心力衰竭本

Heart Failure,第十三章 心力衰竭,病理生理学教研室刘海静,病例,患者，女，36岁。主诉心慌，气闷，浮肿，腹胀三月余。患者有风湿性心脏病十年病史。近三月来又出现心慌气闷加重，不能平卧而住院治疗。检查：重病容，半卧位，颈静脉怒张，呼吸36次/分，两肺底闻湿性罗音，心界向两侧扩大，心率130次分，血压14.6/10.7kPa,心尖部可闻及收缩期吹风样杂音和舒张期雷鸣样杂音级，肝脏在右侧锁骨中线肋下6厘米，压痛，腹部有移动性浊音，骶部及下肢明显指压性水肿，腹腔抽出液体，为漏出液，血浆蛋白22g/L,球蛋白15g/L。1.临床诊断?心衰属何种类型?发生机制?2.水肿及腹水发生机制?端坐呼吸?心界扩大,心率130次/分,血压正常,为什么?,3,2005年7月,我国著名演员古月在出席一项活动时因心肌梗死去世，享年66岁。,4,2005年8月18日，著名小品演员高秀敏因心肌梗死导致死亡，终年46岁。,5,2007年6月23日，著名相声表演艺术家侯耀文于北京突发性心脏病去世，终年59岁。,6,2008年4月份公布的第三次全国居民死因调查结果表明：居城市居民死亡原因前五位的是：恶性肿瘤、脑血管病、心脏病、呼吸系统疾病、损伤和中毒。,7,据世界卫生组织预测，至2020年以心力衰竭及脑卒中为代表的心、脑血管病将成为全球第一位的致死和致残原因，心力衰竭的防治已经成为关系人口健康的重要公共卫生问题。,8,世界心脏联盟(World Heart Federation)为唤起公众对心血管疾病及其危险因素(高血压、肥胖、缺乏运动、营养失衡、吸烟等)的关注将每年9月的最后一个星期日定为世界心脏日(World Heart Day)。并以“健康的心，快乐人生”为其永恒的主题。,9,心泵功能,心脏的主要功能就是协调的收缩和舒张，为血液循环提供动力。心脏的这种活动犹如一个水泵，可将血液源源不断的泵入血管中，故又称为心泵功能。,概述,10,心泵组成,心脏由左右两个心泵组成：右心回流体循环中的静脉血，将血液泵入肺循环；左心回流肺循环中的动脉血, 将血液泵入体循环。,11,心力衰竭,病因,心脏舒缩功能障碍,血泵功能,(heart failure),概述,这一病理生理过程或综合征称为心力衰竭,12,概述,心功能不全( cardiac insufficiency ),心泵功能,代偿阶段 (满足机体需要),失代偿阶段(不能满足需要),心力衰竭,心输出量,目 录,14,* 心肌舒缩功能障碍,* 心脏负荷过重,第一节 病因与诱因,15,* 心肌舒缩功能障碍,心肌损害,心肌代谢障碍,心肌细胞直接受损所致,缺血 缺氧 VitB1缺乏,心肌炎 心肌梗死 心肌纤维化,病因一,16,* 心脏负荷过度,-压力负荷(后负荷)过度,-容量负荷(前负荷)过度,高血压、主A瓣狭窄等肺A高压、肺A瓣狭窄、肺栓塞等,主(肺)A瓣关闭不全二(三)尖瓣关闭不全 严重贫血、甲亢等,继发性心肌舒缩功能障碍,心肌肥大,病因二,心室射血时所要克服的阻力，即心脏收缩时所承受的阻力负荷。,心脏收缩前所承受的负荷，相当于心室舒张末期容量。,17,以病因为基础,诱因,18,是心衰最常见诱因，各种感染特别上呼吸道感染可通过多途径加重心脏负荷，妨碍心肌舒缩功能。,诱因,感染,若并发呼吸道感染，肺循环阻力，右室负荷。,发热时交感神经兴奋，代谢率心肌耗氧,心率舒张期缩短冠脉血液灌流心肌供氧,病原微生物及毒素直接损伤心肌 ；,19,1.酸中毒,诱因,水、电解质代谢和酸碱平衡紊乱,H+竞争性抑制Ca2+与肌钙蛋白的结合，抑制Ca2+内流及肌浆网对Ca2+的释放,H+抑制肌球蛋白ATP酶活性,外周血管对CAs的反应性血管扩张回心血量,20,2.高钾血症、低钾血症,心肌的兴奋性传导性自律性、收缩性改变,诱因,水、电解质和酸碱平衡代谢紊乱,3.过量、过快输液血容量前负荷心衰,21,心率加快心肌耗氧量；舒张期缩短: 冠脉灌流不足心肌缺血 心室充盈不足心排出量房室间舒缩活动的协调性遭到破坏 有效泵血,诱因,心律失常 尤快速型,22,血容量增加、稀释性贫血；心率、搏出量心脏负荷增大（高动力循环状态）宫缩疼痛精神紧张交感肾上腺髓质系统兴奋,诱因,妊娠与分娩,23,除以上因素外，劳累、气温变化、情绪波动、洋地黄中毒、外伤与手术等也可成为诱因。,熟悉掌握心衰的诱因并及时有效的加以防治，对心衰的控制是十分必要的。,诱因,其它,24,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 心力衰竭的分类,25,发生的速度 急性 慢性 按心肌收缩与舒张功能障碍分类 1. 收缩性心力衰竭 2. 舒张性心力衰竭,分类,常见于高血压性心脏病，冠心病等，主要由于心肌变性、死亡所致。,高血压伴左室肥厚、肥厚性心肌病、主动脉瓣狭窄、缩窄性心包炎等。,26,1低输出量性心衰 2高输出量性心衰,常见于冠心病、高血压、心脏瓣膜病。,多见于甲亢、严重贫血、妊娠、动静脉瘘等。造成这类心衰的主要原因是机体处于高动力循环状态。,心衰时心输出量的高低,分类,27,高动力循环状态（hyperkinetic stage）： 指由各种原因引起的机体血容量扩大，静脉回流增加，心脏过度充盈，心输出量相应增加，心脏负荷显著增大，供氧相对不足，能量消耗过多。,28,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,29,心力衰竭,病因,心脏舒缩功能障碍,血泵功能,(heart failure),这一病理生理过程或综合征称为心力衰竭,30,1轻度心力衰竭,代偿完全，心功能处于级或级,代偿不全，心功能级,完全失代偿，心功能级,2中度心力衰竭,3重度心力衰竭,分类,按病情严重程度分类,31,级心功能：指在休息和轻度体力活动时可不出现心衰的症状、体征。级心功能：指体力活动略受限制，一般体力活动时可出现气急心悸。级心功能：体力活动明显受限，轻体力活动即出现心衰的症状、体征，休息可缓解。级心功能：安静休息时即可出现心衰临床表现，完全丧失体力活动的能力。,心 功 能 分 级,32,病因,满足正常活动需要,轻度心衰,明显心衰,机体代偿,满足安静状态需要,不能满足安静需要,无心衰,泵功能,第三节 心功能不全时机体的代偿,33,1. 交感肾上腺髓质系统SAS激活,2. 肾素-血管紧张素-醛固酮系统RAAS激活,心房钠尿肽ANP、TNF、 ET 、 NO等,34,心率加快 心脏紧张源性扩张 心肌收缩性增强 心室重塑,35,快速代偿反应,1. 心率,机制：,36,利：在一定范围内，HR加快可提高CO，维持血压而有利于冠脉的灌注。弊：HR 耗氧量增加； 180次/分时,舒张期过短，冠脉供血减少， 严重时引起心肌缺血，心室充盈不足，反而使CO 。,心率加快的意义,37,2. 心脏紧张源性扩张 根据Frank-Starling定律，在一定范围内，心肌的收缩力与心肌的初长度成正比。心肌最适初长度为2.2微米。 若心腔过度扩张，是肌节的初长度超过最适初长度，则粗细肌丝的重叠，收缩力反而。,Frank-Starling定律,正常状态下,1.7 2.1 2.2 2.7 m,收缩力,肌节初长,38,紧张源性扩张 伴有心肌收缩力的心腔扩张。 这是心脏对容量负荷增加所启动的一种重要代偿方式。 肌节长度2.2m 代偿 肌源性扩张 心肌的拉长不伴有收缩力的心脏扩张。 肌节长度2.2m 失代偿 肌节长度3.6m 丧失收缩能力,心脏扩张,39,3. 心肌收缩性增强,等容收缩期单位时间内左心室内压上升的最大速率（dp/dtmax),Ca2+通道蛋白磷酸化，Ca2+内流,40,4. 心室重塑（ventricular remodeling)：,心室在长期容量和压力负荷增加时，通过改变心室的结构、代谢和功能而发生的慢性代偿适应性反应。,41,1.向心性肥大：长期压力负荷作用下，心肌纤维并联性增生，肌纤维变粗，心室壁厚度增加，心腔无明显扩大，室壁厚度与心腔半径的比值增大。2. 离心性肥大：长期容量负荷增加，引起心肌纤维呈串联性增生，肌纤维长度增加，心腔明显扩大，室壁厚度与心腔半径的比值基本正常。,心肌肥大心肌肥大是指心肌细胞体积、质量。两种类型:,42,容量负荷过重,向心性肥大,离心性肥大,心肌肥大,43,向心性肥大 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 在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。,心肌肥大,44,代偿局限性：肥大心肌具有不平衡生长的特性，一旦心肌过度肥大超过某种限度时，则促进心功能由代偿迅速向衰竭进行转变。,心肌肥大的意义：,缓慢、持久的代偿反应；心肌总收缩力、增加心脏泵血、维持心输出量；向心性肥大的代偿能力离心性肥大,45,心肌细胞表型改变,由于所合成的蛋白质的种类变化所致的心肌细胞“质”的改变。,46,2.非心肌细胞及细胞外基质的变化,47,*增加血容量,*血流重新分布,*组织利用氧的能力增加,*红细胞增多,注意: 这些代偿也有一定限度,48,1. 增加血容量:,慢性心衰重要代偿机制，主要由钠水潴留所致。,49,血容量增加的意义：,利：增加心室充盈量，提高CO、维持BP。,弊：如水钠潴留引起心性水肿；心脏前、后负荷加大，心肌耗氧量增加，心脏负荷加重，使心排出量下降，加重心衰。,50,2. 血流重新分布:,心衰时，交感-肾上腺髓质系统兴奋，皮肤、肾与内脏器官血流量减少，而心、脑血流量不变或略增加。 即防止血压下降，又保证了心、脑重要生命器官的血供。,但是，周围器官的长期供血不足可导致脏器功能紊乱，如肝、肾功能不全。同时，外周血管的长期收缩，阻力上升可引起心脏后负荷增加。,51,但RBC过多,可引起血液粘度,心脏负荷。,3. 红细胞增多:,体循环淤血血流缓慢,循环性缺氧,肺淤血和肺水肿,乏氧性缺氧,刺激肾合成EPO,促进骨髓造血,血液RBC,血液携氧能力,可改善周围组织的供氧，有积极的代偿意义。,缺氧,52,4.组织利用氧的能力增强：,53,心肌舒缩功能障碍心脏负荷过重,心输出量减少,神经-体液调节机制激活,心率加快,收缩性增强,心室重塑,血容量增加,血流重分布,红细胞增多,细胞利用氧增强,紧张源性扩张,心 内 代 偿,心 外 代 偿,代偿,54,第四节 发病机制,引起心衰的病因多种多样，它们通过不同途径削弱心肌的舒缩功能，从而引起心衰发病，这是心衰最基本的发病机制。,55,正常心肌舒缩的分子基础,收缩蛋白 肌球蛋白、肌动蛋白 调节蛋白 向肌球蛋白、肌钙蛋白 钙离子 ATP,56,57,收缩的过程,58,收缩阈值（10-5mol/l）,心肌收缩（胞浆Ca2+升高）,59,Ca2+,心肌舒张（胞浆Ca2+降低）,60,心肌兴奋-收缩耦联,(一)心肌收缩相关的蛋白改变：,一、心肌收缩功能降低,机制一,1.心肌细胞数量减少,(1)心肌细胞坏死：,(2)心肌细胞凋亡：,缺血、缺氧 感染、中毒,氧化应激、细胞因子、钙超载线粒体功能异常,急性心肌梗死,2.心肌结构改变,3.心室扩张,心室扩大而室壁变薄,心肌过度肥大,（二）心肌能量代谢障碍 1. 能量生成障碍 常见原因：心肌缺血缺氧：缺血性心肌病、休克、贫血；维生素B1缺乏：丙酮酸氧化脱羧障碍，乙酰辅酶A生成，ATP产生不足；心肌过度肥大：单位体积心肌的毛细血管数量和心肌纤维与毛细血管间的距离，引起供血相对不足和氧弥散障碍，导致能量生成不足。,机制一,63,2.能量储备减少,机制一,（二）心肌能量代谢障碍,(二)心肌能量代谢障碍 3. 能量利用障碍 心肌过度肥大肌球蛋白头部ATP酶水解ATP，为心肌收缩提供能量。ATP酶同工酶有三种： V1活性最高 V2活性次之 V3活性最低大鼠心肌过度肥大时，其肌球蛋白头部Ca2+-Mg2+ATP酶活性，原因是ATP酶肽链结构发生变异， V1 型 V3 型，使心肌能量利用发生障碍。,机制一,65,人类心肌能量利用障碍,人类衰竭心肌所检测到的ATP酶活性降低，主要与心肌蛋白改变有关，如肌球蛋白轻链-1（MLC-1）的胎儿型同工型增多，肌钙蛋白T亚单位的胎儿型同工型（TnT4）增多等，使肥大心肌肌球蛋白头部的ATP酶活性降低，利用ATP功能障碍，心肌收缩性降低。,(三)心肌兴奋-收缩偶联障碍心肌的收缩和舒张与胞浆内Ca2+ 密切相关。心肌复极化时，肌质网钙泵被激活，胞质内Ca2+被摄取到肌质网中储存；另有Ca2+ 从胞质中转运到细胞外。于是胞质 Ca2+ ，心肌舒张。心肌除极时Ca2+转运方向与复极相反，胞质Ca2+ ，心肌收缩。,机制一,(三)心肌兴奋-收缩偶联障碍 1. 肌浆网钙转运功能障碍过度肥大或衰竭的心肌细胞中，肌浆网钙释放蛋白的含量或活性，钙释放肌浆网Ca2+ATP酶含量或活性，使肌浆网摄取和储存Ca2+,机制一,68,2. 胞外Ca2+ 内流障碍,1,2,Ca内流的两条途径,69,两种钙通道：,70,交感神经兴奋,PKA,71,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,72,2. 胞外Ca2+内流障碍 主要见于伴有严重心肌肥大或酸中毒的心力衰竭 机制：心肌内NE含量过度肥大的心肌细胞上受体密度相对酸中毒使心肌细胞受体对NE的敏感性高钾血症时,K+可竞争性阻止Ca2+内流,73,心衰时Ca2+内流受阻原因(备课参考） 内源性儿茶酚胺分泌减少；肥大心肌细胞膜上-受体密度相对减少，ROC-Ca2+通道开放受阻。 酸中毒： 降低跨膜电位（VOC-Ca2+及Na-Ca交换体抑制） 降低受体对儿茶酚氨敏感性 胞外K+竞争性抑制Ca2+内流,3. 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍,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,75,二、心肌舒张功能障碍,心室血液充盈，收缩时射血 妨碍心脏舒张充盈，减弱Starling效应 影响冠脉舒张期血液灌流 导致肺淤血、肺水肿，妨碍肺部气体交换,心脏舒张功能异常与心衰的关系:,76,心肌舒张功能障碍的可能机制是： 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。,1. 钙离子复位延缓 心肌收缩后，产生正常舒张的首要因素是胞浆中Ca2+ 要迅速降到舒张阈值，即从10-5mol/L降至10-7mol/L，这样Ca2+才能与肌钙蛋白脱离，心肌舒张。,机制二,2. 肌球-肌动蛋白复合体解离障碍肌球蛋白与肌动蛋白解离，不但需Ca2+从肌钙蛋白及时脱离，且需ATP参与。心衰时，肌钙蛋白与Ca2+亲和力增加（酸中毒），或ATP不足，肌球-肌动蛋白复合体解离障碍。,机制二,3. 心室舒张势能减少收缩末期心室构型改变产生的促使心室复位的力量冠脉血液充盈也会影响心室舒张,机制二,80,4. 心室顺应性降低心室顺应性dV/dP心室在单位压力变化下所引起的容积改变 心室僵硬度dP/dV当心室顺应性或僵硬度时，导致舒张功能障碍心室扩张充盈受限常见原因: 心肌肥大引起的室壁厚度、心肌炎、心肌水肿、纤维化及间质增生，心室充盈不足。,机制二,病变区、边缘区及非病变区心肌舒缩活动不协调；心律失常亦可破坏心脏各部分舒缩活动的协调性；据估计，房室活动不协调可使心排出量下降40%。心室收缩不协调，可减少心室射血量；心室舒张不协调，可使心室充盈不足。,三、心脏各部分舒缩活动不协调,机制三,82,心脏各部分舒缩活动不协调,83,心力衰竭,收缩性减弱,舒张功能障碍,心肌各部活动不协调,与收缩相关的蛋白改变,心肌能量代谢障碍,兴奋-收缩耦联障碍,钙离子复位延缓,肌球-肌动蛋白解离障碍,心室舒张势能减少,心室顺应性降低,心律失常心肌梗死,机制总结,84,心力衰竭,心输出量减少,肺循环淤血,静脉回流障碍,体循环淤血,第五节 临床表现的病理生理基础,85,（一）心脏泵血功能降低,射血分数 （每搏输出量与心室舒张末期容积之比）dp/dt max：等容收缩期（舒张期）室内压上升 （下降）的最大速率。,心排出量 心脏指数 （指单位体表面积的每分心排出量）,PCWP、LVEDP： （左心衰）CVP、RVEDP： （右心衰）,泵血,舒缩,充盈,HR: ,86,正常人和心力衰竭时左心室功能曲线,87,*皮肤苍白或发绀,（二）外周血液灌注不足,*疲乏无力、失眠、嗜睡,*尿量减少、食欲不振,*直立性低血压、心源性休克,表现,88,*静脉淤血和静脉压升高,全心衰或右心衰,*水肿 心性水肿,*肝肿大及肝功能损害 心源性肝硬化,表现,*胃肠功能改变,89,1.静脉淤血和静脉压升高,2.全身性水肿,3.肝肿大和肝功能异常,90,91,92,(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,二、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，常在入睡后突感气闷而被惊醒，坐起喘气和咳嗽后缓解(心性哮喘),主要见于左心衰竭,主要表现:呼吸困难、肺水肿。,93,劳力性呼吸困难的发生机制 ：,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，呼吸费力； 心率加快，舒张期缩短，由肺回流到左心室的血量进一步减少，加重肺淤血；需氧量增加，但衰竭心脏不能相应地提高时CO，加重机体缺氧，刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快，出现气急。,94,端坐呼吸发生的机制：,端坐位，受重力影响, 下肢血液回流，减轻肺淤血和水肿；膈肌下移，胸腔容积增大，有利于肺的扩张；下肢水肿液返流入血，降低血容量，减轻肺淤血。,95,夜间阵发性呼吸困难其发生机制：,平卧位时下半身静脉回流，同时下肢水肿液返流入血，加重肺淤血、水肿； 入睡后迷走N相对兴奋，小支气管收缩，气道阻力；熟睡时神经反射敏感性降低，只有当肺淤血比较严重，PaO2降低到一定程度时，才能刺激呼吸中枢，引起突然发作的呼吸困难。,96,（二）肺水肿,1、肺毛细血管静压升高 （PCWP30mmHg）,2、肺毛细血管壁通透性增高,97,第六节 心力衰竭的防治原则,一、积极防治原发病，消除诱因 二、调整神经-体液系统失衡及干预心室重塑 三、减轻心脏的前、后负荷 四、改善心肌收缩和舒张性能 五、改善心肌的能量代谢,98,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。,病例分析,现病史 该患者于16年前常于劳累后咳嗽、心慌、气喘，但休息后可缓解。6年前开始一般体力劳动即感心慌、气短，双下肢出现轻度水肿，吐白色泡沫痰。经治疗后症状好转，但每于劳动后反复发作。入院前10天，又因着凉感冒、发热、寒战、咳嗽，咳黄色痰，咽疼、流涕、鼻塞，并且心悸、呼吸困难逐渐加重，胸闷、恶心伴有呕吐，右上腹饱胀，不能平卧，双下肢明显水肿。上述症状逐日加重，痰量增多，高烧不退，食欲差，尿量明显减少，故来院就诊。,99,体检：T39，P116次/分，R28次/分，BP13.3/9.3kPa（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哮鸣音，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。,既往史：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。,100,肝肋下3.2cm，剑突下4.5cm，质地中等，触痛明显。肝颈返流实验（+），脾在肋下2.5cm，腹部移动性浊音（+），双下肢凹陷性水肿（+）。,101,实验室检查：RBC 4.81012/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”500U。PaO210.8kPa（81mmHg），PaCO28kPa（60mmHg），HCO3-