第十三章：心功能不全.ppt

1、(cardiac insufficiency),心功能不全,教学大纲,(1)掌握心力衰竭的概念及发病机制。 (2)掌握心室重塑、心肌向心性肥大、离心性肥大、劳力性呼吸困难、端坐呼吸和夜间阵发性呼吸困难的概念。 (3)熟悉心力衰竭的病因、诱因。 (4)熟悉心力衰竭时机体的代偿反应。 (5)熟悉心力衰竭的临床表现。 (6)了解心力衰竭的分类、防治原则。,心功能不全,概述 病因和诱因 分类 机体的代偿反应 发病机制 临床表现 防治原则,病史：女，66岁 。高血压病史30年，活动后气短半年.30年前即诊断为高血压，不规则应用降压药。近半年来，活动后有呼吸困难。 体检：T 36.6 ，R 20次/分，P

2、 98次/分，BP 130/80mmHg(口服降压药后)。心脏检查：心界扩大，HR 102次/分，律绝对不齐，强弱不等，无杂音。ECG：房颤;心脏B超：符合高血压型心脏病改变。 患者发生了哪些病理生理变化？发生机制？,Clinical example,正常的血液循环图,在体循环和肺循环中分别有一个推动血液前进的泵，即左心和右心。,心力衰竭（ heart failure ）,是指在各种致病因素作用下，心脏的舒缩功能发生障碍，使心输出量绝对或相对减少，以致不能满足机体日常代谢需要的病理生理过程。,心脏的收缩和 (或)舒张功能发生障碍,心力衰竭,心功能不全 (Cardiac insufficienc

3、y ) 包括心脏泵血功能降低但尚未出现明显症状的代偿阶段至失代偿阶段两个过程。,心力衰竭（ heart failure) 属于心功能不全的失代偿阶段-晚期阶段。,心功能不全与心力衰竭,心血管病是人类“第一杀手”,心功能不全,概述 病因和分类 机体的代偿适应反应 发病机制 对机体的主要影响 防治原则,第一节 病因和诱因,1. 心肌受损,一 、病因(causes),心肌梗死 心肌炎 心肌病 心肌中毒,心肌缺血 严重贫血 呼吸衰竭 Vitamin B1 缺乏,结构性 (primary),代谢性 (secondary),舒缩功能降低,2、 心脏负荷过重,后负荷：心室在收缩时承受的负荷，又称压力负荷,前

4、负荷：心室在收缩前承受的负荷，又称容量负荷,常以动脉血压表示,以心室舒张末期容量表示,3. 心室舒张及充盈受限,限制型心肌病、房室瓣狭窄 心包疾病：缩窄性心包炎 心包填塞,二、诱因,感染：最常见 水电解质及酸碱平衡紊乱心律失常 心律失常 妊娠和分娩 其他：,(Predisposing factors),1.感染（Infection）,感染,舒张期,心肌耗氧量,毒素,抑制心肌舒缩功能,肺血管阻力,右心负荷,缺氧,2.水、电解质与酸碱平衡紊乱,低钾血症、高钾血症,酸中毒,过多过快输液,3. 心律失常：尤其快速型,心排出量下降,心肌耗氧量增加,冠脉供血不足,4. 妊娠、分娩,妊娠时血容量增加，心脏负

5、荷增加,临产时, 交感N兴奋,外周阻力增加,心率快,5. 其他,情绪激动,过度劳累,气候剧变,洋地黄中毒,(Classification of heart failure),第二节分类,按发病部位分：,左心衰竭:高血压，冠心病 右心衰竭：肺心病，肺A高压 全心衰竭：,按心肌舒缩功能障碍分：,收缩功能障碍型 舒张功能障碍型 收缩和舒张功能混合障碍型,按发展速度分:, 急性心力衰竭：急性心肌梗死 慢性心力衰竭：高血压,按心排出量高低分：, 低排出量性心力衰竭：冠心病 高输出量性心力衰竭：甲亢，贫血,低输出量 型心衰,高输出量 型心衰前,高输出量 型心衰,心 输 出 量,正常人,按症状严重程度分:,

6、轻度心力衰竭 中度心力衰竭 重度心力衰竭,心功能不全,概述 病因和分类 机体的代偿适应反应 发病机制 对机体的主要影响 防治原则,心泵功能障碍,心排血量,心内代偿,心外代偿,一、神经-体液调节机制激活,（一）交感神经系统激活,1. 机制,心排出量,减压反射受抑 (depressor reflex),慢性低灌流,压力感受器改建,1. 循环RAAS的激活,（二）RAAS激活,2. 心肌局部 RAAS 激活,激活机制： 肾血灌流量降低入球小动脉受到的牵张刺激减弱肾素分泌增加；肾小球滤过率降低流经致密斑的Na+ 减少肾素分泌增加交感-肾上腺髓质系统激活NE作用肾小球旁器的1受体肾素分泌。,PAI-1,

7、（三）其他体液因素的产生,缩血管类活性物质 ： ET、TNF- 缩血管、促钠水潴留、促生长,扩血管类活性物质 ：ANP、PGI2 、NO 扩血管、促钠水排出、抑生长,缩血管类物质增加大大扩血管类物质,1. TNF-及IL表达上调,细胞因子(cytokines)和氧自由基 (oxygen free radicals)生成增多,（1）动用心力储备,二、代偿效应-心脏代偿,舒张 期储 备,0,心率储备,静息心排血量,收缩期储备,舒张期储备,代偿效应 （compensatory effects）,动用心率储备-心率加快,（1）动用心力储备,心率加快,心率加快,心输出量=每搏出量心率,代偿效应,动用舒张

8、期储备-心脏扩张,（1）动用心力储备,肌节,紧张源性扩张 伴有心肌收缩力增强的心腔扩张 肌节长度2.2m （积极代偿作用）,肌源性扩张 不伴有心肌收缩力增强的心脏扩张 肌节长度2.2m （失去代偿作用）,代偿效应,动用收缩期储备,（1）动用心力储备,交感神经（+）,PKA,代偿效应,动用心率储备 动用舒张期储备 动用收缩期储备,（1）动用心力储备,迅速启动的功能性代偿,（2）心室重塑：缓慢持久的结构性 代偿,不利效应,增加心肌耗氧量，减少冠脉流量 全身血管收缩，增加前后负荷 诱发心律失常 RAAS激活，引起钠水潴留 组织低灌流，引起骨骼肌疲劳(fatigue) 促进心肌改建 ，心功能障碍加重,

9、GPCR,第二信使,胞膜,Ca2+,离子通道,Ca2+,IP3,DAG,Gq,PI,PLC,PKC,Biologic responses,CA, Ang等,G,R,R,肌钙蛋白结合,兴奋-收缩偶联,心肌收缩,基因表达增加，心肌和血管平滑肌增生,细胞内 Ca2+库,（2）心室重塑(ventricular remodeling ),心肌细胞肥大（量） 细胞表型改变（质） 非心肌细胞及细胞外基质改建,Definition：指在持续容量、压力负荷增加及神经体液调节机制过度激活时，心肌组织在结构、功能和代谢等方面所发生的慢性适应性变化。,心肌细胞重塑,心室重塑,（1）心肌肥大,心肌肥大的定义 指心肌细胞

10、体积增大并伴有心脏重量增加。,心肌肥大的种类,离心性肥大 在长期容量负荷作用下，心肌肌节呈串联性增生，细胞增长。,向心性肥大 在长期压力负荷作用下，心肌肌节呈并联性增生，细胞增粗。,心肌肥大意义,根据Laplace定律,S = P r / 2h,S: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,室壁厚度，可降低室壁张力,使心肌耗氧量减少,心肌肥大是最经济、持久有效的代偿方式！,增加心肌收缩力,有助于提高CO；,（2）心肌细胞表型改变,基因表达改变,蛋白表达改变,心肌改建,“心肌细胞质的改变”,心肌肥大后，肌球蛋白重链（MHC） 由a型型（胎儿型），心肌收缩力,胎儿型蛋白质

11、表达,非心肌细胞增生及细胞外基质改建,极度肥大的心脏最终发生心力衰竭，为什么？,心肌肥大的4个阶段,1.心肌细胞生长毛细血管生长,3.心肌间质增生心肌细胞生长,2.单位体积心肌线粒体数目， 功能障碍；,4.肌球蛋白头部ATP酶活性降低： 胎儿型肌球蛋白重链表达,心室重塑不利影响,过度肥大，心肌发生缺血、缺氧，能量代谢障碍 顺应性（ 僵硬度）,舒缩功能进行性,心脏代偿-神经体液机制的激活,动用心率储备 动用舒张期储备 动用收缩期储备,（1）动用心力储备,迅速启动的功能性代偿,（2）心室重塑：缓慢持久的结构性 代偿,心外的代偿反应：,(一)血容量增加：钠水潴留 1GFR降低 2肾小管对钠水的重吸收

12、增加 利：回心血量和前负荷增加，使CO增加 弊：加重心脏负荷 (二)血流重分布 升高血压，保证心脑血供,(三) 红细胞增多 提高血液携氧能力，改善缺氧；但增加血粘稠度，心脏后负荷加重。,(四) 组织细胞利用氧的能力增强 细胞线粒体数量增多 ，表面积加大，呼吸链的酶活性增强； 肌红蛋白含量增多,心力衰竭时机体的代偿功能,心脏以外的代偿,心内代偿：,心率加快、心脏扩张、心收缩力增强、及心室重塑等,血容量及RBC增多、血液重新分配及组织利用氧的能力增加等,（主要代偿机制）,(Mechanisms of heart failure),第三节 心力衰竭的发病机制,心衰最基本机制： 心肌舒缩功能障碍,心肌

13、收缩性降低 心室舒张功能异常 心脏各部分舒缩活动不协调,一、心肌收缩性降低,肌节,舒张,收缩,心肌正常收缩的机制,肌动、肌球蛋白-收缩蛋白,原肌球蛋白、肌钙蛋白-调节蛋白,Ca2+与肌钙蛋白结合,心肌兴奋,肌球蛋白头部和肌动蛋白结合,形成横桥,与肌球蛋白结合的ATP水解释放出能量,肌动蛋白滑动,心肌收缩,Cell外Ca2+入cell,SR Ca2+释出,心肌正常收缩必备条件：,1. 收缩蛋白与调节蛋白性能正常；,2. 能量代谢正常；,3. 钙离子运转正常。,心肌收缩功能降低,心肌收缩相关蛋白改变 心肌能量代谢障碍 钙离子运转障碍（心肌兴奋收缩耦联障碍）,心肌收缩性是决定心排血量的最关键的因素之

14、一,（一）心肌收缩相关蛋白的改变,收缩相关蛋白分解破坏，心肌收缩力下降。,1、心肌细胞坏死 2、心肌细胞凋亡,1、心肌细胞死亡,线粒体损伤,钙超载,氧自由基,TNF IL-1 IL-6 IFN,儿茶酚胺,凋亡通路启动,心肌细胞凋亡,心肌收缩,（一）收缩相关蛋白质的改变 2、心肌结构改变（心室重塑） 在分子水平 肥大心肌表型改变，胎儿期基因表达 在细胞水平 肌原纤维增多，排列紊乱 在器官水平 心腔过分扩张，室壁变薄,心肌排列改变,心肌过度肥大- 心肌纤维排列紊乱,（一）收缩相关蛋白质的改变 2、心肌结构改变（心室重塑） 在分子水平 肥大心肌表型改变，胎儿期基因表达 在细胞水平 肌原纤维增多，排列

15、紊乱 在器官水平 心腔过分扩张，室壁变薄,（二）心肌能量代谢障碍,(1)心肌能量生成障碍 (2)心肌能量储存减少 (3)心肌能量利用障碍,1、能量生成障碍,肥大心肌，相对缺血缺氧 ATP,2、能量储存减少,磷酸肌酸(CP),CK,3、能量利用障碍,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,过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降，原因是该酶的肽链结构发生改变，由V1 型转变为 V3 型。,（三）心肌兴奋收缩耦联障碍, 肌浆网Ca2+转运功能障碍, 心肌细胞膜Ca2+转运障碍, 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍,肌浆网Ca2+摄取、储存

16、能力 心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网 Ca2+泵活性减弱。,(1)肌浆网Ca2+转运功能障碍,心室重塑，钙泵蛋白表达减少,肌浆网Ca2+释放量,Ca2+,H +,肌浆网,(2)心肌细胞膜Ca2+转运障碍,Ca2+,Ca2+,K+,去甲肾上腺素,+ 受体,腺苷酸环化酶激活,ATP,cAMP,心肌收缩,Ca2+通道开放,1-肾上腺受体密度下调,心肌内去甲肾上腺素减少,酸中毒降低受体对去甲肾上腺素 的敏感性,心肌肥大时,(3)肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 改建心肌肌钙蛋白表型发生改变，使肌钙蛋白与Ca2+的亲和力降低； 酸中毒时，H+与肌钙蛋白结合。,心衰发病机制之二：,心肌舒张功能障碍,心肌舒

17、张机制,正常心肌舒张过程,1、主动舒张障碍,钙离子复位延缓,肌球肌动蛋白复合体解离障碍,钙离子复位延缓（ ATP缺乏）,肌浆网,胞浆,Ca2+,Ca2+,Ca2+,Ca2+ATP酶 Na+ - Ca2+交换体,指心室在单位压力作用下 发生的容积改变,3.心肌舒张势能减少,心衰时心肌收缩性降低，故产生的舒张势能也较小,心脏各部舒缩活动不协调,常见原因：心肌梗死、心肌炎 如： 同一心室，由于病变呈区域性分布： 病变轻的区域心肌舒缩活动 病变重的区域心肌完全丧失收缩功能 非病变区心肌功能相对正常 不协调心输出量,三、心脏各部舒缩活动的不协调,心肌梗死,第五节 临床表现,第五节临床表现,心脏功能下降,

18、CO,肺淤血,左心,右心,体循环淤血,一、心输出量减少,心输出量（CO）是反映心泵功能的综合指标。成人CO正常值为3.5-5.5L/min,心衰时心输出量绝对或相对减少，引起低排血量综合症,心指数（CI）=CO/体表面积（3.0-3.5L/min/m2）,（一）心脏泵血功能降低,收缩或/和舒张功能指标,心室舒张末压和心室舒张末容积,左室舒张末压,临床病人: PAWP (pulmonary artery wedge pressure) 正常平均为7 mmHg,（2）右室舒张末压 临床: CVP, 正常: 6 - 12 cmH2O,心率加快,（二）血压变化,（三）脏器血流重分配(redistrib

19、ution),动脉血压或正常， 静脉血压,皮肤苍白或发绀 疲乏无力 尿少 心源性休克,临床表现:,(二) 体循环淤血 (Systemic congestion),见于右心衰竭及全心衰竭，当中心静脉压（CVP）16 cmH2O时，即出现体循环淤血征。,主要表现 颈静脉充盈或怒张，肝-颈返流征阳性 肝肿大及肝功能异常 胃肠道淤血所致的消化道症状 全身性水肿,双下肢明显水肿 出现早 程度重,心性水肿特点,首先出现在低垂部位,(三) 肺循环淤血 (Pulmonary congestion),左心衰竭时，左室收缩功能减弱、负荷过重或顺应性降低，引起左室舒张末期压力上升，使左房压升高，肺静脉回流障碍，造成

20、肺淤血。,肺淤血的主要表现: 呼吸困难和肺水肿,1.呼吸困难,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),（一）呼吸困难,表现：,1. 劳力性呼吸困难,是左心衰最早出现的症状,在体力活动时发生呼吸困难，休息后缓解,机制：,心率加快，舒张期缩短，冠脉供血不足； 体力活动时耗氧增加； 回心血量增多，肺淤血加重,2. 端坐呼吸,心衰病人平卧时，呼吸困难加重，被迫采取端坐或半坐位以减轻呼吸困难,机制：,端坐时，血液转移到下肢，减轻肺淤血； 端坐时，膈肌下移，胸腔增大，通气改善；,3.夜间阵发性呼吸困难,患者夜间入睡后突感气闷被惊醒，端坐后咳喘缓解,机制：,平卧后，胸腔容积减少，不利于通气， 入睡后，迷走神经兴奋，使支气管收缩，气道阻力增加， 入睡后，中枢敏感性降低，对缺氧不敏感，当PO2分压明显降低时才引起中枢的反应。,发生机制:,回心血量增多，加重肺淤血 心率加快，舒张期缩短 机体活动时耗氧量增加,劳力性呼吸困难： 指轻度心功能不全患者仅在体力活