病理生理学课件 心力衰竭

心功能不全
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（二）酸碱平衡及电解质代谢稳乱
1．酸中毒 ：
① 酸中毒时H+竞争性抑制Ca2+与心肌肌钙蛋白结合 ，抑制Ca2+内流和肌浆网对Ca2+的释放，使心肌收 缩力减弱。 ② H+抑制肌球蛋白ATP酶活性使心肌收缩功能障碍。
③ 使毛细血管括约肌松弛，而小静脉张力不变，导
致微循环出现灌多流少，回心血量减少，心输出量 下降。
心肌缺血、缺氧时，由于肌钙蛋白与Ca2+亲 和力增加使Ca2+难以解脱。更重要的是由于 ATP缺乏，使肌球-肌动蛋白复合体难以分离 以致严重影响心脏的舒张充盈。
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(三) 心脏舒张势能降低
①心室的收缩作用减弱 ② 冠脉灌流减少、心室内压过高
当心肌受损或心衰时，收缩末期心脏 构型改变不明显，心脏的舒张势能亦 减弱；而当冠脉阻塞或因室壁张力和 室内压增大 以致冠脉难以快 速充盈时，舒张 势能降低，影响 心室的舒张。
肌丝滑行过程
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心力衰竭的发病机制 一、心肌收缩功能障碍 二、心肌舒张功能异常
三、心脏各部舒缩活动不协调
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一、心肌收缩功能障碍
心肌收缩性（myocardial contractility）:
指心肌接受有效刺激后产生张力和缩短的能力，是 决定心输出量最重要的因素。
• 收缩相关蛋白质丧失 • 能量的生成-储存-利用障碍 • 兴奋-收缩偶联障碍 • 心肌肥大的不平衡生长
Ca2+本身酶蛋白含量↓
心肌内NE↓
β-受体下调 受磷蛋白（PLN）磷酸化↓
肌浆网Ca2+摄取能力↓
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②肌浆网储存Ca2+ ↓ SR摄取↓+线粒体摄取↑ 胞膜Na+/Ca2+交换的Ca2+外排功能代偿性增强 后 果：
心肌收缩时释放到胞浆中Ca2+的减少，心肌收缩性降低
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③肌浆网释放Ca2+ ↓ ： RyR↓，酸中毒Ca2+与肌浆网结合牢固 Ca2+通道受体蛋白及其表达↓ 肌浆网Ca2+储存减少
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（三）心室舒张受限 见于心包积血、积液，心包缩窄。 （四）严重心律失常 见于重度心动过缓、心室颤动。
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病因（summarize)
心肌损害 原发性心肌舒缩 功能障碍
病
心脏负荷过度
代谢异常 压力负荷
后负荷
容量负荷
前负荷
因
心室充盈受限
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二、心力衰竭的常见诱因
诱因(inducement factors)
ATP缺乏影响心肌收缩性的途径： 肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP减少 Ca2+转运及分布异常 心肌细胞不能维持正常的胞内离子环境 心肌蛋白合成减少
(2)能量利用障碍：肌球蛋白头部ATP酶活性下降
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肌球蛋白ATPase活性降低
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肌球蛋白ATPase活性降低 化学能
肌球蛋白ATP酶
机械能
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⑶肌钙蛋白与Ca2+结合障碍
各种原因引起的心肌细胞酸中毒，可导致Ca2+与肌钙蛋白结
合障碍，影响到心肌兴奋—收缩偶联过程： ①H竞争肌钙蛋白的结合位置（TnC） ②酸中毒时Ca2+与肌浆网结合牢固，除极化时释放Ca2+缓慢 ③酸中毒可引起高血钾
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Ca2+内流
肌浆网摄取、 释放 Ca2+
（一）按发生部位：左心衰竭 右心衰竭、 全心 衰竭。 （二）按发生速度： 急性心衰：发病急、代偿不充分、 BP↓↓； 慢性心衰：发病缓慢、代偿充分、BP正常。
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（三）按心衰时心输出量：
高输出量型心衰：心输出量绝对值高于 正常。（见于甲亢、严重贫血、Vit B1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。（见于绝大多数心衰病人）
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Hale Waihona Puke Baidu
(二)、心肌能量代谢障碍
心肌能量代谢示意图
能量释放
脂肪酸 乳酸 丙酮酸 葡萄糖 氨基酸
CO2 O2 H
能量储存
CP
能量利用
Actin Actin + Myosin Ca2+f
做功
乙酰 CoA
草酰 乙酸
琥珀 酸
ATP
ADP Pi
Ca2+
Ca2+b
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去 极 化
H2 O
心肌能量代谢紊乱
(1)能量生成障碍： 严重缺血缺氧 葡萄糖有氧氧化及酵解的酶活性↓ 肥大心肌线粒体相对↓利用氧能力↓
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（五）按发病机制分类
收缩障碍性心衰 主要由心肌变性，细胞死亡
所致。见于高血压性心脏病、冠心病等。
舒张障碍性心衰 心室充盈受限所致。见于心
包炎、肥厚性心肌病、心肌纤维化等。
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心力衰竭的发病机制
复习内容： 心肌收缩的细胞和分子生物学基础
1．心肌细胞的组成
肌原纤维：由基本功能单位肌节组成
心 肌 细 胞 膜系统：肌膜、横管系统、肌浆网 （sarcoplasmic reticulum, SR ） 线粒体：能量供应站 核：代谢和遗传控制中心
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2．高钾血症 酸中毒幵发血钾升高→心肌动作电位复极
化期 Ca 2+内流↓→心肌收缩性降低
高钾血症→心肌传导性↓→单向阻滞和传
导缓慢→形成兴奋折返（reentry）→
心律失常→心输出量↓ →心衰
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（三）心律失常(尤其是快速型心律失常)
心率↑ 舒张期缩短 冠脉血流↓ 心肌耗氧量↑ 心肌缺血、缺氧 心室充盈↓ 心输出量↓
基本病因为基础，某些因素为诱因诱发心力衰竭
常 见 诱 因
全身感染
酸碱平衡及 电解质代谢 紊乱
心律失常
妊娠与分娩
劳累 贫血
紧张 甲亢
激动 …..
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（一） 全身感染
感
发热
染
内毒素
心肌收 缩性↓ 呼吸道感染 右心负荷↑
心率↑
心肌耗氧 心脏舒 量↑ 张期↓ 心肌供血供氧↓
交感神经 兴奋
代谢率↑ 心脏负荷↑
(四)心室顺应性降低
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(一) Ca2＋复位延迟
心肌缺血、缺氧等
ATP↓ Na ＋ -Ca 2＋交换↓ 酸中毒
钙泵活性↓
肌质网摄取、结合钙的能力↓
肌浆钙降低速度慢 Ca 2＋与肌钙蛋白解离障碍
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(二)肌球—肌动蛋白复合体(横桥)解离障碍
心肌舒张首先需拆除横桥，该过程不仅需要 Ca2+与肌钙蛋白解离，尚须ATP的参与。
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2.正常心肌舒缩的分子基础 收缩蛋白
肌球蛋白 肌动蛋白 向肌球蛋白 肌钙蛋白 粗肌丝 细肌丝 肌节
调节蛋白 钙离子
向肌球蛋白亚单位 钙结合亚单位 抑制亚单位
兴奋的电信号转化为机械收缩的中介
ATP（为粗、细肌丝的滑动提供能源）
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心肌兴奋
胞浆Ca2+↑↑ Ca2+与调节蛋白结合 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
竞争性抑制Ca2+ 与肌钙蛋白结合
兴奋-收缩偶联障碍
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(四) 肥大心肌的不平衡生长
含义：心脏重量的增加与心功能增强不成比例
过度肥大：
心脏重量≧500g 左室重量≧200g
1.心肌的增长超过交感神经轴突的增长，心肌内 NE含量↓ 2.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； 3.肥大心肌表面积与重量之比降低，Ca2+内流 4.单位体积心肌线粒体数目，功能障碍 5.肌球蛋白ATP酶活性降低：V1同工酶，V3同工酶
临床上： 引起心肌坏死最常见的原因是急性心肌梗死
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严重缺血缺氧
细菌病毒感染
线粒体肿胀
溶酶体破坏
中毒（锑等）
中性粒、巨噬细胞浸润
心肌细胞坏死
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心肌梗塞的凝固性坏死
切片– 12~18小时

嗜伊红染色，肌纤维无核 白细胞浸润
正常心肌细胞
大体 –4~5天

白梗塞 充血性边界
Coagulation necrosis
肌球蛋白同工酶比较 V1 组成 活性 最高 V2 较低 V3 最低
代偿状态时，V1增多；失代偿时，V3增多。
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(三)、心肌兴奋-收缩偶联障碍
⑴ 肌浆网Ca2+处理功能障碍
①肌浆网摄取Ca2+ 能力↓ ：ATP↓，PLN磷酸化减弱
心肌缺血缺氧 心力衰竭
ATP↓ 肌浆网Ca2+泵活性↓
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(一)收缩相关蛋白质丧失
各种因素
homeostasis
收缩性下降
X
细胞死亡 • 细胞坏死 • 细胞凋亡 细胞损伤
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1.细胞坏死(necrosis)
原发损害：梗死、心肌炎、中毒、心肌病
负荷↑、肥厚、舒张期短→缺血 继发损害： 胶原↑→物质交换↓ 高浓度NE、ATⅡ直接毒性作用
细胞坏死 溶酶体破裂 溶酶体酶释放 收缩蛋白 调节蛋白 收缩性↓
要为体或肺静脉系统淤血和动脉系统血液灌流不
足。临床上出现相应症状。
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Concept
各种致病因素
心脏收缩舒张 功能障碍
在各种致并病因素作用下， 由于心肌收缩和/或舒张功能 障碍，使心泵功能降低，导 致心输出量绝对或相对减少， 不能满足机体代谢需要的病 理过程
心输出量降低
机体需要不能满足
Heart failure is a condition initiated by impairment of the heart's function as a pump!
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心力衰竭的病因、诱因和分类
一、心力衰竭的病因
（一） 原发性心肌舒缩功能障碍
1、心肌损害 ： 心肌炎、心肌梗死、心肌病、 心肌中毒、心肌纤维化、 克山病等 2、 代谢障碍： Vit B1缺乏、缺血、缺氧
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（二）心脏负荷过重
1、压力负荷过重： 高血压、主动脉（或 瓣）狭窄、肺栓塞、 肺动脉高压 2、容量负荷过重：动脉瓣膜关闭不全、动 -静脉瘘、室缺、甲亢、 贫血
H+↑→ Ca2+与钙储存蛋白结合紧密
后 果：
心肌收缩时释放到胞浆中Ca2+的减少，心肌收缩性降低
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⑵ 胞外Ca2+内流↓
途径：①钙通道（电压依赖性、受体操纵性） ②钠钙交换体
作用：升高胞浆内Ca2+浓度；诱发肌浆网释放Ca2+
原因：①肥大心肌β-R密度相对↓NE ↓ ②酸中毒时，H+降低β-R对NE的敏感性↓ ③高钾血症
四川中医药高等专科学校 病理教研室
心脏的“泵”功能
若一个人活80岁，在他一生中:
心脏将跳动30亿次乊多！
输送的血液将达3亿多升，足以 装满1600架四引擎波音747客机 的全部油箱！ 所作的功，相当于将3万公斤重 的物体向上举到喜马拉雅山顶 峰所作的功！
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心血管病已经成为世界性的负担
2. 细胞凋亡(apoptosis)
凋亡指数（凋亡细胞数/每100个细胞）达35.5％ ( N:0.2~0.4%） 凋亡相关因素： ①氧化应激——儿茶酚胺自氧化、促炎性因子引起 呼吸爆发、黄嘌呤氧化酶激活、 磷脂酶A2活化 ②细胞因子生成过多 TNF-α、IL-1、IL-6、IFN等
③钙稳态失衡
④线粒体功能异常
• 57% 死亡是由心血管病引起
• 世界性头号死亡原因和致残因素
• 为此花费大量金钱和劳动
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心力衰竭的概念
心力衰竭(Heart failure) ：在各种致病因素的作 用下，心脏收缩（或）和舒张功能发生障碍，以 至于心输出量绝对或相对减少，不能满足机体功
能代谢需要的病理过程。又称泵衰竭。
心衰是以循环功能障碍为主的病理过程 。主
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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
（四）按病情严重程度分类
轻度心衰 心功能1－2级，体力活动不受限或轻度受限
中度心衰 心功能3级，体力活动受限
重度心衰 心功能4级，丧失体力活动能力
心功能一级 心功能二级 心功能三级 心功能四级 在休息或轻体力活动情况下，可不出现心力衰竭的症 状、体症 体力活动略受限制，一般体力活动时可出现气急心悸 体力活动明显受限制，轻体力活动即可出现心力衰竭 的症状、体征，休息后可好转 安静情况下即可出现心力衰竭的临床表现，完全丧失 体力活动能力，病情危重
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房室活动 协调性紊乱
心泵功能↓
（四） 妊娠与分娩
妊娠期血容量↑（临产期↑） 稀释性贫血 高动力循环状态 心率↑ 心搏出量↑ 收缩阻力↑心率↑ 分娩时疼痛、精神紧张 交感一肾上腺髓质系统兴奋 静脉回流↑ 小血管收缩
心脏前负荷↑ （左室）后负荷↑ 心肌耗氧量↑和冠脉流量↓
心输出量↓
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三、心力衰竭的分类
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其他概念：
1．充血性心力衰竭
当心衰呈慢性经过时，往 往伴有血容量及组织间液增多和静脉系统淤血， 并出现水肿。
心输出量↓→静脉回流受阻→充血（淤血）→组织间液↑ ↓ ↓ 肾血流↓→激活RAAS→钠水潴留→血容量↑ 水肿
2．心功能不全 与心衰无本质区别，只是程度的
不同，临床上二者通用。心衰一般指心功不全晚 期，有明显的临床症状和体证，而心功不全包括 从代偿到失代偿的全过程。
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收缩性下降的机制
心肌收缩性减弱
能量代谢异常 心肌细胞的坏 死和凋亡 兴奋 - 收缩 藕联障碍
心肌重构的 失代偿
生成 障碍
利用 障碍 钙离子 与肌钙 蛋白结 合障碍 钙离子 内流障 碍 钙离子 摄取 储存 释放
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二、心脏舒张功能异常
(一) Ca2＋复位延迟 (二)肌球－肌动蛋白复合体解离障碍 (三)心室舒张势能减少