心力衰竭的发生机制 ppt课件
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HR 170～180 bpm 心肌耗氧量 ； 冠脉血流 临床应用： －阻滞剂，洋地黄
12
2、心肌肥大与心室重构
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、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）。
机制)使搏出量增加。
神经－体液调节机制
钠水潴留
容量血ຫໍສະໝຸດ Baidu收缩
静脉回心血量
心室舒张末容量(充盈压)
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
9
利：
心肌固有的自身调节机制，快速、应急性调节
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； ②心腔半径增大使收缩期室壁应力增加，导致心 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。
15
（2） 心肌细胞表型（phenotype）改变
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） 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）
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）： 结构糖蛋白、蛋白多糖和糖胺聚糖 最主要的是纤维状的I型和Ⅲ型胶原
19
多潜能间质成纤维细胞
机械负荷
心脏成纤维细胞
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； 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
心肌肥大 心肌细胞表型改变 非心肌细胞及细胞外基质改建
13
（1） 心肌肥大
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） 在组织水平 心肌质量增加（myocardial hypertrophy）
fos,c-myc,c-jun,egr1及c-ras)激活； ❖ 6～12小时，胎儿期表达的基因重新激活(如β
20
利：
早期 Ⅲ型胶原 侧向连接 伸展性及回弹性较好，对于心肌细胞肥大及 肌束组合的重新排列十分有利 后期 I型胶原 与心肌束平行排列 可提高心肌的抗张强度，防止在室壁应力过 高的情况下，心肌细胞侧向滑动而造成的室壁变 薄和心腔扩大。
弊： 心肌的僵硬度增大，
心肌收缩的内阻力增大 妨碍血管扩张和血流量增加
心力衰竭的发生机制
心力衰竭的发生机制
2
❖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
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
镇居民的前三位死因，占总死亡数的60.3% ❖预后差：5年生存率仅50%，其恶性程度不低于癌
21
（4）心肌改建的细胞和分子机制
①刺激心肌肥大和改建的信号及其整合 机械信号
刺激信号 化学信号 代谢信号
②跨膜信号传递： 化学信号 受体 蛋白激酶（PKC）
机械信号
刺激生长因子释放
激活应力感受器
细胞骨架
22
③即刻早期反应基因(immediate early gene)激活： ❖ 30分钟内作为原癌基因的即刻早期基因(如c-
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）
14
利：
适应室壁应力的变化并最终使室壁应力“正常 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 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。
症及艾滋病
3
调控心排出量的三个变量：
心室充盈量 心肌舒缩活动的强度和速度 心率
循环衰竭的概念 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。
4
原观点： 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)
10
（2） 心肌收缩能力增强，通过等长调节使 搏出量增加
SNS
EP、NE
－R
胞浆cAMP
PKA
钙通道蛋白磷酸化
[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 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
11
（3） 心率加快
SNS
正性变时，正性变传导 HR
利：维持心输出量 弊： HR 150 bpm
Packer MP提出解释心力衰竭进展的神经－ 内分泌假说，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。
5
第一节 心脏泵血功能损害的适应和代偿机制
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
16
17
意义：
❖ 正常功能改变 ❖ 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。 ❖ 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
18
（3）非心肌细胞增生及细胞外基质改建
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
6
一、心脏的代偿和适应
迅速启动的代偿机制(功能性调整) 缓慢持久的适应机制(结构性改建)
7
心室负荷过 重
心肌肥大
心输出量↑
神经－体液调节 机制激活
静脉回心血 量↑
心肌收缩能 力↑
搏出量↑
心率↑
8
1、动用心功能贮备
（1） 增加前负荷，通过异长调节(Starling
12
2、心肌肥大与心室重构
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、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）。
机制)使搏出量增加。
神经－体液调节机制
钠水潴留
容量血ຫໍສະໝຸດ Baidu收缩
静脉回心血量
心室舒张末容量(充盈压)
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
9
利：
心肌固有的自身调节机制，快速、应急性调节
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； ②心腔半径增大使收缩期室壁应力增加，导致心 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。
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（2） 心肌细胞表型（phenotype）改变
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） 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）
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）： 结构糖蛋白、蛋白多糖和糖胺聚糖 最主要的是纤维状的I型和Ⅲ型胶原
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多潜能间质成纤维细胞
机械负荷
心脏成纤维细胞
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； 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
心肌肥大 心肌细胞表型改变 非心肌细胞及细胞外基质改建
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（1） 心肌肥大
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） 在组织水平 心肌质量增加（myocardial hypertrophy）
fos,c-myc,c-jun,egr1及c-ras)激活； ❖ 6～12小时，胎儿期表达的基因重新激活(如β
20
利：
早期 Ⅲ型胶原 侧向连接 伸展性及回弹性较好，对于心肌细胞肥大及 肌束组合的重新排列十分有利 后期 I型胶原 与心肌束平行排列 可提高心肌的抗张强度，防止在室壁应力过 高的情况下，心肌细胞侧向滑动而造成的室壁变 薄和心腔扩大。
弊： 心肌的僵硬度增大，
心肌收缩的内阻力增大 妨碍血管扩张和血流量增加
心力衰竭的发生机制
心力衰竭的发生机制
2
❖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
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
镇居民的前三位死因，占总死亡数的60.3% ❖预后差：5年生存率仅50%，其恶性程度不低于癌
21
（4）心肌改建的细胞和分子机制
①刺激心肌肥大和改建的信号及其整合 机械信号
刺激信号 化学信号 代谢信号
②跨膜信号传递： 化学信号 受体 蛋白激酶（PKC）
机械信号
刺激生长因子释放
激活应力感受器
细胞骨架
22
③即刻早期反应基因(immediate early gene)激活： ❖ 30分钟内作为原癌基因的即刻早期基因(如c-
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）
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利：
适应室壁应力的变化并最终使室壁应力“正常 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 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。
症及艾滋病
3
调控心排出量的三个变量：
心室充盈量 心肌舒缩活动的强度和速度 心率
循环衰竭的概念 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。
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原观点： 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)
10
（2） 心肌收缩能力增强，通过等长调节使 搏出量增加
SNS
EP、NE
－R
胞浆cAMP
PKA
钙通道蛋白磷酸化
[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 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
11
（3） 心率加快
SNS
正性变时，正性变传导 HR
利：维持心输出量 弊： HR 150 bpm
Packer MP提出解释心力衰竭进展的神经－ 内分泌假说，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。
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第一节 心脏泵血功能损害的适应和代偿机制
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
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17
意义：
❖ 正常功能改变 ❖ 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。 ❖ 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
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（3）非心肌细胞增生及细胞外基质改建
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
6
一、心脏的代偿和适应
迅速启动的代偿机制(功能性调整) 缓慢持久的适应机制(结构性改建)
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心室负荷过 重
心肌肥大
心输出量↑
神经－体液调节 机制激活
静脉回心血 量↑
心肌收缩能 力↑
搏出量↑
心率↑
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1、动用心功能贮备
（1） 增加前负荷，通过异长调节(Starling