心力衰竭发生机制
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心力衰竭发生机制
成分
变化 mRNA水平 蛋白质水平
α心肌肌球蛋白重链
↓
＋
＋
No β心肌肌球蛋白重链
↑
＋
肌球蛋白轻链－1
胚胎/心房型
↑
＋
＋ ＋
心室型
↓
＋
＋
Image 利钠多肽
↑
＋
＋
β肾上腺素受体
↓
＋
＋
Ⅰ型胶原前胶原蛋白
↑
＋
＋
Ⅲ型胶原前胶原蛋白
↑
＋
＋
…………….
心力衰竭发生机制
意义：
❖ 正常功能改变
❖预后差：5年生存率仅50%，其恶性程度不低于癌 症及艾滋病
心力衰竭发生机制
调控心排出量的三个变量：
心室充盈量
N竭的概念
Image 心力衰竭的概念 由于心脏自身的泵血功能严重受损，表现为心 排出量减少，不能满足组织的代谢需求，以及神经 －体液调节活动异常的病理过程，称为心力衰竭。
心力衰竭发生机制
（2） 心肌细胞表型（phenotype）改变
No 由于所合成的蛋白质的种类变化所致的心肌
细胞“质”的改变
主要机制：同工型转换(isoform switches)
正常基因的表达改变（失活或活化）
Image 胎儿期基因被激活
某些基因表达受到压制 某些基因表达过度、缺失或突变
如：线粒体基因（mtDNA）与核基因（nDNA）
No ❖ 通过分泌的细胞因子和局部激素而相互作用，
进一步促进细胞生长、增殖及表型改变，从而使 细胞器发生了在蛋白质水平的变化。
Image ❖ 新近(1999)发现有些基因突变对机体是有利
的，如：一磷酸腺苷脱氨酶-I(AMPD-I)基因突变
心力衰竭发生机制
（3）非心肌细胞增生及细胞外基质改建
No 非心肌细胞（占细胞总数的2/3 ）： 成纤维细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞 细胞外基质（ECM）：
Image LV充盈压：5～6
12～15mmHg
肌小节：1.7～1.9
2.0～2.2um
心肌细胞收缩强度 ，搏出量
心力衰竭发生机制
利：
心肌固有的自身调节机制，快速、应急性调节
No 弊： 左室舒张末容量只能增加10%，代偿有限
①充盈压的过度增加使静脉淤血加重；
Image ②心腔半径增大使收缩期室壁应力增加，导致心
心力衰竭发生机制
心室负荷过 重
心肌肥大
神经－体液调节
机制激活
No 静脉回心血
量↑
心肌收缩能 力↑
Image 心输出量↑
搏出量↑
心率↑
心力衰竭发生机制
1、动用心功能贮备
（1） 增加前负荷，通过异长调节(Starling
No 机制)使搏出量增加。
神经－体液调节机制
钠水潴留
容量血管收缩
静脉回心血量
心室舒张末容量(充盈压)
结构糖蛋白、蛋白多糖和糖胺聚糖
Image 最主要的是纤维状的I型和Ⅲ型胶原
心力衰竭发生机制
机械负荷
多潜能间质成纤维细胞
心脏成纤维细胞
No化学信号
表达生长因子及其受体，促增殖
表达α-SMA和粘附分子使其能迁移、收缩；
Image 表达组织蛋白酶D参与局部RAS激活
分泌大量胶原及ECM其它成分，调控胶原酶 的活性，促使胶原网络的生化改建及结构改建
心力衰竭发生机制
心力衰竭发生机制
（1） 心肌肥大
No 肥大：功能负荷增加导致器官大小的比值增大 心肌细胞体积增大伴非心肌细胞及细胞外基质相 应增多所致的心室重量或（和）室壁厚度增加。 在细胞水平 心肌细胞体积增大（myocyte hypertrophy）
Image 在组织水平 心肌质量增加（myocardial hypertrophy） 压力超负荷性心肌肥大（向心性） 容量超负荷性心肌肥大（离心性）
慢性期，心肌收缩力降低及心肌对儿茶酚胺的反
应性降低，意义不大
心力衰竭发生机制
（3） 心率加快
No SNS
正性变时，正性变传导
利：维持心输出量
HR
弊： HR 150 bpm
Image HR 170～180 bpm
心肌耗氧量 ；
冠脉血流
临床应用： －阻滞剂，洋地黄
心力衰竭发生机制
2、心肌肥大与心室重构
No 心力衰竭的发生机制 Image
心力衰竭发生机制
❖一种病理生理过程而不是一种疾病 ❖心血管疾病最常见的死亡原因
No 英国：45～65岁 近20年增加了1.5倍 65岁以上 近20年增加了4倍 美国：每年心衰住院病人100万 我国：脑血管病、恶性肿瘤及心脏病为城
Image 镇居民的前三位死因，占总死亡数的60.3%
心力衰竭发生机制
利：
适应室壁应力的变化并最终使室壁应力“正常
No 化”。 Laplace定律，S = pr/2h
弊：
向心性肥大可致心肌缺血及舒张功能异常，而离
Image 心性肥大可致功能性二（三）尖瓣返流及收缩功能异
常； 由于心肌细胞表型改变及间质胶原增生，肥大心
肌最终会由于继发的舒缩功能降低而走向衰竭，两类 心肌肥大都会转向进行性心腔扩大。
由于心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质在
No 基因表达改变的基础上所发生的变化，使心脏的结
构、代谢和功能都经历了一个模式改建的过程，称 为心室重构（ventricular remodeling）,或心肌改建 （myocardial remodeling）。
Image 心肌肥大
心肌细胞表型改变 非心肌细胞及细胞外基质改建
心力衰竭发生机制
第一节
心脏泵血功能损害的适应和代偿机制
No 心脏对工作负荷增加及神经－体液调节改变的适应
神经－体液调节机制对心泵功能损害所引发的血流
Image 动力学稳态破坏趋势的适应
组织(肾、骨骼肌等)对低灌流状态的适应
代偿
失代偿
心力衰竭发生机制
No 一、心脏的代偿和适应 迅速启动的代偿机制(功能性调整) Image 缓慢持久的适应机制(结构性改建)
心力衰竭发生机制
原观点：
No 心力衰竭是单纯的心脏工作性能低下引起的
血流动力学紊乱 90年代初(1992)
Packer MP提出解释心力衰竭进展的神经－内
Image 分泌假说，认为心衰是神经－内分泌系统介导的，
涉及心、血管、肾、骨骼肌等许多器官、组织的 慢性全身性适应反应，其代价是心脏重塑和心功 能进行性降低。
肌耗氧量增大； ③舒张末压升高和心肌静息张力增大，增加了心
脏舒张期血液灌注阻力，可致心内膜下心肌缺血。
心力衰竭发生机制
（2） 心肌收缩能力增强，通过等长调节使
搏出量增加
No SNS
EP、NE
－R
胞浆cAMP
PKA
钙通道蛋白磷酸化
Image [Ca2＋]i 升高速率和幅度
急性期，可维持心输出量和血流动力学稳态
成分
变化 mRNA水平 蛋白质水平
α心肌肌球蛋白重链
↓
＋
＋
No β心肌肌球蛋白重链
↑
＋
肌球蛋白轻链－1
胚胎/心房型
↑
＋
＋ ＋
心室型
↓
＋
＋
Image 利钠多肽
↑
＋
＋
β肾上腺素受体
↓
＋
＋
Ⅰ型胶原前胶原蛋白
↑
＋
＋
Ⅲ型胶原前胶原蛋白
↑
＋
＋
…………….
心力衰竭发生机制
意义：
❖ 正常功能改变
❖预后差：5年生存率仅50%，其恶性程度不低于癌 症及艾滋病
心力衰竭发生机制
调控心排出量的三个变量：
心室充盈量
N竭的概念
Image 心力衰竭的概念 由于心脏自身的泵血功能严重受损，表现为心 排出量减少，不能满足组织的代谢需求，以及神经 －体液调节活动异常的病理过程，称为心力衰竭。
心力衰竭发生机制
（2） 心肌细胞表型（phenotype）改变
No 由于所合成的蛋白质的种类变化所致的心肌
细胞“质”的改变
主要机制：同工型转换(isoform switches)
正常基因的表达改变（失活或活化）
Image 胎儿期基因被激活
某些基因表达受到压制 某些基因表达过度、缺失或突变
如：线粒体基因（mtDNA）与核基因（nDNA）
No ❖ 通过分泌的细胞因子和局部激素而相互作用，
进一步促进细胞生长、增殖及表型改变，从而使 细胞器发生了在蛋白质水平的变化。
Image ❖ 新近(1999)发现有些基因突变对机体是有利
的，如：一磷酸腺苷脱氨酶-I(AMPD-I)基因突变
心力衰竭发生机制
（3）非心肌细胞增生及细胞外基质改建
No 非心肌细胞（占细胞总数的2/3 ）： 成纤维细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞 细胞外基质（ECM）：
Image LV充盈压：5～6
12～15mmHg
肌小节：1.7～1.9
2.0～2.2um
心肌细胞收缩强度 ，搏出量
心力衰竭发生机制
利：
心肌固有的自身调节机制，快速、应急性调节
No 弊： 左室舒张末容量只能增加10%，代偿有限
①充盈压的过度增加使静脉淤血加重；
Image ②心腔半径增大使收缩期室壁应力增加，导致心
心力衰竭发生机制
心室负荷过 重
心肌肥大
神经－体液调节
机制激活
No 静脉回心血
量↑
心肌收缩能 力↑
Image 心输出量↑
搏出量↑
心率↑
心力衰竭发生机制
1、动用心功能贮备
（1） 增加前负荷，通过异长调节(Starling
No 机制)使搏出量增加。
神经－体液调节机制
钠水潴留
容量血管收缩
静脉回心血量
心室舒张末容量(充盈压)
结构糖蛋白、蛋白多糖和糖胺聚糖
Image 最主要的是纤维状的I型和Ⅲ型胶原
心力衰竭发生机制
机械负荷
多潜能间质成纤维细胞
心脏成纤维细胞
No化学信号
表达生长因子及其受体，促增殖
表达α-SMA和粘附分子使其能迁移、收缩；
Image 表达组织蛋白酶D参与局部RAS激活
分泌大量胶原及ECM其它成分，调控胶原酶 的活性，促使胶原网络的生化改建及结构改建
心力衰竭发生机制
心力衰竭发生机制
（1） 心肌肥大
No 肥大：功能负荷增加导致器官大小的比值增大 心肌细胞体积增大伴非心肌细胞及细胞外基质相 应增多所致的心室重量或（和）室壁厚度增加。 在细胞水平 心肌细胞体积增大（myocyte hypertrophy）
Image 在组织水平 心肌质量增加（myocardial hypertrophy） 压力超负荷性心肌肥大（向心性） 容量超负荷性心肌肥大（离心性）
慢性期，心肌收缩力降低及心肌对儿茶酚胺的反
应性降低，意义不大
心力衰竭发生机制
（3） 心率加快
No SNS
正性变时，正性变传导
利：维持心输出量
HR
弊： HR 150 bpm
Image HR 170～180 bpm
心肌耗氧量 ；
冠脉血流
临床应用： －阻滞剂，洋地黄
心力衰竭发生机制
2、心肌肥大与心室重构
No 心力衰竭的发生机制 Image
心力衰竭发生机制
❖一种病理生理过程而不是一种疾病 ❖心血管疾病最常见的死亡原因
No 英国：45～65岁 近20年增加了1.5倍 65岁以上 近20年增加了4倍 美国：每年心衰住院病人100万 我国：脑血管病、恶性肿瘤及心脏病为城
Image 镇居民的前三位死因，占总死亡数的60.3%
心力衰竭发生机制
利：
适应室壁应力的变化并最终使室壁应力“正常
No 化”。 Laplace定律，S = pr/2h
弊：
向心性肥大可致心肌缺血及舒张功能异常，而离
Image 心性肥大可致功能性二（三）尖瓣返流及收缩功能异
常； 由于心肌细胞表型改变及间质胶原增生，肥大心
肌最终会由于继发的舒缩功能降低而走向衰竭，两类 心肌肥大都会转向进行性心腔扩大。
由于心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质在
No 基因表达改变的基础上所发生的变化，使心脏的结
构、代谢和功能都经历了一个模式改建的过程，称 为心室重构（ventricular remodeling）,或心肌改建 （myocardial remodeling）。
Image 心肌肥大
心肌细胞表型改变 非心肌细胞及细胞外基质改建
心力衰竭发生机制
第一节
心脏泵血功能损害的适应和代偿机制
No 心脏对工作负荷增加及神经－体液调节改变的适应
神经－体液调节机制对心泵功能损害所引发的血流
Image 动力学稳态破坏趋势的适应
组织(肾、骨骼肌等)对低灌流状态的适应
代偿
失代偿
心力衰竭发生机制
No 一、心脏的代偿和适应 迅速启动的代偿机制(功能性调整) Image 缓慢持久的适应机制(结构性改建)
心力衰竭发生机制
原观点：
No 心力衰竭是单纯的心脏工作性能低下引起的
血流动力学紊乱 90年代初(1992)
Packer MP提出解释心力衰竭进展的神经－内
Image 分泌假说，认为心衰是神经－内分泌系统介导的，
涉及心、血管、肾、骨骼肌等许多器官、组织的 慢性全身性适应反应，其代价是心脏重塑和心功 能进行性降低。
肌耗氧量增大； ③舒张末压升高和心肌静息张力增大，增加了心
脏舒张期血液灌注阻力，可致心内膜下心肌缺血。
心力衰竭发生机制
（2） 心肌收缩能力增强，通过等长调节使
搏出量增加
No SNS
EP、NE
－R
胞浆cAMP
PKA
钙通道蛋白磷酸化
Image [Ca2＋]i 升高速率和幅度
急性期，可维持心输出量和血流动力学稳态