13 心力衰竭(病理生理学)

心脏扩张
Frank-Starling定律 收缩力
1.7
2.1 2.2
2.7 µm
肌节初长
正常状态下
（二） 结构代偿 向心性肥大（ hypertrophy） 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。 并联性增生 在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生。 离心性肥大（ hypertrophy） 离心性肥大（eccentric hypertrophy） 串联性增生 在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。 在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。
过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降， 过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降， ATP酶活性下降 原因是 V1 型转变为 V3 型。
（三）心肌兴奋-收缩耦联障碍 心肌兴奋心肌兴奋、收缩耦联的过程即是心肌细胞的电活 心肌兴奋、 动转变为机械活动的过程， 动转变为机械活动的过程，Ca2+起着至关重要的中介 作用。 作用。 2
第一节 心力衰竭的病因与诱因
一、病因
（一）原发性心肌舒缩功能障碍 原发性弥漫性心肌病变 能量代谢障碍
（二）心脏负荷过度 压力负荷过度 左：高血压，主动脉病变 高血压， 右：肺动脉高压 容量负荷过度 左：主动脉瓣和二尖瓣关闭不全 右：肺动脉瓣和三间瓣关闭不全
二、诱因
（一）感染 发热时，代谢增加，加重心脏负荷； 发热时，代谢增加，加重心脏负荷； 心率加快，既加剧心肌耗氧， 心率加快，既加剧心肌耗氧，又通过缩短舒张期降低冠脉 血液灌流量而减少心肌供血供氧； 血液灌流量而减少心肌供血供氧； 内毒素直接损伤心肌细胞； 内毒素直接损伤心肌细胞； 若发生肺部感染，则进一步减少心肌供氧。 若发生肺部感染，则进一步减少心肌供氧。
三、神经-体液的代偿 神经交感－ 交感－肾上腺髓质系统激活 心率增快、心肌收缩力增强、 心率增快、心肌收缩力增强、心输出量增加 肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活 肾素-血管紧张素钠水潴留、 钠水潴留、回心血量增加
心肌重构（myocardial remodeling） 心肌重构（ remodeling） 由于心肌细胞、 由于心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质在基 因表达改变的基础上所发生的变化，使心脏的结构、 因表达改变的基础上所发生的变化，使心脏的结构、 代谢和功能经历的模式重塑过程。 代谢和功能经历的模式重塑过程。 心肌组织中的胶原： 心肌组织中的胶原： Ⅰ型胶原：80% 型胶原： Ⅲ型胶原：20% 型胶原： 胶原增加使心肌顺应性降低
肿瘤坏死因子（ 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF） ， ） 正常心肌细胞不能产生TNF-α, 严重心力衰竭患者血浆中 正常心肌细胞不能产生 TNF-α升高。 升高。 升高 内皮素(endothelin，ET) ， 内皮素 在慢性心力衰竭的动物模型或病人血液中ET-1水平会显 在慢性心力衰竭的动物模型或病人血液中ETET 著升高，ET- 水平与血液动力学损伤程度具有相关性。 著升高，ET-1水平与血液动力学损伤程度具有相关性。 加重心肌缺血和心脏负荷； 加重心肌缺血和心脏负荷； 促使心肌肥厚。 促使心肌肥厚。
质网
1 3
1. 肌浆网处理 2+功能障碍 肌浆网处理Ca
肌浆网Ca 摄取能力↓ 肌浆网Ca2+摄取能力↓ 心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网 心肌缺血缺氧，ATP供应不足， 供应不足 泵活性减弱。 Ca2+泵活性减弱。 收缩后的心肌不能充分舒张， 收缩后的心肌不能充分舒张，影响心室充盈
肌浆网Ca 储存量↓ 肌浆网 2+储存量 心力衰竭时线粒体摄取Ca2+增多，不利于肌 心力衰竭时线粒体摄取 增多， 浆网的钙储存。 浆网的钙储存。 心肌收缩力减弱 肌浆网Ca 释放量↓ 肌浆网Ca2+释放量↓ 心衰时Ry－ 蛋白及其mRNA均减少 心衰时 － receptor蛋白及其 蛋白及其 均减少
◆心衰时Ca2+内流受阻原因 心衰时Ca 心衰时
◆内源性儿茶酚氨减少，肥大的心肌细胞膜β-受
体密度相对减少， Ca2+通道受阻 酸中毒： ◆酸中毒： 降低跨膜电位 降低受体对儿茶酚氨敏感性 胞外K+竞争性抑制Ca2+内流
3.肌钙蛋白结合 3.肌钙蛋白结合Ca2+ 障碍 肌钙蛋白结合Ca 心肌缺血时， 心肌缺血时， H+增多 H+与肌钙蛋白亲和力较 2+大 与肌钙蛋白亲和力较Ca 肌浆网对Ca2+亲和力增大 肌浆网对
代偿作用局限：肥大心肌的生长具有不平衡性，因此 代偿作用局限：肥大心肌的生长具有不平衡性， 当心肌过度肥大超过某种限度时， 当心肌过度肥大超过某种限度时，则发生由代偿向衰 竭的转化。 竭的转化。
二、心外代偿
（一）血容量增加（Blood volume increase） 血容量增加（ ） 肾小球滤过率降低
（四）妊娠与分娩 血容量增加
(五) 其他 过度劳累、情绪激动、输液输血过多过快、贫血、 过度劳累、情绪激动、输液输血过多过快、贫血、 洋地黄中毒等均可诱发心力衰竭
第二节 心力衰竭分类
一、 根据心力衰竭的发病部位
心梗，高血压， 心梗，高血压，瓣膜病 肺循环淤血， 肺循环淤血，心排量降低
左心衰竭 右心衰竭
2. 胞外 2+内流障碍 胞外Ca 钙离子内流的两条途径： 钙离子内流的两条途径： 1 2
两种钙通道：
电压依赖性
受体操纵性
交感神经兴奋 腺苷酸环化酶
ATP cAMP
去甲肾上腺素
β-受体 Ca2+通道开放
心肌收缩力↑ 心肌收缩力↑
浓度瞬间↑ 胞浆Ca2+浓度瞬间↑
Na+ -Ca2+交换体
在膜内电位为正时打开 作用方向： 作用方向： 3个Na+向外 1个Ca2+向内
缺血、缺氧 缺血、 感染、中毒 感染、 心肌细胞坏死
收缩蛋白分解破坏
（二）心肌能量代谢紊乱 能量生成障碍 最常见的原因: 心肌缺血缺氧 最常见的原因: 1）ATP水解供能减少； 2）Ca2+转运异常 3）细胞内Na+堆积； 能量利用障碍 4）收缩蛋白合成障碍
肌球蛋白ATP酶同工酶有三种: 肌球蛋白ATP酶同工酶有三种: ATP酶同工酶有三种 V1 (αα): 活性最高 V2 (αβ): 活性次之 V3 (ββ): 活性最低
第三节 心功能不全时机体的代偿
一、心脏的代偿方式
（一）功能代偿 心率加快： 心率加快：交感神经兴奋 紧张源性扩张： 紧张源性扩张：心室容量加大并伴有收缩力增强 肌源性扩张： 肌源性扩张：心肌拉长不伴有收缩力增强
心率加快的机制： 心率加快的机制：
压力感受器效应： 压力感受器效应： 心输出量↓→动脉血压↓→主动脉弓和颈动脉窦→心迷走↓ 心输出量↓→动脉血压↓→主动脉弓和颈动脉窦→心迷走↓， ↓→动脉血压↓→主动脉弓和颈动脉窦 交感↑ 交感↑ 容量感受器效应： 容量感受器效应： 心力衰竭→心房淤血→容量感受器↑→交感神经↑ 心力衰竭→心房淤血→容量感受器↑→交感神经↑ ↑→交感神经
化学感受器效应：缺氧→心率↑ 化学感受器效应：缺氧→心率↑
心率加快的意义： 心率加快的意义：
动员迅速，见效快迅速，贯穿始终； 动员迅速，见效快迅速，贯穿始终； 一定程度的心率加快可以增加心输出量； 一定程度的心率加快可以增加心输出量；
代偿作用局限。 代偿作用局限。 当心率过快时（＞180 当心率过快时（＞180次/分）增加心肌耗氧 （＞180次 缩短心脏舒张期，心脏充盈不足、冠脉血流量减少。 缩短心脏舒张期，心脏充盈不足、冠脉血流量减少。
第十三章 心功能不全
目
1 2 3 4 5 6
录
心力衰竭的病因与诱因 心力衰竭的分类
心功能不全时机体的代偿
心力衰竭的发生机制
心功能不全时临床表现的病理生理基础
心力衰竭防治的病理生理基础
心血管Байду номын сангаас病
50万 50万/年
美国, 美国, 冠心病死亡人数
中国, 中国, 高血压患病人数
>1亿人 >1亿人
心血管疾病
（二）酸碱平衡及电解质代谢紊乱
酸中毒 ①H+与肌钙蛋白结合 ②抑制肌浆网释放Ca2+ 抑制肌浆网释放Ca 高钾血症
（三）心律失常 房室协调性紊乱，导致心室充盈不足，射血功能障碍； 房室协调性紊乱，导致心室充盈不足，射血功能障碍； 舒张期缩短，冠脉血流不足，心肌缺血缺氧； 舒张期缩短，冠脉血流不足，心肌缺血缺氧； 心率加快，耗氧量增加，加剧缺氧。 心率加快，耗氧量增加，加剧缺氧。
30%
38%
32%
心血管病 恶性肿瘤 其他
心血管疾病
人类“第一杀手”
心力衰竭的概念
（Concept of heart failure） ）
心脏的收缩和 (或)舒张功能发生障碍 或 舒张功能发生障碍 心输出量 绝对或相对下降 不能满足 机体代谢需要
心功能不全:各种原因导致心脏泵血功能降低。 心功能不全 各种原因导致心脏泵血功能降低。 各种原因导致心脏泵血功能降低 包括心脏泵血功能下降但处于完全代偿直 至失代偿的整个过程。 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， 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。 不全的失代偿阶段。
（三）红细胞增多（Increase of red blood cells） 红细胞增多（ ）
（四）组织细胞用氧能力增强（Increased use of oxygen） 组织细胞用氧能力增强（ ） 细胞线粒体中呼吸链酶的活性增强，线粒体的数量增多， 细胞线粒体中呼吸链酶的活性增强，线粒体的数量增多，
低输出量性心力衰竭 (low(low-output heart 高输出量性心力衰竭 (high(high-output heart failure)
failure)
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、 根据心力衰竭的严重程度分
轻度心力衰竭： 轻度心力衰竭：安静或轻体力活动时可不出现心力衰竭 的症状和体征。 的症状和体征。 中度心力衰竭：轻体力活动时出现心力衰竭的症状和 中度心力衰竭： 体征。 体征。 重度心力衰竭： 重度心力衰竭：安静情况下即可出现心力衰竭的症状 和体征。 和体征。
肾小管重吸收钠水增加 肾血流重新分布： 肾血流重新分布： 肾小球滤过分数增加： 肾小球滤过分数增加： 促进钠水重吸收的激素增多， 促进钠水重吸收的激素增多， 抑制钠水重吸收的物质减少
（二）血流重分布（Redistribution of blood） 血流重分布（ ） 肾血管收缩明显，血流量显著减少， 肾血管收缩明显，血流量显著减少，其次是皮肤和肝
向心性肥大
离心性肥大
压力负荷 过重
正常
容量负荷 过重
心肌肥大的意义： 心肌肥大的意义：
作用缓慢、 作用缓慢、持久 心肌总收缩力增强，有利于维持心输出量。 心肌总收缩力增强，有利于维持心输出量。 向心性肥大的代偿能力强于离心性肥大， 向心性肥大的代偿能力强于离心性肥大，但二者均可增 加心脏作功和心输出量， 加心脏作功和心输出量，使心功能在相当长的时间内处 于稳定状态，不发生心力衰竭。 于稳定状态，不发生心力衰竭。
呼吸困难，肺水肿 呼吸困难， 组织灌流不足
PAH，COPD， PAH，COPD，肺栓塞
全心衰竭
体循环淤血 脏器功能障碍 颈静脉怒张 胸腹水
二、 根据心力衰竭的发生速度
急性心力衰竭 (acute heart failure) 慢性心力衰竭 (chronic heart failure)
三、 根据心输出量的高低分
第四节 心力衰竭的发病机制
一、正常心肌舒缩的分子基础
收缩蛋白 肌球蛋白
肌动蛋白
收缩蛋白的病理损害： 缺血、缺氧、毒物使其变性， 缺血、缺氧、毒物使其变性，功能丧失 过度肥大心肌肌球蛋白头部的ATP酶活性降低 过度肥大心肌肌球蛋白头部的ATP酶活性降低
调节蛋白 原肌球蛋白， 原肌球蛋白，肌钙蛋白 缺血、缺氧、 缺血、缺氧、毒物使其变性坏死 H+与Ca2+竞争与肌钙蛋白结合，阻断兴奋收缩耦联 竞争与肌钙蛋白结合，
Ca2+ 酸中毒、能量缺乏、膜和通道的破坏影响Ca 酸中毒、能量缺乏、膜和通道的破坏影响Ca2+转运 ATP 生成减少或利用障碍
心肌兴奋收缩耦联
心肌收缩性减弱★ 心肌舒张功能障碍 心脏各部舒缩活动的不协调性
一、心肌收缩性减弱
（一）收缩相关蛋白质的破坏 氧化应激 细胞因子 钙超载 线粒体功能异常 心肌细胞凋亡