第八章-心功能不全

1、第六章,心功能不全,（,Cardiac insufficiency,）,主讲人,刘静维,病理生理学教研室,主要内容,第五节,心功能不全的原因、诱因及分类,心功能不全时,机体的代偿反应,心功能不全的发生机制,心功能不全时,机体的功能和代谢变化及机制,心功能不全防治的病理生理基础,第一节,第二节,第三节,第四节,心功能不全,(cardiac insufficiency),各种原因引起心脏的,舒缩功能降低,或充盈受,限,导致的以,心排出量减少,不能满足机体代谢需要,为特征的循环功能障碍。,完全代偿,失代偿阶段（出现明显症状和体征）,心力衰竭,(heart failure),心力衰竭,(heart f

2、ailure),在各种致病因素作用下,由于心脏的舒缩功能,严重受损或充盈严重受限,，使心输出量绝对或相,对下降,不足以适应机体代谢需要，并出现,一系列,临床症状和体征,的临床综合征,。,心力衰竭是心功能不全的失代偿阶段。,第一节,心功能不全的原因、诱因及分类,一、病因,（一）原发性心肌舒缩功能障碍,原发性弥漫性心肌病变,能量代谢障碍,心脏受损：,1,）弥漫性心肌病：心肌炎、原因不明的心肌病等。,2,）心肌能量代谢障碍：,贫血、维生素,B,1,缺乏、冠状动脉硬化等。,（二）心脏负荷过度,压力负荷过度,左：高血压，主动脉瓣狭窄、主动脉缩窄,右：肺动脉高压、肺栓塞、肺动脉瓣狭窄,及慢性阻塞性肺疾患,

3、容量负荷过度,左：主动脉瓣和二尖瓣关闭不全,右：肺动脉瓣和三间瓣关闭不全,心内分流：房间隔缺损或,室间隔缺损,高动力循环：甲状腺功能亢进症、慢性贫血、,维生素,B1,缺乏病,二、诱因,加重心脏负荷（耗氧）或,加重心肌损害的因素,三、分类,?,根据心力衰竭起病及病程发展速度,?,根据心输出量的高低,?,根据心肌收缩与舒张功能的障碍,?,根据心力衰竭的发病部位,?,根据心力衰竭病情严重程度,?,根据起病及病程发展速度：,急性心衰,：发病急、代偿不充分,BP,，常见于,急性心肌梗死、严重的心肌炎等。,慢性心衰,：发病缓慢、代偿充分、,BP,正常，常,见于高血压、心瓣膜病和肺动脉高压等。,?,根据心输

4、出量的高低：,高输出量型心衰：,心输出量绝对值高于或接近正常。,如甲亢、严重贫血、,VitB1,缺乏、动,-,静脉瘘等。,低输出量型心衰：,心输出量绝对值低于正常。,见于临床绝大多数的心衰：,冠心病、高血压病、心瓣膜病和心肌炎等,?,根据心力衰竭的发病部位,：,冠心病，高血压，瓣膜病,肺循环淤血，心排量降低,左心衰竭,呼吸困难，肺水肿,组织灌流不足,右心衰竭,全心衰竭,肺动脉高压，,COPD,，肺栓塞,体循环淤血,脏器功能障碍，,颈静脉怒张，,下肢甚至全身性水肿,?,根据心肌收缩与舒张功能的障碍：,收缩功能障碍型心力衰竭（收缩性衰竭）,：,心脏射血分数降低，舒张期充盈正常：主要,见于冠心病和心

5、肌病等,舒张功能障碍型心力衰竭（舒张性衰竭）,：,心脏射血分数正常，舒张期充盈减少：主要,见于高血压伴左室肥厚、肥厚型心肌病、主,动脉瓣狭窄、缩窄性心包炎等,混合障碍型心力衰竭,?,根据心力衰竭病情严重程度：,第二节,心功能不全时机体的代偿反应,?,完全代偿,(complete compensation,）,?,不完全代偿（,incomplete compensation,）,?,失代偿或代偿失调（,decompensation,）,代偿机制,(compensatory mechanisms):,(,一,),心脏代偿反应,1,、心率在一定范围内加快,压力感受器兴奋,容量感受器,心率加快，心肌耗

6、氧增加,心率加快，心室舒张期缩短,心率加快,导致心衰,2,、心脏扩张,舒张期储备：回心血量增加，舒张末期心室容量扩大,Frank-starling,定律：在一定范围内，心肌收缩力随心肌,纤维初长度增大而增强，取决于粗细肌丝重叠状态和有,效横桥数目。,心肌肌节,Lmax=2.2,m,，,心肌收缩力最强。,紧张源性扩张,：心脏扩大并伴有收缩力增强的心,脏扩张，有代偿意义。,肌源性扩张,：心脏扩大不伴有收缩力增强的心,腔扩张，失代偿的表现。,过度心室扩张会增加心肌耗氧量，加重心肌,损伤。,3,、心室重塑,心室重塑,(ventricular remodeling),是指心室,负荷,（,容量,和,压力,

7、）,长期增加时通过改变心室结构、代谢,和功能而发生的一种,慢性,代偿适应性反应。,1,）心肌肥大：心肌纤维变粗、变长、室壁增厚、,重量增加、体积增大。,向心性肥大,离心性肥大,压力负荷,过重,正常,容量负荷,过重,2,）心肌细胞表型改变：,分子水平上的变化。,A,、向心性肥大,（,concentric hypertrophy,）,长期,后负荷（压力负荷）,过大，,收缩期室壁张力高，心肌纤维,呈,并联性,增生，肌纤维变粗，并,伴有心肌间质增生，心室壁厚度,增加。心室半径可以保持正常。,B,、离心性肥大,（,eccentric hypertrophy,）,长期,前负荷（容量负荷）,增加，,舒张期室

8、壁张力增加，心肌纤,维呈,串联性,增生，肌纤维长度增,加，心腔明显扩大。伴有心室半,径增加。,3,、心室重塑,机制：,3,、心室重塑,表现：,分子水平：,分子改建,(molecular remodeling),，细胞,内胚胎基因再表达及发生同工型蛋白之间的转换。,细胞水平：,心肌细胞肥大（,myocardial hypertrophy),，,即心肌细胞体积增大，心肌纤维并联性增生或串联性,增生，重量增加。,组织水平：,心肌改建,(myocardial remodeling),包括心,肌细胞肥大和凋亡，细胞外基质如,I,型胶原及非心肌细,胞如成纤维细胞异常增生。,器官水平：,心室重构（,vent

9、ricular remodeling),包括心,室向心性肥大和离心性肥大,3,、心室重塑,后果：,代偿作用,：,虽然单位重量的心肌收缩力减弱，但心脏总重量增加，可,使心肌总收缩力增加，有助于维持心输出量。,室壁增厚，可以降低室壁张力，降低耗氧量，有助于减轻,心脏负担。,不利作用,：,胎儿基因表达，蛋白同工酶转型，有活性的蛋白表达降低；,心肌细胞凋亡增加；,心肌过度肥大，心肌,不平衡生长,，心肌缺血缺氧；,非心肌细胞及细胞外基质增生，心肌顺应性降低；,心肌收缩、舒张功能障碍,(,二,),心脏以外代偿反应,1,、红细胞增多,：,缺氧使肾脏的促红细胞生成素释放增加,意义：增加血液携氧功能。,不利影响

10、：增加血液粘度，增大心脏后负荷,。,2,、组织细胞利用氧的能力增强,：,慢性缺氧时：,线粒体数量,、呼吸酶活性,；,肌肉中肌红蛋白含量,可改善肌肉组织对氧的储存,和利用。,3,、血液重新分布,：外周阻力,保证心、脑血液供,应,4,、血容量增加,：,1,）肾小球滤过率降低,2,）肾小管重吸收增强,血容量增加的意义,:,1,、增加心室充盈,2,、提高心输出量,3,、维持动脉血压,4,、心肌耗氧增加,5,、加重心脏容量负荷,代偿心衰,加重心衰,(,三,),神经体液反应,代偿意义：,1,、交感神经兴奋：,心肌收缩力增强、心率加快、血液重新分布、,抗利尿激素分泌等多种代偿途径，提高心输出量。,2,、肾素

11、,-,血管紧张素,-,醛固酮：,增加血容量，进而提高心输出量。,3,、其它体液因子：,缩血管物质：,ADH,、血管紧张素、去甲肾上腺素、内皮素等,扩血管物质：心房钠尿肽、脑钠肽、,PGs,、,NO,等,第三节,心功能不全的发生机制,一、正常心肌舒缩的分子基础,收,缩,蛋,白,肌球蛋白（,myosin),：主要形成肌节的粗肌丝,（暗带）,肌动蛋白（,actin),：主要形成细肌丝（明带）,肌球蛋白,肌动蛋白,一、正常心肌舒缩的分子基础,心肌正常舒缩必备条件：,1.,收缩蛋白与调节蛋白性能正常,收缩蛋白,：肌球蛋白（,myosin,）和肌动蛋白（,actin,）,心肌舒缩活动的物质基础。,调节蛋白

12、,：向肌球蛋白（,tropomyosin,）和肌钙蛋白（,troponin,）,调节粗、细肌丝的结合与分离。,2.,能量代谢正常：,ATP,为粗细肌丝的滑动提供能量。,3.,钙离子运转正常：心肌兴奋,-,收缩偶联重要因素。,ATP,正常心肌兴奋,-,收缩耦联,二、心衰的,发生机制：,?,心肌,收缩性减弱,?,心肌,舒张性减弱,?,心肌收缩和舒张,不协调,发病机制,一、心肌收缩性减弱：,（一）收缩成分减少和排列改变,（二）心肌能量代谢紊乱,（三）心肌兴奋,-,收缩耦联障碍,（一）收缩成分减少和排列改变,1.,心肌细胞的坏死和调亡,氧化应激,细胞因子,钙超载,线粒体功能异常,缺血、缺氧,感染、中毒

13、,心肌细胞坏死,心肌细胞凋亡,收缩蛋白分解破坏,（一）收缩成分减少和排列改变,2.,心肌结构改变,心肌肥大和心肌改建,心室扩张,3.,心肌数量减少；细胞骨架改变；室壁应力增大,（二）心肌能量代谢紊乱,1.,心肌能量生成释放障碍：,ATP,不足,2.,心肌能量储存障碍,3.,心肌能量利用障碍,心肌调节蛋白改变,肌球蛋白头部,ATP,酶活性下降,（三）兴奋,-,收缩耦联障碍,胞浆内,Ca,2+,浓度升高的来源,:,细胞外,Ca,2+,内流和,肌浆网,Ca,2+,释放,（三）兴奋,-,收缩耦联障碍,1,、肌浆网钙处理功能障碍,2,、细胞膜钙转运障碍,3,、肌钙蛋白与钙结合障碍,1.,肌浆网钙转运功能

14、障碍,2.,胞膜钙转运障碍,?,钙内流受阻：严重肥大心肌上,受体密度相对减少；去甲肾上,腺素含量,L,型钙通道开放减少,Ca,2+,内流受阻,?,酸中毒,心肌细胞对交感兴奋敏感性,Ca,2+,内流受阻,?,高钾血症细胞外液的,K,+,阻止,Ca,2+,的内流,3.,肌钙蛋白与钙结合障碍,酸中毒,兴奋,-,收缩偶联障碍,?,H,+,占据肌钙蛋白上的,Ca,2+,结合部位，影响,Ca,2+,与肌钙蛋,白的结合；,?,酸中毒使肌浆网中钙结合蛋白与,Ca,2+,亲和力增大，,不能释放足量,Ca,2+,缺血,缺氧,能,量,生,成,障,碍,VitB1,缺乏,储,能,障,能,磷,碍,量,酸,利,肌,用,酸,

15、减,少,肌球蛋白,ATP,酶,活,性降低,酸中毒,氧化应激等,坏死,凋亡,小,结,收,缩,蛋,白,破,坏,能量代谢异常,心,肌,收,缩,性,减,弱,酸中毒,钙,与,肌,钙,蛋,白,结,合,障,碍,心肌肥大,去甲肾上,腺素耗竭,高血钾,钙摄取,储存,释放下降,心肌坏死或凋亡,心肌结构紊乱,基质重构,心室扩张,小,结,肌,浆,钙,网,内,处,流,理,障,能,碍,力,障,碍,兴奋,-,收缩耦联障碍,能量代谢异常,收缩相关蛋白的改变,心,肌,收,缩,性,减,弱,二、心室舒张功能减弱,（一）,主动舒张障碍,ATP,肌浆网,钙,钠钙交换体,Ca,2+,与肌钙蛋白亲和力增加,ATP,（二）,心室顺应性,顺应

16、性：单位压力变化引起的容积变化,心肌炎症、水肿、室壁增厚、间质纤维化,心室顺应性,（三）心室舒张势能减少,?,心室,舒张势能,来自心室的,收缩,心室收缩越好,舒张势,能越大。,?,心脏,冠状动脉灌流、充盈是,影响心室舒张的另一个,因素。,心室舒张功能机制：,ATP,酶活性降低,ATP,酶含量减少,钙与肌钙蛋白亲和力增加,收缩性减弱,冠脉灌流减少,室壁增厚,间质纤维化,炎症、水肿,钙离子复位延缓,肌球,-,肌动蛋白复合,体解离障碍,心室舒张功能障碍,心室舒张势能减少,心室顺应性降低,三、心脏各部分舒缩活动不协调,见于心律失常和心肌梗死,心肌梗死：,部分心肌收缩性减弱，部分心肌无收缩，部分心肌变薄

17、膨出，,心脏各部收缩空间上不协调，影响心室射血量和效率。,心律失常：,如房室传导阻滞，心脏收缩和舒张在时间上不协调。,收缩相关的蛋白改变,能量代谢障碍,兴奋,-,收缩耦联障碍,钙离子复位延缓,肌球,-,肌动蛋白复,合体解离障碍,心室舒张势能减少,心室顺应性降低,心律失常,心肌梗死,心脏各部分舒缩活动,不协调,心肌收缩性减弱,小,结,心室舒张功能障碍,心力衰竭,第四节,心功能不全时机体的功能和代谢变化,及机制,心力衰竭主要临床表现：,肺循环淤血、,体循环淤血、,心输出量不足,心力衰竭,血,肺,循,环,淤,呼,肺,吸,水,困,肿,淤,体,血,循,环,水,肝,肿,功,能,异,常,不,心,足,输,出,

18、量,皮,疲乏,肤,无力,尿,血压偏低,苍,失眠,少,脉压缩小,心源性休克,白,嗜睡,发,绀,颈,静,脉,怒,张,难,一、心功能变化：,（一）心脏泵血功能降低,（二）,（三）血压变化,早期通过代偿维持正常,但心脏泵储备降低,;,后期失代偿时降低。,（心力衰竭最早和最明显的症状）,心率增快,心输出量减少,心率增快,交感神经兴奋,早期代偿充分时，血压维持正常；失代偿，血压下降。,（四）脏器血流重新分布,（五）外周血管和组织适应性改变,早期交感兴奋，皮肤、腹腔内脏、骨骼肌血流减少,交感兴奋，外周血管收缩，血管阻力增加；,缺氧、酸中毒，氧离血红蛋白曲线右移，红细胞增多，,血流缓慢。,二、静脉淤血综合征：

19、,（一）体循环淤血综合征,（二）肺循环淤血综合征,机制：,1.,心泵功能,，心排出量,2.,循环血量,：肾血流灌注,，肾小球滤过,，尿量,；,醛固酮和抗利尿激素分泌,，水钠重吸收,；,缺氧，红细胞生成增多。,（一）,体循环淤血综合征,（见于右心衰和全心衰，,CVP16cmH,2,O,）,主要表现：,1.,心性水肿,：常从下肢开始，凹陷性；可出现胸水和,腹水。,主要是由于静脉淤血导致毛细血管静水压升高，伴肝,功能障碍时血浆蛋白合成减少，血浆渗透压下降，组,织液生成增多。,2.,静脉充盈增加,：颈静脉充盈怒张，肝颈静脉返流征,阳性。,3.,肝脾淤血肿大,，,胃肠道淤血,。,颈静脉怒张,水肿,肝肿大

20、,（二）肺循环淤血综合征,（见于左心衰，,PAWP18mmHg,）,主要表现：,呼吸困难,（,Dyspnea,）,:,肺淤血水肿，使得呼吸急,促费力。,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,）,1.,劳力性呼吸困难：体力活动时出现呼吸困难，,休息后症状消失。,左心衰的早期表现,发,生,机,制,2.,端坐呼吸：心衰病人平卧可加重呼吸困难而被,迫采取端坐或半卧位，以减轻呼吸困难的状态。,机制：,平卧位时机体下半身和腹腔淤滞的静脉回流,；水肿,液吸收入血,

21、，加重肺淤血水肿。,平卧位时横膈上移限制呼吸运动,3.,夜间阵发性呼吸困难：患者夜间入睡后因突感气,闷被惊醒，常伴咳粉红色泡沫痰，在坐起咳嗽和喘,气后有所缓解。,机制：,卧位时胸腔容积,，肺活量,，不利于通气。,卧位时下半身静脉和腹腔血液回流及水肿液回流,，,肺淤血加重。,睡眠时迷走神经兴奋性相对,，支气管收缩。,入睡后中枢系统敏感性,，肺淤血到严重缺氧时才有,冲动传入中枢。,心力衰竭临床表现：,左心衰竭：主要为肺循环淤血，同时有不同程度的心输,出量不足。,急性右心衰竭：主要临床表现为心输出量减少。,慢性右心衰竭：主要表现为体循环淤血。,全心衰竭：三大主征均可出现。,第五节,心功能不全防治的病理生理基础,防治原发病，消除诱因,改善心脏泵血功能,减轻心脏负荷：休息，,减轻前负荷：限制水盐摄入、利尿、静脉扩张剂,（如硝酸甘油）,减轻后负荷：动脉扩张剂,改善心肌舒缩功能：正性肌力药、钙拮抗剂,改善心肌代谢：如生长激素,干预心肌改建,替代治疗：,干细胞治疗、心脏移植等,课后思考,概念,:,心力衰竭、劳力性呼吸困难、端坐呼吸,问题,:,1,、心功能不全的发生机制,?,2,、心功能不全时机体的代偿方式（,心内,