病理生理学 第十三章心力衰竭

肌原纤维排列不规则 细胞外基质过度纤维化 细胞骨架中微管密度增加
2、能量代谢障碍
拧檬酸 乙酰CoA
CP 磷酸肌酸激酶 ↓ ↑
ATP
肌动--球蛋白
α- 酮戊二酸
草酰乙酸 琥珀酸 ADP + Pi 能量储存
肌球蛋白 + 肌动蛋白 游离钙
脂肪酸 乳 酸 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸
CO2
结合钙
能量生成
能量利用 心肌肥大 ATP酶活性↓
左室 右室 主动脉瓣关闭不全 二尖瓣关闭不全 肺动脉瓣关闭不全 三尖瓣关闭不全 房间隔缺损 贫血、甲亢、VB1缺乏 A-V瘘
●前负荷↑
容量负荷↑
全心
左室
高血压、主动脉瓣狭窄 主动脉缩窄
●后负荷↑
压力负荷↑
右室
肺动脉高压、肺动脉瓣狭窄 肺梗塞、阻塞性肺疾病 高血压晚期、血液粘稠度增加
全心
（二）诱因
1、心肌结构改变 细胞坏死
心肌坏死
缺血 感染 →心肌坏死→溶酶释放 →收缩蛋白↓→心肌收缩性↓ 中毒
＜ 20% 不发生心衰 ＞ 20% 发生心衰 ＞ 40% 心源性休克
细胞凋亡
氧化应激、细胞因子 、钙超载、线粒体功能紊乱 亚致心肌坏死因素
细胞凋亡
→ 心肌细胞数量↓
肌节不规则叠加
过度肥大的心肌பைடு நூலகம்
肌丝滑行阻力增大 收缩性↓
粗
肌钙蛋白
I C T
细
肌动蛋白
向肌球蛋白
静息 兴奋
+ - + - + - + -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ - + - + -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ ++
Ca2+
肌浆网 （SR）
线粒体 （tin）
［Ca2+ ］10-7mol/L→ 10- 5mol/L
心肌缺血、缺氧、VB 1 缺乏 心肌肥大晚期 磷酸肌酸激酶活性↓ 心肌过度肥大
肥大心肌ATP酶活性↓机制：
■ 大鼠
正常
多
心衰 ATP酶 活 性↓
V1（αα） 活性最高 V2（αβ） 活性次之 V3（ββ） 活性最低
■ 人类 V1 ＜ V3
少
人类ATP酶活性降低可能是心肌调节蛋白改变有关
肌钙蛋白 向肌球蛋白亚单位胎儿同工型增多 抑制亚单位磷酸化减弱
心力衰竭
Heart failure
一
[概念]
概 述
在各种致病因素的作用下，心脏的收 缩和（或）舒张功能障碍，使心输出量绝 对或相对减少，以致不能满足机体代谢需 要的病理过程或临床综合症
l 心功能不全 与 心力衰竭 本质相同，程度上有区别
病 因
代偿期 轻度
失代偿期 重度
心功能不全
l 心肌衰竭 l 充血性心衰（congstive heart failure） 充血和淤血 l 前方供血不足，后方淤血 解剖概念
钠水重吸收↑
增加心室充盈 增加心输出量
（代偿）
血容量↑
过度
容量负荷 过重
向心性肥大
离心性肥大
Laplaca定律
P×r T = 2h
机制
§ 机械性刺激
负荷↑→室壁张力↑→激活蛋白激酶C→蛋白合成→ 促进心肌肥大
§ 化学性刺激
ATP↓、ADP↑、肌酸、肾上腺素促进蛋白合成 意义 积极作用——心肌收缩力↑，降低室壁张力，氧耗↓ 不利影响——心肌过度肥大，可因心肌的不平衡生长 而发生心力衰竭
据统计90%左右心衰有诱因
1、感染 ① 发热→代谢率↑→耗氧↑→心脏负荷↑ ② 心率↑→心肌耗氧↑；缩短舒张期 ③ 内毒素直接抑制心肌舒缩功能 ④ 呼吸道感染→肺血管阻力↑→右心负荷↑
2、水、电解质及酸碱平衡紊乱 (1) 酸中毒： ① H＋与Ca2＋竞争 ② 微血管对儿茶酚胺反应性降低，血管容量 增大，回心血量减少，CO下降 (2) 高钾血症和低钾血症： 心肌兴奋性、收缩性、传导性改变 心律失常 (3) 快速、大量输液
Ca2+内 流障碍
激活 NE 腺苷酸环化酶 β ① 内源性NE ↓；细胞膜β受体↓ cAMP ② 酸中毒：降低NE 对β受体敏感 ③ 高钾 ：Ca2+通道失活 激活
ATP
Na+_Ca2+交换体
“受体操纵”性 Ca2+通道
膜内 Na+↑（去极化）， Na+向外Ca2+向内 膜内Ca2+↑（复极化），Ca2+向外Na+向内
I C T I T C»
¼
横桥
ADP+Pi ATP
I T C»
I T C»
收缩
复极
-+ -+ -+ -+ -+ ++++++++++ - + - + - + -+ -+ -+ -+ -+ -+ -+ +++++
Ca2+
肌浆网 （SR）
线粒体 （tin）
复极
- - - - - - - - - - - - - - -
正常
局部不能收缩
心力衰竭的发生机制
心肌结构的破坏 坏死 凋亡 生成不足 利用障碍 SR摄取储存释放Ca2+↓ Ca2+内流↓ 与肌钙蛋白结合障碍
收缩功 能障碍
心肌能量代谢障碍
兴奋—收缩偶联障碍
舒张功 能障碍
Ca2+复位延缓 肌动-球蛋白复合体解离障碍 心室舒张势能↓ 心肌顺应性↓
心脏各部舒缩活动的协调性障碍
↑
前负荷增加引起紧张源性扩张 概念 伴有收缩力增强的心脏扩张
Frank-Starling定律 在一定范围内（肌节长度＜2.2μm），心肌 收缩力随心肌初长度增加而增加；超过此范围， 心肌收缩力下降或丧失。
紧张源性扩张
肌源性扩张
每 搏 量
2.0μm
2.2μm
肌节长度
心功能曲线
限度
肌小节长度不超过2.2μm
心力衰竭
慢性、钠水潴留（血液和组织液增多，静脉淤血）
二 病因、诱因、分类
（一）病因 1 原发性心肌舒缩功能障碍 ----- 心肌衰竭
⑴ 原发性弥漫性心肌病变
心肌炎（病毒、阿霉素） 心肌病（硒缺乏） 心肌变性、坏死、纤维化 心肌梗死（严重缺血）
⑵ 能量代谢障碍 （缺氧、缺血、缺乏VB1）
2 继发性心肌舒缩功能障碍（心脏负荷过度）
肌钙蛋白与Ca2+结合障碍
H+ 与Ca2+竞争肌钙蛋白
IC T
¼ ¼
问题 严重心肌缺血通过哪些机制使心肌 收缩力减弱？ 酸中毒是怎么影响心肌收缩力？
（二）心室舒张功能障碍 舒张性：心肌收缩后其张力下降和肌纤维 复长的能力。
Ca2+的复位
舒张
粗细肌丝解离 舒张势能
复极化
[Ca2+] e [Ca2+] i
肌动-球蛋白复合体解离障碍：
肌动-球蛋白
+
ATP ATP → 肌球蛋白
- ATP +
肌动蛋白
舒张负荷不足（主动舒张↓）
—
舒张势能降低：收缩性减弱，心脏几何构型改变不明显
— 冠脉充盈不足（高血压、冠心病、心率过快）
心室顺应性降低(或僵硬度增加） （被动舒张↓）
顺应性
心室在单位压力变化下 引起的容积改变dv/dp
（三）分类
左心衰: 按部位
主动脉瓣病变、二尖瓣关闭不全、高血压
特点：肺淤血、肺水肿 右心衰：肺动脉瓣病变、三尖瓣关闭不全、肺心病 特点：体循环淤血、全身水肿 全心衰：两室同时受累（心肌炎、贫血性心脏病） 左衰继发右衰 特征：肺水肿减轻 急性：急性心梗、急性心肌炎等 特点：供血不足突出 慢性：各种心瓣膜病、肺心病等 特点：后方淤血突出
2.0μm
2.2μm
3.0μm
3.6μm
心肌肥大
慢性代偿，持久、有效、经济
概念 肌纤维增粗、增长，体积、重量增大
向心性肥大： （ 纤维变粗，壁厚） 压力负荷↑→ 并联性增生 → 心腔不扩大 离心性肥大： （纤 维变 长） 容量负荷↑→ 串联性增生→心腔扩大
向心性肥大 离心性肥大
压力负荷 过重
正常
3、心律失常
心率↑→耗氧↑ 常见心动过速 心室充盈量↓（SV ↓） （快速型） 舒张期缩短 冠脉血↓ 4、妊娠与分娩 →血容量↑ 前负荷↑ 妊娠期 → 稀释性贫血 →高循环
血浆↑＞红细胞↑
分娩 → 交感N兴奋 → 血管收缩 → 后负荷↑ 5、其它 过度劳累、精神紧张、情绪激动、创伤、大手术、 洋地黄中毒
Ca2+
+++++++++++++++ 肌浆网 （SR）
线粒体 （tin）
［Ca2+ ］10-5mol/L→ 10- 7mol/L
I T C»
I C T
I C T
舒张
决 定 因 素
结 构
收缩
Ca2+的转运 能 量
↓→ 心衰
Ca2+的复位
舒张
粗细肌丝解离 舒张势能
（一）心肌收缩性减弱
收缩性：心肌在受到有效刺激后产生张力和缩短的能力
意义 提高CO（在一定范围内） 限度 心率≥180次/min失去代偿意义
心率↑ 耗氧↑ 冠脉灌流↓ 影响心室充盈→SV↓
不经济、 往往是心衰的标志
2 收缩力增加——SV↑ 儿茶酚胺的正性肌力作用
CO↓→交感兴奋→儿茶酚胺↑→激活腺苷酸环化酶 →cAMP↑→ Ca2+内流↑ SR释放Ca2+ → 收缩性↑
膜电压依赖性Ca2+通道
去极化，膜内电位变正，通道开放 复极化，膜内电位变负，通道关闭
受体操纵性Ca2+通道
Ca2+内 流障碍
NE β 激活
ATP cAMP
激活 “受体操纵”性 Ca2+通道
腺苷酸环化酶
Na+_Ca2+交换体
膜内 Na+↑（去极化）， Na+向外Ca2+向内 膜内Ca2+↑（复极化），Ca2+向外Na+向内
出现心力衰竭的症状和体征 的症状和体征。 竭的症状和体征。
中度心力衰竭：轻体力活动时出现心力衰竭
体力活动明显受限
重度心力衰竭：安静情况下即可出现心力衰
不能胜任体力活动
三 、 发病机制
§ 心肌收缩与舒张生理 粗肌丝 肌小节 细肌丝 肌球蛋白 收缩蛋白 肌动蛋白 向肌球蛋白 肌钙蛋白 调节蛋白
肌球蛋白
僵硬度
心室在单位容积变化下 引起的压力改变dp/dv
室壁厚度↑、室壁成分改变（炎症、水肿、纤维化） 降低 正常 升高
顺应性下降 心室舒张末 期压力增高 静脉压 升高
EDP
（mmHg）
充盈 12不足 mmHg 顺应性下 降心室扩 张受限
100
150
P—V曲线
（ml）
EDV
（三）心脏各部舒缩活动的协调性障碍 心梗区
存在于细胞间隙、肌束之间及血管周围的 结构糖蛋白、蛋白多糖、糖胺聚糖。 心肌组织中的胶原： Ⅰ型胶原：（平行，晚期，增强抗牵拉能力） Ⅲ型胶原：（网状，早期，肌束排列） 胶原增加使心肌顺应性降低
（二）心外代偿
增加血容量（慢性） BP ↓ 交感N兴奋 AngⅡ↑PGE2↓ FF ↑(小动脉收缩出＞入) 肾血重新分布 醛固酮 、ADH↑ PGE2↓、心房肽↓ 肾血流↓ →GFR ↓ →钠水排除↓
10-3—10-2mol/L 10-8—10-7mol/L
SR 钙库 tin
钙 钠
钙泵
钠~钙 交换体
（二）心室舒张功能障碍 舒张性：心肌收缩后其张力下降和肌纤维 复长的能力。
Ca2+的复位
舒张
粗细肌丝解离 舒张势能
钙复位延缓：
心衰 ATP ↓ Ca2+泵障碍 ATP E↓
Na+-Ca2+交换体与Ca2+亲和力↓
按速度
按CO
低输出量心衰：CO绝对↓ 多数 高输出量心衰：CO相对↓ 贫血、甲亢
正常心 输出量
正常人
低输出量 型 心 衰
高输出量 型心衰前
高输出量 型 心 衰
按机制
收缩性 冠心病、心肌炎、扩张型性疾病 舒性张 高血压、肥厚型心肌病
轻度心力衰竭：安静或轻体力活动时可不 严 重 程 度
体力活动稍受限
去极化
钙
钙
[Ca2+] e [Ca2+] i
10-3—10-2mol/L 10-8—10-7mol/L
SR 钙库 tin
钠 钙
钠~钙 交换体
受体操纵 钙通道
电压依赖 钙通道
Ry-受体 钙释放通道
膜电压依赖性Ca2+通道
去极化，膜内电位变正，通道开放 复极化，膜内电位变负，通道关闭
受体操纵性Ca2+通道
限度
成人心重量≥500g，左室重量≥200g
肥大心肌的不平衡生长 器官：心脏体积＞交感N轴突 →心肌内NE↓ 组织：肌纤维＞毛细血管数目→氧的弥散间距↑ 细胞：细胞体积 ＞ 线粒体→生物氧化↓→能量↓
细胞体积 ＞ 表面积→钙内流↓→收缩性↓
分子：肌球蛋白尾部＞头部
V3＞V1→ATP酶活性↓
细胞外基质增加
3、心肌兴奋-收缩偶联障碍 （Ca2+转运是关键）
摄取↓： ATP↓、ATP酶活性↓→钙泵↓ NE↓→ 非磷酸化 LPN（受磷蛋白）↑ SRCa2+ 储存↓：线粒体摄取Ca2+↑，释放缓慢 处理功 能障碍 释放↓： Ca2+与SR钙储存蛋白亲和力↑ （酸中毒） Ca2+释放通道蛋白（RyR 蛋白）↓
四
心功能不全机体的代偿
代偿
完全代偿： CO能满足正常活动 不完全代偿： CO能满足机体安静状态 失代偿： CO不能满足机体安静状态
（一）心脏代偿 CO = 心率×每搏量（决定于收缩性）
1 心率加快（发动早、见效快） 机制
CO↓→压力感受器刺激↓→心交感神经兴奋↑ →心率↑ CO↓→心室舒张末期容量↑→右房压、腔V压↑ →容量感受器→交感神经兴奋↑ →心率↑ CO↓→ 缺氧→刺激外周化学感受器→呼吸↑ →反射性引起心率↑