13 心力衰竭(人卫7版)

压力负荷过重
主动脉瓣狭窄 高血压
肺动脉瓣狭窄 肺动脉高压
血粘度明显增加
病因及诱因
心力衰竭的诱因
感染 以上呼吸道感染最常见
水、电解质代谢和酸碱平衡紊乱 心律失常 妊娠和分娩 其他
分类
心力衰竭的分类
1.按发生部位分类



左心衰竭(left heart failure) 常见而重要 右心衰竭(right heart failure) 全心衰竭(whole heart failure) 常见、严重
丧失心肌量＞左室23％ 心衰
发病机制
心力衰竭的发生机制
1.心肌收缩功能降低
（1）收缩相关蛋白改变 ①心肌细胞数量↓ ②心肌结构改变
心肌细胞死亡、肥大与萎缩、纤维化等
③心室扩张
心腔扩大而室壁变薄→功能性二尖瓣返流 血流动力学紊乱
发病机制
心力衰竭的发生机制
1.心肌收缩功能降低
①收缩相关蛋白改变 ②心肌能量代谢障碍
？
V3 最低
MHC-β
代偿时，V1增多； 失代偿时，V3增多
肌球蛋白轻链-1(MLC-1)等胎儿型同工型增多
发病机制
心力衰竭的发生机制
1.心肌收缩功能降低
①收缩相关蛋白改变 ②心肌能量代谢障碍 ③心肌兴奋-收缩耦联障碍
发病机制
心肌兴奋-收缩耦联过程
关键在于心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅速升高 （即钙瞬变）， 以及Ca2+与肌钙蛋白结合
发病机制
心力衰竭的发生机制
心肌收缩功能降低 心肌舒张功能障碍 心脏各部舒缩活动不协调
发病机制
心力衰竭的发生机制
1.心肌收缩功能降低（主要机制）
收缩相关的蛋白改变 心肌能量代谢障碍
心肌兴奋-收缩耦联障碍
发病机制
心力衰竭的发生机制
1.心肌收缩功能降低
（1）收缩相关蛋白改变 ①心肌细胞数量↓
心肌细胞坏死(necrosis)(心梗、心肌炎等) 心肌细胞凋亡(apoptosis)(再灌损伤、过度肥大)
缺血缺氧→ATP生成↓→钙泵活性↓→ SR摄取钙↓ 心 衰 时 SR摄取及储存钙↓ 钙释放蛋白含量或活性↓ 酸中毒→钙与钙结合蛋白亲和力↑ SR释放钙↓
发病机制
肌浆网钙处理功能障碍结果
SR摄取Ca2+障碍
线粒体摄取Ca2+↑ 胞浆Ca2+↑ 舒张功能↓
线粒体 释Ca2+少而慢 SR储存、释放 Ca2+障碍
心力衰竭的病因
1.心肌舒缩功能障碍
心肌病变
心肌病、心肌炎、心肌梗死等
心肌代谢异常 冠心病、高血压晚期、
严重贫血及Vit B1缺乏等
心肌衰竭
(myocardial failure)
病因及诱因
心力衰竭的病因
1.心肌舒缩功能障碍 2.心脏负荷过重 容量负荷过重
左心 主动脉瓣关闭不全 二尖瓣关闭不全 右心 肺动脉瓣关闭不全 三尖瓣关闭不全 全心 高动力循环状态
第十三章
Cardiac insufficiency
概述
心脏的功能
肺循环
体 循 环
概述
心力衰竭(heart failure)概念
各种致病因素 心脏舒缩功能障碍
心泵功能降低
心输出量(CO)绝对或相对减少 不能满足组织代谢需要
心功能不全(cardiac insufficiency)
病因及诱因
心力衰竭的病因与诱因
慢性心力衰竭
代偿机制
心功能不全时机体的代偿
神经-体液调节机制激活 心脏代偿反应 心外代偿反应
代偿机制
神经体液调节机制激活
交感-肾上腺髓质系统↑ 肾素－血管紧张素Ⅱ↑
神经系统改变 —
体液因素变化 —
醛固酮↑
内皮素↑ ADH↑
早期可引起心及心外组织代偿： 血压↑，血液重新分布， 正性肌力作用，血容量↑
心肌细胞表型改变
(胎儿期基因被激Hale Waihona Puke )非心肌细胞及 细胞外基质变化
(数量↑及类型改变)
代偿机制
心肌细胞重塑(myocardial remodeling)
心肌肥大(myocardial hypertrophy)
概念
心肌细胞体积增大(直径增宽、长度
增加)、重量增加；达到一定限度→心
肌细胞数量增多
代偿机制
肌球蛋 白
粗肌丝
发病机制
心肌舒缩的分子基础 (Ca2+、ATP)
兴奋－收缩耦联
发病机制
兴奋－收缩耦联
excitation-contraction coupling，ECC
心肌细胞兴奋去极化 胞浆内Ca 2+从10 -7 上升到10-5 mol/L
Ca2+ 与肌钙蛋白结合，使其构型改变
向肌球蛋白从肌动蛋白移开 肌动蛋白作用点暴露，与肌球蛋白头部接触，形成横桥 同时Ca2+ 激活肌球蛋白头部ATP酶，水解ATP供能 肌球蛋白头部偏转，细肌丝向肌节中央滑行 肌节缩短，心肌收缩
1.心率加快 ---心脏发动最快、见效最迅速
的一种代偿方式
代偿机制
心脏代偿
1.心率加快 心率加快的机制
心排血量↓
血压↓
心房、腔 静脉压↑
心交感传入 神经兴奋
缺氧、CO2、H+等 化学感受器 的刺激↑ 呼吸兴奋
压力感受器 的刺激↓ 交感兴奋
心率↑
代偿机制
心脏代偿
1.心率加快
代偿意义
心输出量=每搏输出量心率
心肌细胞重塑
心肌肥大
机制 对生长因子和激素的应答
机械性因素：压力负荷、牵张刺激→磷脂酶C
神经体液因素：
儿茶酚胺→α、β受体→G蛋白→蛋白激酶A
血管紧张素Ⅱ→ G蛋白耦联系统→蛋白激酶C
代偿机制
心肌肥大意义
①心肌总收缩力↑
每 搏 功
SW4
SW3 SW2 SW1
心肌肥大++ 心肌肥大+ 正常
P1
P2
心功能曲线
儿茶酚胺
机制
心肌的收缩性增加
细胞膜
正性变力作用 ATP
细胞膜Ca2+通道开放
胞 浆 Ca2+
NE
β
腺 苷 酸 环 化 酶
肌质网释放Ca2+↑
↑
cAMP PKA
促进收缩蛋白磷酸化
收 缩 力 ↑
加强糖、脂肪分解
ATP ↑
代偿机制
正性变力作用的代偿意义
前负荷不变情况下，增强心肌收缩力，增加心输出量
————等长性自身调节
发病机制
心肌能量代谢过程
化学能
ATP产生 ATP储存
机械能
ATP利用
有 氧 氧 化
磷 酸 肌 酸
肌丝滑动
钙瞬变
发病机制
心肌能量代谢障碍
心肌能量生成障碍
ATP产生不足
×
有氧代谢↓
发病机制
心肌能量代谢障碍
心肌能量生成障碍 心肌缺血缺氧 VitB1缺乏 心肌过度肥大
线粒体变化
毛细血管数量增加不足
发病机制
代偿机制
长期持续过度代偿会引起：
• • • • • • • 心脏负荷增加 心肌耗氧增加 心律失常 体液因子增加 氧自由基增加 心室重塑 水钠潴留
失代偿
（CO↓）
代偿机制
心脏代偿(cardiac compensation)
心率加快 心脏紧张源性扩张 心肌收缩性增强
心室重塑
代偿机制
心脏代偿
心肌能量储备减少 心肌过度肥大时→ATP↓、磷酸肌 酸激酶（CPK）同工型转换(成人型转
向胎儿型)→ CPK活性↓→磷酸肌酸
(CP)↓ →储能↓
发病机制
心肌能量代谢障碍
心肌能量利用障碍
×
ATP 利用障碍
肌球蛋白 ATP酶活性↓
心肌过度肥大
发病机制
心衰时肌球蛋白ATP酶活性↓
肌球蛋白三种同工酶比较 V1 基因 组成 活性 MHC-α 最高 较低 V2
2.按心肌舒缩功能障碍分类
收缩性心衰 (systolic heart failure) 舒张性心衰 (diastolic heart failure)
分类
心力衰竭的分类
3.按心输出量高低分类
低输出量性心衰(low output heart failure):CO绝对↓
高输出量性心衰(high output heart failure):CO相对↓
增加血容量
降低GFR，增加 肾小管对水钠的 重吸收
抑制钠水重吸收激素↓ （心房钠尿肽、PG等）
血液重新分布（保证心、脑血供） 红细胞增多 组织利用氧的能力增强
发病机制
心衰的发生机制：
心肌舒缩性
心泵功能
发病机制
心肌舒缩的分子基础(收缩蛋白、调节蛋白)
向肌球蛋白
肌钙蛋 白
肌动蛋 白
细肌丝
横桥
代偿机制
非心肌细胞及细胞外基质变化
细胞外基质(extracellular matrix)变化
细胞外基质：存在于细胞间隙、肌束之 间及血管周围的糖蛋白、蛋白多糖及糖胺 聚糖的总称。
代偿机制
非心肌细胞及细胞外基质变化
细胞外基质变化
血 管 紧 张 素 等 Ⅱ
纤维母细胞 增殖、分泌
合成间质胶原 酶、明胶酶
（高动力循环状态）
此外，还可按起病及病情发展速度分类


急性心衰(acute heart failure) 慢性心衰(chronic heart failure)
分类
充血性心力衰竭 congestive heart failure
慢性心功能不全时，由于钠水潴留和血容 量增加，患者出现心腔扩大、静脉淤血及组 织水肿的表现，称为充血性心力衰竭
调控胶原合成与降解 →胶原比值和空间结 构改变→心肌间质增 生、重塑
代偿机制
非心肌细胞及细胞外基质变化
胶原有Ⅰ型和Ⅲ型胶原两种。前者粗大，与 肌束平行，后者较细，呈纤维网状。 重塑早期，Ⅲ型胶原增多明显，有利肥大心肌 代偿 重塑后期，Ⅰ型胶原增多明显，虽可提高抗张 力，但不适当增生，降低室壁顺应性，增加僵硬 度，严重压迫冠脉，影响细胞间信息传递和心肌
代偿有限
代偿机制
心脏代偿
1.心率增快 2.心脏紧张源性扩张 3.心肌收缩性增强 4.心室重塑
概念：
心室长期容量和压力负荷增加→使其结构、 代谢和功能发生改变→慢性代偿适应性反应， 称心室重塑(ventricular remodeling)。
心室重塑
心肌细胞肥大
心 室 重 塑
心肌细胞重塑
(胞内蛋白合成↑)
左室舒张末期压(kPa)
代偿机制
心肌肥大意义
②心肌耗氧量↓
根据Laplace定律 T = P · r / 2h
T: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↑，相同室内压及心室半径 ？ 心室半径↑，相同室内压及室壁厚度 ？ 心室半径及室壁厚度均↑，相同室内压
？
代偿机制
心肌肥大的2种形式
向心性肥大
压力负荷过大所致 室壁增厚明显
离心性肥大
容量负荷过大所致 室腔扩大明显
代偿机制
心肌细胞重塑
心肌细胞表型(myocyte phenotype)改变
由于合成蛋白质种类变化所致心肌细胞 “质”的改变
成年心肌细胞静止的胎儿期基因激活或抑制 肌球蛋白横桥ATP酶（重链—β- MHC）： V1(αα链)型 （活性高） 代偿 V3(ββ链)型 （活性低） 失代偿
心肌能量代谢障碍
心肌能量生成障碍
NAD+ NADH
丙酮酸＋CoA
三羧酸循环 乙酰CoA+CO2
丙酮酸脱氢酶系（TPP等）
2H+
CO2
α－酮戊二酸
α－酮戊二酸脱氢酶系 (TPP、NAD+等)
琥珀酰CoA
发病机制
心肌能量代谢障碍
心肌能量储备减少
ATP储备障碍
CP减少
心肌过度肥大
发病机制
心肌能量代谢障碍
安静
重度心衰
2.0
2.2
舒张末期容积和肌节长度(um)
代偿机制
心脏紧张源性扩张 异 长 性 自 身 调 节
心脏扩张机制
根据Frank-Starling定律
2.2um
粗细肌丝相互重叠情况
代偿机制
心脏紧张源性扩张
正常肌节的初长度1.7~2.2μ m
当静脉回心血量>心排血量，前负荷↑→心室 舒张末期容积和压力↑→ 心室扩张、心肌的初长 度↑ 范围 心肌收缩力和心搏出量↑
代偿机制
心脏紧张源性扩张
心脏扩张意义
急性心室扩张 心收缩力↑ 每搏功↑ 心室慢性过度扩张
心收缩力↓
每搏功↓
心输出量↑
心输出量↓
紧张源性扩张
肌源性扩张
可代偿
失代偿
代偿机制
心脏代偿
1.心率增快 2.心脏紧张源性扩张 3.心肌收缩性增强
心肌收缩性主要受神经-体液因素调节，一般 用+dp/dtmax表示。
舒缩的协调性，促进心肌凋亡和纤维化。
代偿机制
心脏代偿
心率增快 心脏紧张源性扩张 心肌收缩性增强
急性代偿机制
（功能性代偿）
心室重塑 --- 慢性代偿机制
（形态结构综合性代偿）
其中，心肌肥大是慢性心衰最主要、 最经济、持久有效代偿方式！
心肌过度肥大，心功能由代偿转为失代偿。
代偿机制
心外代偿反应
交感-儿茶酚胺作用 肾素-血管紧张素-醛固酮系统作用 ADH作用
发病机制
心肌兴奋-收缩耦联障碍
胞外钙内流 肌浆网释钙 钙与肌钙蛋白结合
正 心 常 衰
发病机制
心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制
ⅰ. 肌浆网Ca2+转运功能障碍 (摄取、储存&释放Ca2+障碍)
ATP 钙 钙 钙结合 蛋白 钙 释 放 蛋 钙 白
钙 泵
发病机制
心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制
肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍
不变
可代偿
代偿机制
心脏代偿
1.心率加快
代偿有限 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↓
？
心输出量
= 每搏输出量
心率
失代偿的标志
代偿机制
心脏代偿
1.心率增快 2.心脏紧张源性扩张
心功能曲线
代偿机制
心脏紧张源性扩张
最大活动 正常
心功能曲线
心 脏 每 搏 功
中度活动 轻度心衰