病理生理学课件：心衰

1、(Cardiac insufficiency),心功能不全,湖南师大医学院病理生理学教研室,病史：患风湿性心脏病10余年，曾多次住院治疗 。近3月来出现心慌、闷气, 伴浮肿、腹胀，不能平卧。 体查：重病容, 半坐卧位, 颈静脉怒张, 呼吸36次/分, 两肺底可闻湿性罗音。心界向左右两侧扩大, 心率130次/分, 血压(110/80mmHg) 。,Clinical example,心尖部可闻IV级收缩期吹风样及舒张期雷鸣样杂音。肝脏在右肋下6cm可触及，有压痛，腹部有移动性浊音，骶部及下肢明显凹陷性水肿。 试分析患者发生了哪些病理生理变化？,(General description),第一节 概

2、述,心脏的泵血量和 (或)充盈功能低下,心力衰竭的概念,(Concept of heart failure),心力衰竭与心功能不全,心功能不全 包括心脏泵血功能下降后由完全代偿直至失代偿的整个过程。,心力衰竭 患者出现明显的症状和体征，属于心功能不全的失代偿阶段。,(Cardiac insufficiency & heart failure),心力衰竭呈慢性经过时，由于钠水潴留和血容量增加，发生静脉淤血、组织水肿及心腔扩大。,充血性心力衰竭的概念,(Concept of congestive heart failure),(Causes and predisposing factors of

3、heart failure),第二节 心力衰竭的病因和诱因,Stroke Volume,一、病因,(Causes),(一) 心肌收缩性降低 (Decreased myocardial contractility),(二) 心脏负荷过度 (Overload for myocardium),容量负荷（前负荷） 心室舒张时承受的负荷,压力负荷（后负荷） 心室收缩时承受的负荷,（三）心室舒张及充盈受限,左心室肥厚 限制性心肌病 心室纤维化,二、诱因,(Predisposing factors),感染 心律失常 电解质及酸碱平衡紊乱 妊娠和分娩,(Classification of heart fail

4、ure),第三节 心力衰竭的分类,按病变累及的部位,左心衰竭 (left-sided heart failure) 右心衰竭 (right-sided heart failure) 全心衰竭 (whole heart failure),按心肌舒缩功能,收缩性心衰 (systolic heart failure) 舒张性心衰 (diastolic heart failure),按心输出量, 低输出量性心力衰竭 (low-output heart failure) 高输出量性心力衰竭 (high-output heart failure),低输出量 型心衰,高输出量 型心衰前,高输出量 型心衰,正

5、常心输出量,正常人,按心力衰竭的发展速度, 分为:, 急性心力衰竭 (acute heart failure) 慢性心力衰竭 (chronic heart failure),按病情的严重程度, 分为:, 轻度心力衰竭 (mild heart failure) 中度心力衰竭 (moderate heart failure) 重度心力衰竭 (severe heart failure),心功能分级（NYHA）,心脏功能级（心功能代偿期）：患有心脏病，但体力活动不受限制，无心衰的症状。 心功能级（轻度心力衰竭）：患有心脏病，体力活动稍受限制，休息后症状消失； 心功能级（中度心力衰竭）：患有心脏病，体力

6、活动大受限制，一般轻微体力活动会引起疲乏，心悸，呼吸困难或心绞痛。 心功能级（重度心力衰竭）：体力能力完全丧失，休息时仍可存在心力衰竭症状或心绞痛，即呼吸困难和疲乏，进行任何体力活动都会使症状加重。即轻微活动能使呼吸困难和疲乏加重。,心功能不全分期（ACC/AHA）,A期：指将来可能发生心力衰竭的高危人群，如冠心病和高血压患者，但目前尚无心脏结构性损伤或心力衰竭症状 B期：有结构性心脏损伤，如既往有心肌梗死、瓣膜病，但无心力衰竭的症状，相当于NYHA心功能级 C期：已有器质性心脏病，以往或目前有心力衰竭的临床表现，包括NYHA心功能、级和部分级 D期：难治性终末期心力衰竭，有进行性器质性心脏病

7、，虽经积极的内科治疗，患者仍表现出心力衰竭的症状,(Compensatory mechanisms to cardiac insufficiency),第四节 心功能不全的代偿机制,心泵功能障碍,一、神经-体液调节机制激活,(Neurohumoral activation),交感肾上腺髓质系统激活 (activation of sympathetic-adrenal medulla system),肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活 (activation of renin-angiotensin-aldosterone system),B型钠尿肽（BNP）/N末端B型钠尿肽（NT-proBNP

8、）, 增加心输出量 增加血容量 维持重要器官的血流灌注,快速作用,二、功能性调整,(Functional adjustment),心率加快 (increased heart rate),心脏扩张 (cardiac enlargement),心肌收缩能力增强 (increased contractility),(一) 心率加快 (Increased heart rate),机制,压力感受器 容量感受器 化学感受器,利,在一定范围内，心输出量,弊,心率过快(180次/分)对机体不利: 增加心肌耗氧量 心脏舒张期过短 冠脉血流过少；心室充盈不足,(二) 心脏扩张 (cardiac enlargeme

9、nt),Frank-Starling定律,紧张源性扩张 伴有收缩力增强的心脏扩张,肌源性扩张 心肌过度拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张,（三）心肌收缩性增强,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。,交感肾上腺髓质系统兴奋,正性肌力作用,三、心室重塑,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性适应性反应。,（一）心肌肥大 (Myocardial hypertrophy),Concentric hypertrophy,Eccentric hypertrophy,心肌肥大的种类,离心性肥大(eccentric hypertrophy)

10、在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。,向心性肥大(concentric hypertrophy) 在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生。,向心性肥大,离心性肥大,Concentric hypertrophy,Eccentric hypertrophy,（二）心肌细胞表型改变,（三）非心肌细胞及细胞外基 质的变化,四、心外代偿,(Extracardial compensation),(一) 血容量增加 (Increased blood volume),(二) 血流重分布(Redistribution of blood flow),(三) 红细胞增多(Increase in red

11、cells),(四) 组织细胞利用氧的能力增强 (Increased ability of cells to use oxygen) 细胞线粒体数量增多 肌红蛋白含量增多,(Mechanisms of heart failure),第五节 心力衰竭的发病机制,Intercalated discs,MolecularBasisofContraction,一、心肌收缩力降低,(Decreased myocardial contractility),心肌兴奋-收缩偶联（Depolarisation leads to contraction）,Depolarisation,Ca2+ channels

12、open,Ca2+ entry,Stimulates Ca2+ release from SR,Ca2+,Contraction,(Injuries of myocardial contractile protein),(一) 心肌收缩相关蛋白的破坏,心肌细胞死亡导致收缩相关蛋白被分解破坏，心肌收缩力下降。,心肌细胞坏死 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,心肌细胞坏死,收缩蛋白分解破坏,心肌细胞凋亡,心肌梗死,冠状动脉粥样硬化,死亡受体 TNFR1,Fas 等,(二)心肌能量代谢紊乱,心肌能量生成障碍 (impaired energy produ

13、ction) 心肌储能减少 (reduced energy reserve) 能量利用障碍 (impaired energy utilization),(Disorder of myocardial energy metabolism),1.心肌能量生成障碍 (impaired energy production),最常见的原因: 心肌缺血缺氧，过度肥大的心肌，维生素B1缺乏,2.心肌储能减少 (reduced energy reserve),磷酸肌酸(CP),心肌肥大时，磷酸肌酸激酶活性，储能的CP ,3. 心肌能量利用障碍 (impaired energy utilization),过度肥

14、大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降，原因与心肌调节蛋白改变有关。,(Impaired excitation- contraction coupling),(三)心肌兴奋收缩耦联障碍,Depolarisation leads to contraction,Depolarisation,Ca2+ channels open,Ca2+ entry,Stimulates Ca2+ release from SR,Ca2+,Contraction,肌浆网Ca2+摄取能力 心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网 Ca2+泵活性减弱。,肌浆网Ca2+释放量 过度肥大或衰竭的心肌细胞中肌浆网钙释放蛋白的含量

15、或活性降低。,肌浆网Ca2+储存量 心力衰竭时线粒体摄取Ca2+增多，不利于肌浆网的钙储存。,1. 肌浆网处理Ca2+功能障碍,Re-uptake,Storing,Release,M,SR,Handling of calcium by SR,1. 肌浆网处理Ca2+功能障碍,Ca2+-induced Ca 2+ release,Ryanodine receptor (RyR),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降低，钙释放 酸中毒使肌浆网中钙结合蛋白与Ca2+亲和力增大，钙释放,释放（release）,ATP-dependent pump,心肌缺血、缺氧 ATP Ca2+

16、-ATP酶含量或活性降低,摄入（Uptake）:,Depend on the Ca2+ -activited ATPase,uptake,储存（storing）,Reduced uptake of Ca2+ by SR,Great quantities of Ca2+ accumulate in the mitochondria,More Ca2+ moved out of the myocardium,Less Ca2+ for SR to reserve,2. 胞外Ca2+内流障碍,交感神经兴奋,高钾血症时K+可阻止Ca2+的内流,过度肥大心肌内1-肾上腺受体密度相对减少,过度肥大心肌内去

17、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,3. 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 酸中毒时，H+与肌钙蛋白的亲和力比Ca2+大,占据了肌钙蛋白上的Ca2+结合部位。,(四) 心肌肥大的 不平衡生长,(Imbalance growth of myocardial hypertrophy),肥大心肌发生衰竭的基础是心肌的不平衡生长,心肌重量的增加超过心脏交感神经元轴突的增长,肥大心肌毛细血管数量增加不足,心肌线粒体数量不能随心肌肥大成比例地增加,肥大心肌的肌球蛋白ATP酶活性下降,二、心肌舒张性能异常,(Impaired myocardial diastolic properties),主

18、动性舒张功能减弱,钙离子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 、僵硬度 原因: 心肌肥大, 炎细胞浸润, 纤维化等,被动性舒张功能减弱,心室顺应性指心室在单位压力变化下所引起的容积改变（dV/dp)；其倒数(dp /dV)为心室僵硬度。,三、心脏各部舒缩 活动不协调,(Inconsistent behavior in systolic and diastolic function of the heart),病变呈区域性分布，导致心室活动不协调 心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性,(Consequences of the pumping dysfunction),第

19、六节 心脏泵血功能障碍 对机体的主要影响,一、心输出量不足,(hypokinemia),前向衰竭（forward failure),心输出量 (cardiac output,CO)减少 心脏指数 (cardiac index,CI)降低 CI是心排血量经单位体表面积标准化后的心脏泵血功能指标,低排出量综合征(syndrome of low output)，特点为:,左室射血分数 (left ventricular ejection fraction, LVEF)降低,LVEF: 每搏输出量占左室舒张末容积的百分比 正常值：55%65%,心室充盈(ventricular filling)受损,肺

20、毛细血管楔压（pulmonary capillary wedge pressure,PCWP):反映左心房压和左心室舒张末压 中心静脉压（central venous pressure, CVP)：反映右心房压和右心室舒张末压,心率(heart rate)增快,COHR增快心悸,器官血流量重新分配,动脉血压的变化 器官血流量重新分配,直立性低血压、心源性休克 尿少 疲乏无力 皮肤苍白、皮温降低、发绀 失眠、嗜睡，心源性晕厥,临床表现,二、静脉淤血,(venous congestion),后向衰竭（backward failure),静脉淤血综合征(syndrome of venous cong

21、estion) 包括:,体循环淤血 (systemic congestion) 肺循环淤血 (pulmonary congestion),(一) 体循环淤血 (Systemic congestion),当CVP16 cmH2O时，即出现体循环淤血征，见于右心衰竭及全心衰竭。,主要表现 颈静脉充盈或怒张，肝颈静脉返流征阳性，静脉压升高 肝肿大及肝功能损害 胃肠道淤血所致的食欲不振等 消化道症状 心性水肿,心输出量减少,右心衰竭,体循环淤血,器官灌注减少,皮肤缺血,发绀,骨骼肌缺血,疲乏无力,肾缺血,少尿,毛细血管内压升高,心性水肿,胃肠道淤血,肝淤血,右心房压升高,食欲不振,白蛋白减少,颈静脉怒张,右心衰竭临床表现的病理生理基础,(二) 肺循环淤血 (Pulmonary congestion),当PCWP18 mmHg时，即出现肺循环淤血征，见于