病理生理学心衰
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一 概念:
心力衰竭
心力衰竭(heart failure):指在各种致病因子作用下心脏 的收缩和(或)舒张功能发生障碍,使心输出量绝对或 相对下降,以致不能满足机体代谢需要的病理过程。
二 心力衰竭的病因、诱因与分类 (一)病因
基本病因:
1、原发性心肌舒缩功能障碍:如缺氧、酸中毒、病 毒、微量元素缺乏、心肌炎、心肌病、心肌梗塞等。
2、心肌细胞能量代谢障碍 (1) 心肌能量生成障碍 原因是心肌缺血、缺氧,VitB1的缺乏等。 CH3COCOOH+HSCoA 丙酮酸脱氢酶 CH3CO-SCoA+CO2
(2) 心肌能量利用障碍 其原因是长期心脏负荷过度引起心肌肥大时,肌球 蛋白头部ATP酶的活性降低,即V1减少,V3增多。
ATP不足引起心肌舒缩功能障碍主要表现在以下几方面
心肌舒缩的分子基础:收缩蛋白质、调节蛋白质、 钙离子、ATP 兴奋收缩偶联和心肌舒缩的基本原理。
来自窦房结的兴奋由心脏传导系统到达心肌细胞 兴奋由横管系统传向深部,到达三联管结构
通过某种迄今尚不清楚的机制触发肌浆网(纵管系 统)Ca2+释放。同时细胞外Ca2+大量进入细胞内
胞浆中的Ca2+浓度由10-7mol/L迅速上升到10-5mol/L Ca2+与肌钙蛋白结合,分子构型改变,原肌凝蛋白移位
②肌浆网Ca2+储存量减少:虽然心衰发生时肌浆网钙 结合蛋白(即集钙蛋白和钙网蛋白)含量无明显变化, 但由于钙离子摄取减少导致肌浆网Ca2+储存量减少。
③肌浆网钙离子释放量下降:原因有两个方面,一 方面因为钙离子释放通道蛋白RyR的表达减少,另一 方面因为酸中毒使钙离子与钙储存蛋白亲和力增高。
(2) 胞外Ca2+内流障碍
凋亡与坏死有着本质的区别
心肌细胞凋亡的机制:
①氧化应激:所谓氧化应激是指氧自由基生成过多或机 体抗氧化功能减弱。 ②细胞因子:
③钙稳态失衡:ATP缺乏、自由基过多、酸中毒等 因素均可损伤生物膜,造成钙稳态失衡。
④线粒体功能异常:心肌缺氧、能量代谢障碍等因素, 使线粒体受损,线粒体内的凋亡启动因子大量释放, 如细胞色素C、凋亡蛋白酶激活因子(Apaf)和凋亡诱 导因子(AIF)等从线粒体内释放出来。
钙离子内流障碍的原因: ①ATP不足使钙通道蛋白和钠钙交换体的合成减少,含 量降低。
②心肌肥大时内源性去甲肾上腺素含量减少,受体依赖 性钙通道的开放数目减少。
③酸中毒与高钾血症,阻止钙离子内流。 (3)肌钙蛋白与钙离子结合障碍
酸中毒时,H+与Ca2+竞争肌钙蛋白结合位点。
(二)心肌舒张功能异常
1、钙离子复位延缓
四 心力衰竭发生发展过程中机体的代偿反应 complete compensation
胞外Ca2+内流有两条途径:一是通过Ca2+通道内流,另 一是通过钠钙交换体内流。
Ca2+通道有两种:①电压依赖性Ca2+通道,当膜电位内 正外负时开放。②受体依赖性Ca2+通道,受β-肾上腺素 能受体调控。
钠钙交换体:是一种酶蛋白,其活性是钙泵的数十 倍,膜电位内正外负时,钠离子外流,钙离子内流。
2、心脏负荷过度 (1)压力负荷过渡
(2)容量负荷过度
百度文库 (二)诱因 1、全身感染 2、酸碱平衡及电解质代谢紊乱 3、心律失常 4、妊娠与分娩 5、过度劳累 6、情绪激动
7、洋地黄中毒
8、输血输液过多过快
9、甲亢和贫血等
(三)分类 1、根据心力衰竭的病情严重程度分类 轻度心力衰竭:心功能一级或心功能二级 中度心力衰竭:心功能三级 重度心力衰竭:心功能四级
①ATP不足影响横桥形成后肌球蛋白头部的定向偏转。
② ATP不足导致肌浆网和胞膜对Ca2+的运转失常,造 成细胞内“钙超载”(P154),使心肌挛缩、断裂。
③ “钠泵”功能障碍,Na+大量进入细胞内导致心肌细 胞肿胀,波及线粒体,加之Ca2+大量进入线粒体,使线 粒体氧化磷酸化功能受损。
④ ATP减少使收缩蛋白、调节蛋白的合成和更新发 生障碍。
横桥形成 牵引细肌丝向粗肌丝的中央滑动
心力衰竭的发生机制: (一)心肌收缩性减弱 1、收缩相关蛋白质的破坏-心肌细胞死亡 (1)心肌细胞坏死: 主要见于严重的缺血、缺氧,细菌和病毒感染,心 肌炎、心肌病、中毒等。 (2) 心肌细胞凋亡(apoptosis) 凋亡:是由体内外各种因素所诱导的程序性细胞死 亡(programmed cell death)。
2、按心力衰竭起病及病程发展速度分类 急性心力衰竭:失代偿 慢性心力衰竭:有较长的代偿期。 3、根据心输出量的高低分类 低输出量性心力衰竭 高输出量性心力衰竭:重要名词
4、根据心力衰竭的发病部位分类 左心衰竭: 右心衰竭: 全心衰竭
5、根据心肌收缩与舒张功能障碍分类 收缩功能不全性心力衰竭
舒张功能不全性心力衰竭 三 心力衰竭的发生机制
4、心室顺应性降低
心室顺应性:指心室在单位压力变化下所引起的容积改 变。
(三)心脏各部分舒缩活动的不协调性 心脏各部分舒缩活动保持高度协调性是心泵功能的 重要特征。
协调性障碍主要见于:
1、各种原因引起的心律失常。 先心房收缩,后心室收缩,若房适活动不协调,心 输出量可将低40%左右。
2、心室各部分病变程度不同,病变重的部位丧失舒 缩功能,必然 引起各部位舒缩活动不协调。 这种情况最常见于心肌梗塞。
心肌细胞胞浆钙离子浓度由10-5mol/L下降到10-7mol/L 是心肌舒张的前提条件。ATP减少使钙泵和钠钙交换 体功能障碍,钙离子复位延缓。
2、肌球蛋白-肌动蛋白复合体解离障碍
肌球蛋白-肌动蛋白复合体解离不仅需要钙离子的迅 速复位,还是一个消耗ATP的主动过程。
3、心室舒张势能减少
心室舒张势能取决于心室收缩性的强弱,心肌收缩离 降低使舒张势能↓,影响心室的舒张期充盈。
3、心肌兴奋-收缩偶联障碍 (1) 肌浆网Ca2+处理功能障碍
①肌浆网对Ca2+摄取能力减弱:原因是ATP不足,钙 泵功能障碍,心肌内去甲肾上腺素减少及β-肾上腺素 能受体下调,使胞膜受磷蛋白磷酸化减弱,对钙泵的 抑制作用增强。(钙离子浓度不能由10-5mol/L下降到 10-7mol/L,心肌舒张功能障碍)。
心力衰竭
心力衰竭(heart failure):指在各种致病因子作用下心脏 的收缩和(或)舒张功能发生障碍,使心输出量绝对或 相对下降,以致不能满足机体代谢需要的病理过程。
二 心力衰竭的病因、诱因与分类 (一)病因
基本病因:
1、原发性心肌舒缩功能障碍:如缺氧、酸中毒、病 毒、微量元素缺乏、心肌炎、心肌病、心肌梗塞等。
2、心肌细胞能量代谢障碍 (1) 心肌能量生成障碍 原因是心肌缺血、缺氧,VitB1的缺乏等。 CH3COCOOH+HSCoA 丙酮酸脱氢酶 CH3CO-SCoA+CO2
(2) 心肌能量利用障碍 其原因是长期心脏负荷过度引起心肌肥大时,肌球 蛋白头部ATP酶的活性降低,即V1减少,V3增多。
ATP不足引起心肌舒缩功能障碍主要表现在以下几方面
心肌舒缩的分子基础:收缩蛋白质、调节蛋白质、 钙离子、ATP 兴奋收缩偶联和心肌舒缩的基本原理。
来自窦房结的兴奋由心脏传导系统到达心肌细胞 兴奋由横管系统传向深部,到达三联管结构
通过某种迄今尚不清楚的机制触发肌浆网(纵管系 统)Ca2+释放。同时细胞外Ca2+大量进入细胞内
胞浆中的Ca2+浓度由10-7mol/L迅速上升到10-5mol/L Ca2+与肌钙蛋白结合,分子构型改变,原肌凝蛋白移位
②肌浆网Ca2+储存量减少:虽然心衰发生时肌浆网钙 结合蛋白(即集钙蛋白和钙网蛋白)含量无明显变化, 但由于钙离子摄取减少导致肌浆网Ca2+储存量减少。
③肌浆网钙离子释放量下降:原因有两个方面,一 方面因为钙离子释放通道蛋白RyR的表达减少,另一 方面因为酸中毒使钙离子与钙储存蛋白亲和力增高。
(2) 胞外Ca2+内流障碍
凋亡与坏死有着本质的区别
心肌细胞凋亡的机制:
①氧化应激:所谓氧化应激是指氧自由基生成过多或机 体抗氧化功能减弱。 ②细胞因子:
③钙稳态失衡:ATP缺乏、自由基过多、酸中毒等 因素均可损伤生物膜,造成钙稳态失衡。
④线粒体功能异常:心肌缺氧、能量代谢障碍等因素, 使线粒体受损,线粒体内的凋亡启动因子大量释放, 如细胞色素C、凋亡蛋白酶激活因子(Apaf)和凋亡诱 导因子(AIF)等从线粒体内释放出来。
钙离子内流障碍的原因: ①ATP不足使钙通道蛋白和钠钙交换体的合成减少,含 量降低。
②心肌肥大时内源性去甲肾上腺素含量减少,受体依赖 性钙通道的开放数目减少。
③酸中毒与高钾血症,阻止钙离子内流。 (3)肌钙蛋白与钙离子结合障碍
酸中毒时,H+与Ca2+竞争肌钙蛋白结合位点。
(二)心肌舒张功能异常
1、钙离子复位延缓
四 心力衰竭发生发展过程中机体的代偿反应 complete compensation
胞外Ca2+内流有两条途径:一是通过Ca2+通道内流,另 一是通过钠钙交换体内流。
Ca2+通道有两种:①电压依赖性Ca2+通道,当膜电位内 正外负时开放。②受体依赖性Ca2+通道,受β-肾上腺素 能受体调控。
钠钙交换体:是一种酶蛋白,其活性是钙泵的数十 倍,膜电位内正外负时,钠离子外流,钙离子内流。
2、心脏负荷过度 (1)压力负荷过渡
(2)容量负荷过度
百度文库 (二)诱因 1、全身感染 2、酸碱平衡及电解质代谢紊乱 3、心律失常 4、妊娠与分娩 5、过度劳累 6、情绪激动
7、洋地黄中毒
8、输血输液过多过快
9、甲亢和贫血等
(三)分类 1、根据心力衰竭的病情严重程度分类 轻度心力衰竭:心功能一级或心功能二级 中度心力衰竭:心功能三级 重度心力衰竭:心功能四级
①ATP不足影响横桥形成后肌球蛋白头部的定向偏转。
② ATP不足导致肌浆网和胞膜对Ca2+的运转失常,造 成细胞内“钙超载”(P154),使心肌挛缩、断裂。
③ “钠泵”功能障碍,Na+大量进入细胞内导致心肌细 胞肿胀,波及线粒体,加之Ca2+大量进入线粒体,使线 粒体氧化磷酸化功能受损。
④ ATP减少使收缩蛋白、调节蛋白的合成和更新发 生障碍。
横桥形成 牵引细肌丝向粗肌丝的中央滑动
心力衰竭的发生机制: (一)心肌收缩性减弱 1、收缩相关蛋白质的破坏-心肌细胞死亡 (1)心肌细胞坏死: 主要见于严重的缺血、缺氧,细菌和病毒感染,心 肌炎、心肌病、中毒等。 (2) 心肌细胞凋亡(apoptosis) 凋亡:是由体内外各种因素所诱导的程序性细胞死 亡(programmed cell death)。
2、按心力衰竭起病及病程发展速度分类 急性心力衰竭:失代偿 慢性心力衰竭:有较长的代偿期。 3、根据心输出量的高低分类 低输出量性心力衰竭 高输出量性心力衰竭:重要名词
4、根据心力衰竭的发病部位分类 左心衰竭: 右心衰竭: 全心衰竭
5、根据心肌收缩与舒张功能障碍分类 收缩功能不全性心力衰竭
舒张功能不全性心力衰竭 三 心力衰竭的发生机制
4、心室顺应性降低
心室顺应性:指心室在单位压力变化下所引起的容积改 变。
(三)心脏各部分舒缩活动的不协调性 心脏各部分舒缩活动保持高度协调性是心泵功能的 重要特征。
协调性障碍主要见于:
1、各种原因引起的心律失常。 先心房收缩,后心室收缩,若房适活动不协调,心 输出量可将低40%左右。
2、心室各部分病变程度不同,病变重的部位丧失舒 缩功能,必然 引起各部位舒缩活动不协调。 这种情况最常见于心肌梗塞。
心肌细胞胞浆钙离子浓度由10-5mol/L下降到10-7mol/L 是心肌舒张的前提条件。ATP减少使钙泵和钠钙交换 体功能障碍,钙离子复位延缓。
2、肌球蛋白-肌动蛋白复合体解离障碍
肌球蛋白-肌动蛋白复合体解离不仅需要钙离子的迅 速复位,还是一个消耗ATP的主动过程。
3、心室舒张势能减少
心室舒张势能取决于心室收缩性的强弱,心肌收缩离 降低使舒张势能↓,影响心室的舒张期充盈。
3、心肌兴奋-收缩偶联障碍 (1) 肌浆网Ca2+处理功能障碍
①肌浆网对Ca2+摄取能力减弱:原因是ATP不足,钙 泵功能障碍,心肌内去甲肾上腺素减少及β-肾上腺素 能受体下调,使胞膜受磷蛋白磷酸化减弱,对钙泵的 抑制作用增强。(钙离子浓度不能由10-5mol/L下降到 10-7mol/L,心肌舒张功能障碍)。