1、心脏的收缩和(或)舒张功能发生障碍,第十 三章 心功能不全心力衰竭的概念,(Concept of heart failure),心力衰竭与心功能不全,心功能不全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。,心力衰竭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。,(Cardiac insufficiency & heart failure),一、病因(一) 心肌受损 (Impaired myocardium),(二) 心脏负荷过度 (Overload for myocardium),压力负荷 心室收缩时承受的负荷，又称为后负荷,容量负荷 心室舒张时承受的负荷，又称为前负荷,二
2、、诱因,(Predisposing factors),感染 心律失常 电解质及酸碱平衡紊乱 妊娠和分娩,按病变累及的部位,左心衰竭 (left-sided heart failure) 右心衰竭 (right-sided heart failure) 全心衰竭 (whole heart failure),心力衰竭分类,按心肌舒缩功能,收缩性衰竭 (systolic heart failure) 舒张性衰竭 (diastolic heart failure),按心输出量, 低输出量性心力衰竭 (low-output heart failure) 高输出量性心力衰竭 (high-output he
3、art failure),低输出量型心衰,高输出量型心衰前,高输出量型心衰,正常心输出量,正常人,按心力衰竭的发展速度, 分为:, 急性心力衰竭 (acute heart failure) 慢性心力衰竭 (chronic heart failure),心力衰竭呈慢性经过时，由于钠水潴留和血容量增加，发生静脉淤血、组织水肿及心腔扩大。,充血性心力衰竭的概念,(Concept of congestive heart failure),按病情的严重程度, 分为:, 轻度心力衰竭 (mild heart failure) 中度心力衰竭 (moderate heart failure) 重度心力衰竭 (
4、severe heart failure),心泵功能障碍,第三节心功能不全的代偿机制,一、神经-体液调节机制激活,(Neurohumoral activation),交感肾上腺髓质系统激活 (activation of sympathetic-adrenal medulla system),肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活 (activation of renin-angiotensin-aldosterone system),一、神经-体液调节机制激活,交感肾上腺髓质系统激活,肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活, 增强心肌收缩力 增加血容量 维持重要器官的血流灌注,快速作用,GPCR,第二信使
5、,胞膜,Ca2+,离子通道,Ca2+,IP3,DAG,Gq,PI,PLC,PKC,Biologic responses,CA, Ang等,G,R,R,肌钙蛋白结合,兴奋-收缩偶联,心肌收缩,基因表达增加，心肌和血管平滑肌增生,细胞内Ca2+库,二、功能性调整,(Functional adjustment),心率加快 (increased heart rate),增加前负荷 (increased preload),心肌收缩能力增强 (increased contractility),(一) 心率加快(Increased heart rate),机制,压力感受器容量感受器,利,在一定范围内，心输出
6、量,弊,心率过快(150次/分)对机体不利: 增加心肌耗氧量 心脏舒张期过短 冠脉血流过少；心室充盈不足,(二) 增加前负荷(Increased preload),Frank-Starling定律,紧张源性扩张 心室容量加大并伴有收缩力增强的心脏扩张,肌源性扩张 心肌拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张,（三）、心肌肥大(Myocardial hypertrophy),心肌肥大的种类,离心性肥大(eccentric hypertrophy) 在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。,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。,向心性肥
7、大,离心性肥大,心肌肥大的2种形式：,向心性肥大：由压力负荷增大引起，不伴心室半径增加；室腔直径/室壁厚度小于正常。离心性肥大：由容量负荷增大引起，伴有心室半径增加。室腔直径/室壁厚度等于或大于正常。,向心性肥大,离心性肥大,(一) 血容量增加(Increased blood volume),三、心外代偿,(二) 血流重分布(Redistribution of blood flow),(三) 红细胞增多(Increase in red cells),(四) 组织细胞利用氧的能力增强 (Increased ability of cells to use oxygen) 细胞线粒体数量增多 肌红蛋
8、白含量增多,第四节心力衰竭的发病机制心衰基本机制：心肌舒缩功能障碍一、正常心肌舒缩的分子基础二、心肌收缩性减弱三、心室舒张功能异常四、心脏各部舒缩活动的不协调,一、正常心肌舒缩的分子基础（一） 收缩蛋白 粗肌丝：肌球蛋白 细肌丝：肌动蛋白 （二）调节蛋白 向肌球蛋白 肌钙蛋白（TnT、TnI、TnC ）(三)钙离子(四)ATP心肌兴奋收缩耦联：心肌去极化，钙离子大量内流， 细胞浆中钙离子浓度升高100倍，钙离子与肌钙蛋白TnC结合 关键因素:钙离子的迅速升高心肌复极化舒张耦联关键因素:肌浆中的钙离子浓度迅速降低,粗肌丝,细肌丝,肌球蛋白,肌动蛋白,向肌球蛋白,肌钙蛋白（TnT、TnI、TnC
9、）,正常心肌舒缩的分子基础,心肌兴奋收缩耦联,心肌复极化舒张耦联,心肌去极化，钙离子大量内流， 细胞浆中钙离子浓度升高100倍，钙离子与肌钙蛋白TnC结合,关键因素:钙离子的迅速升高,关键因素:肌浆中的钙离子浓度迅速降低,Ca2+,Ca2+,二、心肌收缩力降低,心肌收缩性减弱使血液循环的原动力不足，心输出量下降。（一）收缩相关蛋白质的破坏（二）心肌能量代谢紊乱（三）心肌兴奋收缩耦联障碍（四）心肌肥大的不平衡生长,心肌细胞死亡导致收缩相关蛋白被分解破坏，心肌收缩力下降。,心肌细胞坏死心肌细胞凋亡,(一) 心肌收缩蛋白的破坏,死亡受体TNFR1,Fas 等,（一）收缩相关蛋白质的破坏 1心肌细胞坏
10、死（Necrosis）: 严重缺血、心肌炎、心肌病使 心肌发生坏死。 2心肌细胞凋亡（Apoptosis）:（1）氧化应激 （2）细胞因子（3）钙稳态失衡（4）线粒体功能异常,二、心肌收缩性减弱,（一）收缩相关蛋白质的破坏（二）心肌能量代谢紊乱（三）心肌兴奋收缩耦联障碍（四）心肌肥大的不平衡生长,(二)心肌能量代谢紊乱,心肌能量生成障碍 (impaired energy production) 心肌储能减少 (reduced energy reserve) 能量利用障碍 (impaired energy utilization),(Disorder of myocardial energy m
11、etabolism),1.心肌能量生成障碍(impaired energy production),最常见的原因: 心肌缺血缺氧,ATP缺乏引起的后果: 收缩性减弱 Ca2+转运和分布异常 线粒体功能异常,2.心肌储能减少 (reduced energy reserve),磷酸肌酸(CP),心肌肥大时，磷酸肌酸激酶活性，储能的CP ,3. 心肌能量利用障碍(impaired energy utilization),肌球蛋白ATP酶同工酶有三种: V1 (): 活性最高 V2 (): 活性次之 V3 (): 活性最低,过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降，原因是 V1 型转变为 V3 型
12、,(三)心肌兴奋收缩耦连障碍 (三)、心肌兴奋-收缩偶联障碍,心肌兴奋-收缩偶联过程,关键在于心肌兴奋时，胞浆Ca2+ 浓度迅速升高！,Ca2+ 从10-7升高到10-5。,心肌兴奋时，胞外 Ca2+内流和肌浆网释放Ca2+是胞浆Ca2+浓度迅速升高的原因。,正常,心衰,肌浆网Ca2+摄取能力 心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网 Ca2+泵活性减弱。,肌浆网Ca2+释放量 心衰时ryanodin receptor蛋白及其mRNA均 减少。,肌浆网Ca2+储存量 心力衰竭时线粒体摄取Ca2+增多，不利于肌浆网的钙储存。,1. 肌浆网处理Ca2+功能障碍,2. 胞外Ca2+内流障碍,交感神经兴奋
13、,高钾血症时K+可阻止Ca2+的内流,1-肾上腺受体下调,心肌内去甲肾上腺素减少,酸中毒降低受体对去甲肾上腺素 的敏感性,3. 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 酸中毒时，H+与肌钙蛋白的亲和力比Ca2+大,占据了troponin上的Ca2+结合部位。,兴奋-收缩偶联障碍,肥大心肌发生衰竭的基础是心肌的不平衡生长,心肌重量的增加超过心脏交感神经元轴突的增长,肥大心肌毛细血管数量增加不足,心肌线粒体数量不能随心肌肥大成比例地增加,肥大心肌的肌球蛋白ATP酶活性下降,(四) 心肌肥大的 不平衡生长,细胞内钙离子复位延缓,心室硬度、顺应性 原因: 心肌肥大, 炎细胞浸润, 纤维化,肌球-肌动蛋白复合体解离
14、障碍,心室舒张势能减少,三、心肌舒张性能异常,三、心室舒张功能异常,钙离子复位延缓 肌球动蛋白复合体解离障碍心室舒张势能降低心室顺应性降低,三、心室舒张功能异常,钙离子复位延缓ATP供应不足，肌浆网和细胞膜上Ca2+ATPase活性下降钠钙交换体与钙离子亲和力下降,SR,Ca2+,ATP,ADP,三、心室舒张功能异常,钙离子复位延缓 肌球动蛋白复合体解离障碍心室舒张势能降低心室顺应性降低,三、心室舒张功能异常,肌球动蛋白复合体解离障碍ATP不足： ATP不能替换肌球蛋白头部的 ADP（形成石头样心）,肌球-肌动蛋白复合体解离障碍,三、心室舒张功能异常,钙离子复位延缓 肌球动蛋白复合体解离障碍心
15、室舒张势能降低心室顺应性降低,三、心室舒张功能异常,心室舒张势能降低 收缩时心脏几何构型改变不明显 冠状动脉灌流不足,三、心室舒张功能异常,钙离子复位延缓 肌球动蛋白复合体解离障碍心室舒张势能降低心室顺应性降低,三、心室舒张功能异常,心室顺应性降低心室僵硬度增大，扩张充盈受限左室舒张末期压力升高，肺静脉压升高，引起肺淤血、水肿妨碍冠状动脉灌注,四、心脏各部舒缩 活动不协调,(Inconsistent behavior in systolic and diastolic function of the heart),四、心脏各部舒缩活动的不协调,心衰临床三大综合征,泵功能下降,CO下降,静脉淤血
16、,心输出量不足综合征,肺循环淤血综合征,体循环淤血综合征,第五节心脏泵血功能障碍对机体的主要影响,心输出量 (cardiac output,CO)减少 心脏指数 (cardiac index,CI)降低 射血分数 (ejection fraction)降低 心室充盈(ventricular filling)受损 心率(heart rate)增快,前向衰竭亦称低排出量综合征(syndrome of low output)，特点为:,一、前向衰竭,心慌、无力、头晕 皮肤苍白 尿少 心源性休克,临床表现,后向衰竭亦称静脉淤血综合征(syndrome of venous congestion)，包括:
17、,体循环淤血 (systemic congestion) 肺循环淤血 (pulmonary congestion),二、后向衰竭,(一) 体循环淤血(Systemic congestion),当CVP16 cmH2O时，即出现体循环淤血征，见于右心衰竭及全心衰竭。,主要表现颈静脉充盈或怒张肝肿大及肝功能损害胃肠道淤血所致的食欲不振等 消化道症状心性水肿,体循环淤血综合征，机体的主要临床表现：,1.静脉淤血和静脉压升高。2.肝功能障碍、胃肠道功能障碍、肾功能障碍等。,槟榔肝,3.钠水潴留，心性水肿。,(二) 肺循环淤血 (Pulmonary congestion),当PCWP18 mmHg时，即
18、出现肺循环淤血征，见于左心衰竭。,肺循环淤血综合征,左心衰竭能导致肺淤血、肺水肿；因此主要的临床表现是呼吸困难。,肺水肿,心力衰竭细胞,呼吸困难的机制:,肺淤血、肺水肿肺顺应性气道阻力肺间质压力增高刺激肺毛细血管旁 感受器，引起反射性浅快呼吸,肺淤血的主要表现: 呼吸困难(dyspnea),呼吸困难的表现形式:,劳力性呼吸困难 (dyspnea on exertion)端坐呼吸 (orthopnea)夜间阵发性呼吸困难 (paroxysmal nocturnal dyspnea),劳力性呼吸困难的发生机制:,回心血量增多，加重肺淤血心率加快，舒张期缩短机体活动时需氧量增加,端坐呼吸的发生机制:
19、,端坐时部分血液转移到躯体下半部，肺淤血减轻端坐时胸腔容积增大,肺活量增加端坐位可减少水肿液的吸收，肺淤血减轻,夜间阵发性呼吸困难的发生机制:,入睡后迷走神经兴奋，使支气管收缩入睡后平卧后下肢静脉血回流增多，肺淤血、水肿加重入睡后中枢对传入刺激的敏感性降低,防治原发病，消除诱因 改善心脏的舒缩功能 减轻心脏前、后负荷，提高心输出量 对症处理,第六节 心力衰竭防治的病理生理基础,心力衰竭教学大纲要求,(1)掌握心功能不全、心力衰竭的概念。(2)掌握心力衰竭的发病机制。(3)熟悉心力衰竭的原因、诱因。(4)熟悉心力衰竭的代偿方式及其意义。(5)熟悉心力衰竭时代谢机能的变化。(6)了解心力衰竭的分类、防治原则。,左心房,左心室,主动脉,二尖瓣,肺动脉,右心房,三尖瓣,右心室,
