病理生理学课件：心功能不全

心功能不全CardiacInsufficiency体循环心脏的功能概述肺循环各种致病因素

心肌收缩和（或）舒张功能障碍

心泵功能降低

心输出量绝对或相对减少

不能满足机体组织代谢需要心功能不全的概念心力衰竭(heartfailure)概述临床上表现为静脉淤血和心排血量减少4心肌收缩性降低（Deseasedmyocardialcontractility）心室负荷过重（Overloadformyocardium）心室舒张和充盈受限（Restrictedfillingoftheheart）心功能不全的病因与诱因心功能不全的病因病因及分类5心肌病变：心肌梗死、心肌炎及心肌病等代谢障碍：心肌缺血、缺氧及严重的维生素B1缺乏（一）心肌收缩性降低

心肌收缩性是指不依赖于心脏前负荷与后负荷变化的心肌本身的收缩特性

6瓣膜关闭不全；房室隔缺损；高动力循环前负荷：心脏收缩前所承受的负荷，相当于心室舒张末期容量或压力，又称容量负荷（volumeload）（二）心室负荷过度

舒张末期容积↑7（二）心室负荷过度

后负荷：心室射血时所要克服的阻力，又称压力负荷（pressureload）高血压；肺动脉高压；主动脉瓣狭窄、肺动脉瓣狭窄射血阻力↑8（三）心室舒张及充盈受限

在静脉回心血量无明显减少的情况下，因心脏本身的病变引起的心脏舒张和充盈障碍

能量依赖性：

心肌缺血、能量不足心室顺应性减退：左心室肥厚、纤维化和限制性心肌病心功能不全的诱因

1）感染2）酸碱平衡及电解质代谢紊乱3）心律失常5）其他4）妊娠及分娩病因及分类

3.按心输出量高低分类低输出量型（lowoutputheartfailure)高输出量型(highoutputheartfailure)2.按心肌舒缩功能分类收缩性衰竭(systolicheartfailure)舒张性衰竭(diastolicheartfailure)

心力衰竭的分类病因及分类1.按部位分类

左心衰竭右心衰竭全心衰竭

低输出量型（lowoutputheartfailure)高输出量型(highoutputheartfailure)低输出量性心衰高输出量性心衰前高输出量性心衰正常心输出量正常人心功能不全时机体的代偿肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活代偿机制交感神经系统激活神经-体液调节机制的激活13（一）交感神经系统激活心排血量压力感受器交感-肾上腺髓质系统心率心肌收缩性血流重分布14心输出量减少交感神经激活

肾血流量减少

肾素分泌增加

血管紧张素原

AngI

钠水潴留增加前负荷ACEIARBAngII

激活AT1受体醛固酮分泌螺内酯拮抗作用（二）肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活心功能不全时机体的代偿心脏以外的代偿代偿机制心脏的代偿

心率加快、心脏紧张源性扩张、心肌收缩性增强及心室重塑

血容量及RBC数增加、血液重新分配及组织利用氧的能力增加等（主要代偿机制）代偿机制心排血量↓血压↓压力感受器的刺激↓交感兴奋心率↑静脉压↑容量感受器↑化学感受器的刺激↑缺氧呼吸兴奋心脏代偿(cardiaccompensation)1.心率增快心脏代偿(cardiaccompensation)1.心率增快心输出量=每搏搏出量心率代偿机制不变心率180次/分，无代偿意义心肌耗氧量↑冠脉灌流量↓心室充盈量↓可代偿失代偿心脏代偿2.心脏紧张源性扩张1.心率增快代偿机制Frank-Starling定律：心肌的收缩力和心搏出量在一定范围内（肌节长度1.7-2.2μm)随心肌纤维初长度的增加或心室舒张末期容积的增大而增加。代偿机制心脏扩张机制******!!!!!!

******12~15mmHgOptimallength2.0~2.2mm!

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******>18mmHgOverlength3.65mm,>2.2mm******!

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5~6mmHgNormallength1.7~1.9mm!

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伴有心收缩力增强的扩张----紧张源性扩张不伴有心收缩力增强的扩张----肌源性扩张代偿机制1.7–2.2心脏扩张机制

伴有心收缩力增强的扩张----紧张源性扩张不伴有心收缩力增强的扩张----肌源性扩张心输出量最大活动中度活动安静轻度心衰重度心衰正常2.02.2

舒张末期容积或肌节长度(um)

心功能曲线代偿机制心脏扩张心脏扩张肌源性扩张紧张源性扩张可代偿失代偿心收缩力↑每搏功↑心输出量↑心脏过度扩张心收缩力↓每搏功↓心输出量↓心脏扩张意义代偿机制心脏代偿2.心脏紧张源性扩张代偿机制交感神经兴奋，血中儿茶酚胺增多，直接引起心肌内在的收缩力增强。1.心率增快3.心肌收缩性增强

细胞膜

腺苷酸环化酶β细胞膜Ca2+通道开放肌质网释放Ca2+↑促进收缩蛋白磷酸化胞浆Ca2+↑收缩力↑加强糖、脂肪分解ATP↑NEATPcAMPPKA心脏代偿1.心率增快4.心室重塑急性代偿机制——慢性代偿机制代偿机制2.心脏紧张源性扩张3.心肌收缩性增强心肌细胞肥大细胞内蛋白质合成↑

向心性肥大离心性肥大心肌肥大的2种形式压力负荷过大所致容量负荷过大所致室壁增厚明显室腔扩大明显代偿机制每搏功心肌肥大++心肌肥大+正常

左室舒张末期压(kPa)心功能曲线代偿机制P1P2SW1SW2SW4SW3①心肌总收缩力↑心肌肥大意义Laplace定律②心肌耗氧量↓T=P·r/2hT:室壁张力——与心肌耗氧量成正比P:室内压r:心室半径h:室壁厚度心肌肥大是较经济、持久有效代偿方式心肌肥大意义代偿机制心脏代偿1.心率增快4.心室重塑急性代偿机制——慢性代偿机制代偿机制2.心脏紧张源性扩张3.心肌收缩性增强胎儿期基因被激活心肌细胞肥大细胞表型改变间质的改变数量↑及类型改变细胞内蛋白质合成↑交感-儿茶酚胺作用心脏以外的代偿1.血容量增加容量负荷↑心输出量↑心肌耗氧量↑发生机制肾素-血管紧张素系统作用抗利尿激素作用心房利钠因子作用前列腺素作用肾保水保钠血容量增加代偿机制32充血性心力衰竭

由于钠、水潴留和血容量增加，出现心腔扩大，静脉淤血及组织水肿的表现，称为充血性心力衰竭（congestiveheartfailure）。心脏以外的代偿1.血容量增加2.血液重分配交感-肾上腺髓质系统兴奋血液重新分配急性或轻度心衰有代偿意义慢性或重度心衰代偿有限代偿机制心脏以外的代偿1.血容量增加2.血液重分配线粒体增多糖酵解增强4.组织利用氧的能力增强3.红细胞增多携氧增加血流阻力增加代偿机制心肌舒缩性发病机制心衰的基本机制：心泵功能心肌舒缩的分子基础粗肌丝细肌丝肌球蛋白横桥肌动蛋白肌钙蛋白向肌球蛋白myosinthickfilamentthinfilamentcross-bridgeactintroponintropomyosin发病机制心肌舒缩的分子基础发病机制心肌舒缩的分子基础

肌丝滑行理论/

横桥理论

myofilamentslidingtheory/cross-bridgetheory发病机制发病机制心肌舒缩的分子基础

兴奋－收缩耦联excitation-contractioncoupling，ECC心力衰竭的发病机制发病机制1.心肌收缩力减弱（主要机制）心肌细胞收缩蛋白&调节蛋白的量及性能正常ATP的生成及利用正常心肌的兴奋-收缩耦联正常任一环节异常心肌收缩力减弱心力衰竭的发病机制①收缩相关蛋白的改变1.心肌收缩力减弱发病机制①收缩相关蛋白质的改变心肌细胞数量减少心肌细胞坏死(necrosis)

心肌细胞凋亡(apoptosis)

丧失心肌量＞左室23％部位－心脏传导系统及附近心衰心肌结构改变分子、细胞、器官水平的改变心力衰竭的发病机制①收缩相关蛋白质的破坏1.心肌收缩力减弱②心肌能量代谢障碍发病机制心肌能量代谢过程ATP产生ATP储存ATP利用有氧氧化磷酸肌酸钙瞬变肌丝滑动化学能机械能发病机制心肌能量代谢障碍有氧代谢↓×ATP产生不足能量生成障碍发病机制ATP储存障碍心肌过度肥大ATP利用障碍×心肌能量代谢障碍发病机制能量储存和利用障碍能量代谢障碍为什么导致收缩性减弱？肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP↓离子泵失活收缩蛋白、调节蛋白等功能蛋白更新↓钙泵失活钠泵失活细胞内钙超载Na+/Ca2+交换↑细胞内水肿心肌挛缩、断裂发病机制线粒体受损加剧①收缩相关蛋白质的破坏1.心肌收缩力减弱②心肌能量代谢障碍③心肌兴奋-收缩耦联障碍心力衰竭的发病机制发病机制心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅速升高，Ca2+在心肌收缩过程中的作用并与肌钙蛋白结合发病机制正常外钙内流肌浆网释钙钙与肌钙蛋白结合心肌兴奋-收缩耦联过程发病机制心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制ⅰ.肌浆网Ca2+转运障碍发病机制钙结合蛋白钙释放通道钙泵ATP缺血缺氧→ATP生成↓钙泵蛋白表达↓SR摄取钙↓SR摄取钙↓SR储存钙↓钙释放蛋白(RyR蛋白等)↓SR摄取及储存钙↓酸中毒→钙与钙结合蛋白结合紧密SR释放钙↓心衰时心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制ⅰ.肌浆网Ca2+转运障碍发病机制ⅱ.胞外Ca2+内流障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制ⅰ.肌浆网Ca2+转运障碍发病机制L-型钙通道β受体NE腺苷酸环化酶cAMP发病机制HKCa2+内流障碍酸中毒、高钾血症,H+↑、K+↑与Ｃa２＋竞争L型钙通道磷酸化↓钙经L型钙通道内流↓内源性NE↓心肌细胞膜上β受体密度↓腺苷酸环化酶活性↓心衰时心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制ⅰ.肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍ⅱ.Ca2+内流障碍ⅲ.肌钙蛋白与Ca2+结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制③心肌兴奋-收缩耦联障碍2)SR释放Ca2+减少，胞浆Ca2+浓度不能迅速升高；发病机制1）H+与Ca2+竞争肌钙蛋白（TnC）的结合位点Ca2+与肌钙蛋白结合障碍3)酸中毒时,K+与Ca2+竞争,影响Ca2+内流酸中毒2.心室舒张功能异常①心肌结构破坏1.心肌收缩力减弱②心肌能量代谢障碍③心肌兴奋-收缩耦联障碍心力衰竭的发病机制发病机制心室舒张功能障碍机制发病机制Ca2+摄入肌浆网和外流减少肌球-肌动蛋白复合体解离障碍心室顺应性降低心肌舒张功能降低心肌缺血限制性心肌病ATP减少心室充盈量减少/心室充盈压升高心室肥厚纤维化压力

容积心室压力-容积（P-V）曲线代偿机制心室顺应性降低顺应性降低顺应性正常顺应性升高室壁厚度↑室壁成分改变：炎性水肿间质增生纤维化顺应性降低原因顺应性降低结果心室充盈量↓P-V曲线明显左移冠脉灌流量↓

心包炎、心包填塞2.心室舒张功能异常①心肌结构破坏1.心肌收缩力减弱②心肌能量代谢障碍③心肌兴奋-收缩耦联障碍心力衰竭的发病机制发病机制3.心脏各部舒缩活动不协调极度肥大的心脏最终发生心力衰竭④心肌的增长超过交感神经轴突的增长，心肌内NE含量；

②单位体积心肌线粒体数目，功能障碍；③肥大心肌血液供应减少：毛细血管数目不能按比例增长、口径变小、血液弥散距离增大等；⑤肥大心肌表面积与重量之比降低，Ca2+内流；①心肌的结构紊乱；

心力衰竭临床表现的病理生理基础

二.静脉淤血

一.心排血量减少

一.心排血量减少1.心脏泵血功能降低1)心排血量减少及心脏指数降低2)左心射血分数降低3)心室充盈受损4)心率增快2.器官血流量重新分配1)动脉血压变化2)器官血流量重新分配1)皮肤苍白或发绀。4)骨骼肌无力，萎缩。3)尿量减少。2)头晕、头痛、记忆力减退、失眠、嗜睡。

一.心排血减少症状:3)肝功能障碍、胃肠道功能障碍、肾功能障碍等。2)水肿二、静脉淤血

1)静脉淤血和静脉压升高。体循环:1)劳力性呼吸困难体力活动时，回心血量，肺淤血加重