝淤血并牵张包膜、胃肠道淤血等）(三)水、电解质代谢紊乱,二、静脉系统淤血及主要变化,三、动脉系统充盈不足及主要变化,（一）动脉血压的变化（二）皮肤苍白或发绀（三）疲乏无力、失眠、嗜睡（四）尿量减少和代谢性酸中毒,心力衰竭的临床表现,心力衰竭,肺循环充血,体循环淤血,心输出量不足,呼吸困难,肺水肿,颈静脉怒张静脉压上升,水肿,肝功能异常,皮肤苍白发绀,疲乏无力失眠嗜