心功能 不全

第十一章 心功能不全Cardiac insufficiency,概述 病因、诱因与分类 机体的代偿适应反应 发病机制 机体的功能和代谢变化 防治的病理生理基础,一、概述,1. 心力衰竭 (Heart failure) 在各种致病因素的作用下，心脏的收缩或（和）舒张功能发生障碍，使心输出量绝对或相对下降，不能满足机体代谢需求而导致的以循环功能障碍为主要表现的临床综合征。,2. 心功能不全（Cardiac insufficiency） 指心泵功能受损但处于完全代偿阶段直至失代偿的整个过程。 与心力衰竭的区别：,3. 充血性心力衰竭（Congestive heart failure） 当心功能不全呈慢性经过时，患者常有钠水潴留、血容量增加和静脉淤血等表现，同时可伴有心腔扩大，临床上称之为充血性心力衰竭。,4. 心肌衰竭（Myocardial failure） 由于心肌肌原纤维自身舒缩功能障碍所致的心力衰竭。,（一）原因 1. 心肌损伤 （1）原发性心肌病变 见于风湿性、病毒性、细菌性等原因导致的心肌炎、心肌病等。 （2）继发性心肌损伤 见于冠状动脉粥样硬化、严重的贫血、低血压、严重维生素B1缺乏等。,二、心功能不全的原因、诱因和分类,（1）压力负荷过重（Pressure overload） 又称后负荷过重。 是指心脏在收缩时所承受的阻抗负荷过大。 见于高血压、主动脉瓣狭窄等。,2. 心脏负荷过重,(2) 容量负荷过重（Volume overload） 又称前负荷过重。指心脏收缩前所承受的负荷过大，即心室舒张末期容积过度增加。 见于甲亢、严重贫血、肺动-静脉漏及房室间隔缺损等。,见于限制型心肌病、房室瓣狭窄、缩窄性心包炎和心包填塞等。,3. 心室舒张期充盈受限,（二）诱因,凡是能增加心脏负担，使心肌耗氧 和/或供氧的因素皆可能在心功能不全基本病因的基础上成为心衰的诱发因素。,1. 感染,呼吸道感染是心力衰竭的最常见诱因。 机制： 发热时交感神经兴奋，代谢率升高； 致病微生物及其产物可直接损伤心肌细胞； 心率加快，增加心肌耗氧量，缩短心脏舒张期； 呼吸道感染时肺循环阻力增大加重右心负荷。心肌耗氧 和/或供氧,2. 酸碱平衡及电解质代谢紊乱,（1）酸中毒机制: H+ 竞争性抑制Ca2+与肌钙蛋白的结合、抑制 Ca2+ 内流和肌浆网的Ca2+ 释放 H+ 抑制肌球蛋白ATP酶活性 氧化过程发生障碍ATP 心肌收缩力,（2）高血钾: （3）过量、过快输液:,3. 心律失常,特别是快速型的心律失常。 机制： 心率心肌耗氧量。 舒张期缩短冠脉血流心肌缺血缺氧。,此外，过度劳累、情绪波动、气温变化、洋地黄中毒及外伤与手术等均可加重心脏负荷而诱发心力衰竭。,4. 妊娠与分娩,1.按病程发展速度 (1) 急性心力衰竭 (Acute heart failure) (2) 慢性心力衰竭 (Chronic heart failure),（三）分类,2.按发生部位 (1)左心衰竭 （Left heart failure） (2)右心衰竭（Right heart failure） (3)全心衰竭 （Whole heart failure）,3.按心输出量的高低 (1) 低输出量性心衰 （Low output heart failure） 指心力衰竭患者的心输出量低于正常群体的平均水平。,(2) 高输出量性心衰（High output heart failure） 指甲状腺功能亢进、严重贫血、动静脉瘘等机体处于高动力循环状态的患者发生心力衰竭时，心输出量较代偿阶段有所降低，仍可高于或不低于正常群体的平均水平，但却不能满足上述病因造成的机体高水平代谢的需要。,低输出量性心衰后,高输出量性心衰前,高输出量性心衰后,正常心输出量,正常人,4. 按心肌收缩与舒张功能障碍分类 (1) 收缩功能不全性心力衰竭： (2) 舒张功能不全性心力衰竭：,三、心功能不全时机体的代偿适应反应,完全代偿 （Complete compensation）不完全代偿 （Incomplete compensation） 失代偿或代偿失调 （Decompensation）,（一）全身性神经- 体液代偿反应 1交感神经系统的兴奋性增强 2肾素- 血管紧张素- 醛固酮系统激活 3其他体液因素,（二）心脏自身的代偿反应,1心率加快机制：心输出量 BP 压力感受器刺激（+）传至中枢的抑制性冲动心率 ； 心腔内残余血量静脉回心血量 刺激容量感受器交感神经兴奋心率 ； 缺氧可刺激化学感受器也能反射性地引起心率。,代偿意义：发动快，见效迅速。 提高心输出量（心输出量=每搏输出量心率）； 提高舒张压，有利于冠脉的血液灌流，对维持动脉血压，保证重要器官的血流供应有积极意义。 局限性：过快（180次/分） 舒张期过短，心室充盈不足、冠脉血供不足；心肌耗氧增加 心输出量明显。,2心肌收缩性增强 心功能损害的急性期，由于交感- 肾上腺髓质系统兴奋使儿茶酚胺释放增加，通过激活肾上腺素能受体，增加胞浆cAMP 浓度，激活蛋白激酶A 使胞膜钙通道蛋白磷酸化，胞浆Ca2+浓度升高而发挥正性变力作用。,3. 紧张源性扩张 （Tonogenic dilatation） 定义：伴有心肌收缩力增强的心腔扩大称为紧张源性扩张。,心肌过度拉长并伴有收缩力减弱的心腔扩张称为肌源性扩张（Myocardial dilatation）。,心脏扩张,Frank-Starling定律,意义：根据Frank-Starling定律，一定范围内心肌收缩力随心脏的扩张而增强可使心输出量增加。 局限性：但肌节过度拉长使心脏扩张，心肌耗氧量增大，收缩力反而减弱，导致代偿失调。,（1）心肌肥大 （Myocardial hypertrophy） 指心肌细胞体积增大，即直径增宽，长度增加,导致心肌重量增加。 是慢性心力衰竭的主要代偿方式。,4. 心室重塑,A.向心性心肌肥大 (Concentric hypertrophy)指心脏在长期过重的压力负荷作用下，收缩期室壁张力持续增加，引起心肌肌节并联性增生，心肌纤维增粗，其特征为心室壁增厚而心腔容积正常甚或缩小，使室壁厚度与心腔半径之比增大。 常见于高血压性心脏病、主动脉瓣狭窄等。,B.离心性心肌肥大 (Eccentric hypertrophy) 指心脏在长期过重的容量负荷作用下，舒张期室壁张力持续增加，引起心肌肌节串联性增生，心肌纤维增长，其特征为心腔明显扩大与心室壁轻度增厚并存，使室壁厚度与心腔半径之比基本正常。 常见于二尖瓣或主动脉瓣闭锁不全等。,代偿意义：增加心肌收缩力，有助于维持心输出量；降低室壁张力，降低心肌耗氧量，有助于减轻心脏负担。局限性：过度肥大心肌诸多方面的不平衡，奠定了逐渐走向衰竭的基础。,（2）心肌细胞表型改变 （3）非心肌细胞及细胞外基质的变化,（三）心外代偿1. 增加血容量,是慢性心力衰竭的主要代偿方式。 机制：心输出量 ECBV 肾血流GFR； RAAS被激活和ADH； 肝淤血对激素的灭活能力； 拮抗钠水重吸收的激素水平降低。 上述因素均促进水钠潴留使血容量增加。,2. 血液的重新分布,心功能不全时，由于交感神经系统兴奋，使皮肤、腹腔器官及肾血管收缩，血流量减少，而心、脑供血量增加。这样既可防止血压下降，又可保证心、脑的血流量，对急性或轻度心功能不全有重要的代偿意义。,3. 组织细胞利用氧的能力增强 缺氧使细胞内线粒体数量，表面积，细胞色素氧化酶活性。4. 红细胞增多 慢性缺氧可刺激促红细胞生成素合成增多，使骨髓造血功能增强，红细胞和血红蛋白生成增多。,心功能不全时机体的代偿适应反应,四、心功能不全的发病机制,正常心肌舒缩的分子生物学基础,（一）心肌收缩性减弱,心肌的收缩性 （Myocardial contractility）： 指心肌在受到有效刺激后产生张力和缩短的能力。 是决定心输出量的重要因素之一。,1. 心肌收缩结构基础的改变,（1）心肌细胞数量减少 如严重心肌梗死、心肌炎和心肌病等使心肌细胞发生变性、萎缩甚至死亡而使有效收缩的心肌细胞数量减少（包括坏死和凋亡）而影响心肌收缩功能 。,（2）心肌重塑及基质重构 不同部位的心肌肥大、坏死和凋亡，心肌细胞和非心肌细胞的肥大与萎缩、增殖与死亡并存带来的心肌改建及基质重构所造成的心肌收缩结构的改变。,2.心肌能量代谢障碍,（1）心肌能量生成障碍： 冠心病引起的心肌缺血缺氧、重度贫血、维生素B1缺乏等 心肌缺血、缺氧。,（2）心肌能量储存障碍： 心肌肥大时产能而耗能，尤其磷酸肌酸激酶活性 储能形式磷酸肌酸含量。,（3）心肌能量利用障碍： 心肌过度肥大肌球蛋白头部ATP酶活性该酶不能正常利用（水解）ATP，将化学能转为机械能，供肌丝滑动。,3.心肌兴奋-收缩耦联障碍,是指Ca2+运转失常所导致的心肌收缩性减弱。,（1）肌浆网Ca2+ 转运（摄取、储存、释放）障碍: 机制： 过度肥大或衰竭的心肌细胞中，肌浆网释放蛋白的含量或活性 去极化时肌浆网向胞浆中释放Ca2+；, 肌浆网的ATP酶活性 心肌复极化时摄取、储存Ca2+； 伴有酸中毒时，Ca2+与肌浆网结合牢固。,（2）Ca2+ 内流障碍 心肌内储存的去甲肾上腺素含量； 肥大心肌细胞膜-肾上腺素受体密度及敏感性 ；-受体依赖的L-型钙通道开放 ； 高钾血症时K+可阻止Ca2+内流，使胞质中Ca2+浓度降低。,（3）肌钙蛋白与Ca2+ 结合障碍 酸中毒时，H+占据了肌钙蛋白上Ca2+的结合位点。,心肌收缩性减弱的机制,1心室舒张功能障碍机制：（1）钙离子复位延迟：ATP供应不足时，舒张期胞浆中的Ca2+浓度不能迅速降低。,（二）心室舒张功能和顺应性异常,（2）肌球-肌动蛋白复合体解离障碍： ATP+ 肌钙蛋白与Ca2+ 的亲和力肌球-肌动蛋白复合体不能解离心肌的舒张障碍。,（3）心室舒张负荷（势能）减少： 凡消弱心肌收缩性的病因，可通过降低舒张势能，影响心室舒张。,2心室的顺应性降低：,心室顺应性：指心室在单位压力变化下所引起 的容积改变。 心室的顺应性降低即心室的僵硬度增大。,心室舒张末期压力- 容积（P-V）曲线可反映心室的顺应性或僵硬度,主要原因： 室壁厚度增大（如心肌肥大）和/ 或室壁组成成分的改变如炎症细胞浸润、水肿、间质增生和心肌纤维化等。,（三）心脏各部舒缩活动的协调性障碍,1. 因心肌各部受损程度不同导致房-室间、左-右心间、同室各区域间舒缩活动不协调2. 心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性,心室壁收缩不协调常见类型,心功能不全的发生机制,五、心功能不全时机体的功能和代谢变化,（一）前向衰竭,1.心脏泵血功能降低,心输出量 (Cardiac output, CO) 心脏指数 (Cardiac index, CI) 射血分数 (Ejection fraction, EF) 心室舒张末期压力增高 （ventricular end-diastolic pressure， VEDP ) 心率加快,肺动脉楔压(PAWP)： 左心衰竭时，肺动脉楔压。 反映左心室功能。中心静脉压(CVP)： 右心衰竭时，中心静脉压 反映右心室功能。,2.动脉血压的变化,（1）急性心力衰竭时：（2）慢性心力衰竭时：,3.器官血血流量重新分配,1. 体循环淤血,（1）静脉淤血和静脉压升高 严重时出现颈静脉怒张。按压肝后颈静脉异常充盈称为肝颈静脉反流征阳性。,（二）后向衰竭,可以表现为皮下水肿、腹水及胸腔积液等，一般统称为心性水肿。,（2）水肿,（3）肝大及肝功能障碍（4）胃肠功能的改变,2. 肺循环淤血,（1）呼吸困难 (Dyspnea) 指患者感到呼吸费力或“喘不过气”的主观感觉。 是左心衰竭最早出现的症状。 呼吸困难的基础是肺淤血、肺水肿。,机制： 肺顺应性降低； 肺换气功能障碍和肺泡通气/血流比例失 调，引起低氧血症； 肺血管感受器受刺激，兴奋呼吸中枢； 支气管黏膜充血水肿，呼吸道阻力增大。,（2）呼吸困难的表现形式及其机制,劳力性呼吸困难（dyspnea on exertion）：指患者仅在体力活动时出现呼吸困难，休息后消失。,机制：体力活动时， 回心血量增多，加重肺淤血，肺顺 应性降低。 心率加快，耗氧量增加，舒张期缩 短，左心室充盈减少，加重肺淤血。 需氧量增加，因缺氧、二氧化碳潴 留，刺激呼吸中枢。,端坐呼吸（Arthopnea）：指患者在静息时已出现呼吸困难，平卧时加重，故被迫采取端坐位或半卧位以减轻呼吸困难。,机制：平卧位时， 下肢和腹腔淤血及水肿液回流增多，加重肺淤血、肺水肿 。 尤其伴有肝大、腹水时，膈肌上移，胸腔容积变小，使肺活量降低。,夜间阵发性呼吸困难：(Paroxysmal noctur