病理生理学整理15.心功能不全.docx

心肌缺血或梗死 心肌炎 扩张性心肌病 药物毒性瓣膜关闭不全房室间隔缺损高血压主动脉缩窄 主动脉瓣狭窄 肺动脉高压 肺源性心脏病左心室肥厚 限制性心肌病 心室纤维化心功能不全定义：指各种原因引起心脏结构和功能的改变，是心脏泵血量和（或）充盈功能低下，以至 于不能满足机体组织代谢需要的病理生理过程。心力衰竭：指心功能不全的失代偿阶段。充血性心力衰竭：由于钠水潴留、血容量增加，出现心腔扩大，静脉淤血以及组织水肿的表 现。第一节病因和诱因一、病因（-）心肌收缩性降低疾病导致的心肌病变、缺血缺氧导致的心肌能量代谢障碍易使心肌收缩性降低。（二）心室负荷过重1 .前负荷过重前负荷指心脏收缩前所承受的负荷，相当于心室舒张末期容量或压力。又称容量负荷。左心室前负荷过重是二尖瓣或主动脉瓣关闭不全引起的心室充盈量增加。右心室前负荷过重是三尖瓣或肺动脉瓣关闭不全、房室间隔缺损出现左向右的分流。2,后负荷过重后负荷是指心室射血时所要克服的阻力，又称压力负荷。通常用动脉血压衡量。左心室后负荷过重是身血压、主动脉缩窄和主动脉瓣狭窄O右心室后负荷过重是肺动脉高压、肺动脉瓣狭窄、慢性阻塞性肺疾病。（三）心室舒张及充盈受限表151心功能不全的常见病因心肌收缩性降低心室舒张及充盈受限心室前负荷过重心室后负荷过重二、诱因（一）感染.发热时，代谢增加，加重心脏负荷。1 .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。2 .内毒素直接损伤心肌细胞。4假设发生肺部感染，那么进一步减少心肌供氧。（二）酸碱平衡及电解质代谢紊乱.钾离子可通过干扰心肌兴奋性、传导性和自律性引起心律失常。1 .酸中毒可干扰心肌钙离子转运而抑制心肌收缩。机制：体力活动时四肢血流量增加，回心血量增多，肺淤血加重。体力活动时心率加 快，舒张期缩短，左心室充盈减少，肺循环淤血加重。体力活动时机体需氧量增加，但 衰羯的左心室不能相应地提高心排血量，因此机体缺氧进一步加重，刺激呼吸中枢，使呼吸 加快加深，出现呼吸困难。（2）夜间阵发性呼吸困难定义：患者夜间入睡后（多在入睡12小时后）因突感气闷、气急而惊醒，被迫坐起，可伴有 咳嗽或泡沫样痰，发作较轻者在坐起后有所缓解，经一段时间后自行消失。严重者可持续发 作，咳粉红色泡沫样痰，甚至开展为急性肺水肿。机制：患者入睡后由端坐位改为平卧位，下半身静脉回流增多，水肿液吸收入血液循环 也增多，加重肺淤血。人睡后迷走神经紧张性增高，使小支气管收缩，气道阻力增大。 熟睡后中枢对传入刺激的敏感性降低，只有当肺淤血程度较为严重，动脉血氧分压降低 到一定程度时，方能刺激呼吸中枢，使患者感到呼吸困难而惊醒。假设患者在气促咳嗽的同时 伴有哮鸣音，那么称为心性哮喘。（3）端坐呼吸定义：患者在静息时已出现呼吸困难，平卧时加重，故需被迫采取端坐位或半卧位以减轻呼 吸困难的程度，称为端坐呼吸。机制：端坐位时下肢血液回流减少，肺淤血减轻。膈肌下移，胸腔容积增大，肺活量 增加，通气改善。端坐位可减少下肢水肿液的吸收，使血容量降低，减轻肺淤血。（4）急性肺水肿机制：由于突发左心室排血减少，引起肺静脉和肺毛细血管压力急剧升高，毛细血管壁通透 性增大，血浆渗出到肺间质与肺泡而引起急性肺水肿。表现：患者可出现发细、气促、端坐呼吸、咳嗽、咳粉红色（或无色）泡沫样痰等病症和体征。第六节防治的病理生理基础一、调整神经体液系统平衡及干预心室重塑二、减轻心脏的前负荷和后负荷三、改善心肌的收缩和舒张性能活动可引起呼吸困难、疲乏和心悸等病症力衰竭的病症，相当F NYHA心功能I级m级:在静息时无病症，轻度活动即感不适，体 力活动明显受限c期：已有器质性心脏病，以往或目前有心力衰竭的临床表 现，包括nyha心功能n、in级和局部w级IV级:在静息时也有病症，任何活动均严重D期:难治性终末期心力或竭，有进行性器质性心脏病，虽经受限积极的内科治疗，患者仍表现出心力衰竭的病症（三）心律失常L房室协调性紊乱，导致心室充盈缺乏，射血功能障碍。2,舒张期缩短，冠脉血流缺乏，心肌缺血缺氧。2 .心率加快，耗氧量增加，加剧缺氧。（四）妊娠与分娩血容量增加导致稀释性贫血和心脏负荷加重。（五）其他过度劳累、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羯。第二节分类一、按发生部位分类（一）左心衰竭病因：冠心病、高血压、主动脉瓣狭窄或关闭不全。 临床：心排出量减少、肺循环淤血、肺水肿。（二）右心衰竭病因：肺部疾病临床：体循环淤血、静脉压升高、下肢或全身水肿。（三）全心衰竭二、按左室射血分数分类（一）射血分数降低的心力衰竭（二）射血分数中间范围的心力衰竭（三）射血分数保存的心力衰竭三、按心排出量分类（一）低输出量性心力衰竭（二）高输出量性心力衰竭四、按病变程度分类表153按心功能不全严重程度的分类方法少功能不全分级（NYHA 心功能不全分期（ACC/AHA）I级:无心力衰竭的病症，体力活动不受限A期:指将来可能发生心力衰竭的高危人群，如冠心病和高血压患者，但目前尚无心脏结构性损伤或心力衰竭病症n级:静息时无病症，体力活动轻度受限，日常B期：行结构性心脏损伤，如既往行心肌梗死、耨膜病，但无心第三节机体的代偿反响一、神经体液调节机制激活（一）交感肾上腺髓质系统激活心排出量减少可以激活压力感受器，激活交感肾上腺髓质系统。交感神经活性升高，血浆儿茶酚胺浓度升高。使心肌收缩性加强、心率增快、心排出量增加。（二）肾素血管紧张素.醛固酮系统激活肾脏低灌流、交感神经系统兴奋和低钠血症等激活肾素-血管紧张素醛固酮系统。有利作用：血管紧张素回升高肾灌注压，维持肾小球血流量，维持GFR;醛固酮可以使钠水 潴留，维持循环血量，维持回心血量。不利作用：血管收缩加重左心室后负荷、钠潴留使心室充盈量升高、Ang团促进心肌细胞增 殖、醛固酮促进心脏胶原合成和纤维化。（三）钠尿肽系统激活二、心脏本身的代偿（一）心率加快机制：1.心排出量减低，主动脉弓和颈动脉窦压力感受器刺激减弱，交感神经兴奋，心率加快。2,心排出量减低，心脏剩余血量增加，舒张末期容积和压力升高，刺激心房、心室内容量感 受器，迷走神经抑制、交感神经兴奋。3.合并缺氧可刺激化学感受器，引起心率加快。意义：1 .心率加快提高心排出量。2,留神率过快时（180次/分）增加心肌耗氧、缩短心脏舒张期，心脏充盈缺乏、冠脉血流 量减少，心排出量反而降低。（二）心脏紧张源性扩张根据Frank-Starling定律，肌节长度在1.72.2um的范围内，心肌收缩能力随心脏前负荷（心 肌纤维初长度）的增加而增加。左室舒张末期压在06mmHg的范围内，肌节长度约为 1.71.9umo随着左室舒张末期充盈量增加，肌节长度增长，心肌收缩力逐渐增大。当肌节 长度到达2.2pum时，粗、细肌丝处于最正确重叠状态，形成有效横桥的数目最多，产生的收 缩力最大，这个肌节长度称为最适长度。留神脏收缩功能受损时，由于每搏出量降低，使心室舒张末期容积增加，前负荷增加导致心 肌纤维初长度增大（肌节长度不超过2.2pum）,此时心肌收缩力增强，代偿性增加每搏输出量， 这种伴有心肌收缩力增强的心腔扩大称为心脏紧张源性扩张。但是，心脏紧张源性扩张的代偿能力也是有限的，当前负荷过大、舒张末期容积或压力过高 时，心室扩张使肌节长度超过2.2um,有效横桥的数目反而减少，心肌收缩力降低，每搏输 出量减少。当肌节长度到达3.6um时，粗、细肌丝不能重叠而丧失收缩能力。慢性心力衰竭时，心室扩张如在一定限度内可增加心肌收缩力。但长期前负荷过重引起的心 力衰竭以及扩张性心肌病主要是引起肌节过度拉长，使心腔明显扩大。这种心肌过度拉长并 伴有心肌收缩力减弱的心腔扩大称为肌源性扩张。（三）心肌收缩性加强心肌收缩性主要取决于心肌的收缩蛋白、可供利用的ATP含量和胞质游离钙浓度。心功能受损时，由于交感肾上腺髓质系统兴奋，儿茶酚胺增加，通过激活0肾上腺素受体 导致心肌兴奋后胞质Ca2+浓度升高而发挥正性变力作用。而慢性心功能不全时，心肌。肾上腺素受体减敏，血浆中虽存在大量儿茶酚胺，但正性变力 作用的效果显著减弱。（四）心室重塑心脏由心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质组成。心室重塑：指心肌损伤或负荷增加时，通过改变心室的结构、代谢和功能而发生的慢性综合 性代偿适应性反响。L心肌细胞重塑（1）心肌肥大分类：当局部心肌细胞丧失时，剩余心肌可以发生反响性心肌肥大;长期负荷过重可引起超负荷性 心肌肥大，可将超负荷性心肌肥大分为：1）向心性肥大：心脏在长期过度的后负荷作用下，心肌肌节呈并联性增生。其特征是心室 壁显著增厚而心腔容积正常甚或减小，常见于高血压性心脏病及主动脉瓣狭窄。2）离心性肥大：心脏在长期过度的前负荷作用下，心肌肌节呈串联性增生。离心性肥大的 特征是心腔容积显著增大与室壁轻度增厚并存，常见于二尖瓣或主动脉瓣关闭不全。意义：L心肌肥大时，室壁增厚可通过降低心室壁张力而减少心肌的耗氧量，有助于减轻心脏负担。2 .心脏总的收缩力是增加的，有助于维持心排血量。3 .过度肥大心肌可发生不同程度的缺血、缺氧、能量代谢障碍和心肌舒缩能力减弱等，使心 功能由代偿转变为失代偿。（2）心肌细胞表型改变指由于心肌所合成的蛋白质的种类变化所引起的心肌细胞”质的改变。转型的心肌细胞分泌 活动增强，还可以通过分泌细胞因子和局部激素，进一步促进细胞生长、增殖及凋亡，从而 改变心肌的舒缩能力。三、心脏以外的代偿（一）增加血容量机制：1 .交感神经兴奋，肾血管收缩，肾血流量降低，肾小管钠水重吸收增多，血容量增加。2 .肾素血管紧张素醛固酮系统激活，促进水钠潴留。3 .ADH释放增多，促进水的重吸收。4 .抑制钠水重吸收激素减少。意义：1 .一定范围内的血容量增加可提高心排血量和组织灌流量。2 .长期过度的血容量增加可加重心脏负荷、使心排血量下降而加重心功能不全。（二）血流重新分布主要表现为皮肤、骨骼肌与内脏器官的血流量减少，其中以肾血流量减少最明显，而心、脑 血流量不变或略增加。这样既能防止血压下降，又能保证重要器官的血流量。心功能不全时，体循环淤血和血流速度减慢可引起循环性缺氧，肺淤血和肺水肿又可引起乏 氧性缺氧。慢性缺氧的代偿如下：1 .可促进骨髓造血功能，刺激肾脏产生促红细胞生成素，使红细胞和血红蛋白生成增多，以 提高血液携氧的能力。2 .通过组织细胞自身代谢、功能与结构的调整，使细胞利用氧的能力增强，以克服供氧缺乏 带来的不利影响。心脏舒缩功能障碍心脏负荷过重紧张源性扩张占收缩幅增强 A心率勤乂血流重分布 乂血容量增加) 心肌肥一心内代偿图15-2心功能不全时机体的代偿第四节发病机制一、正常心肌舒缩的分子基础（一）收缩蛋白肌节是心肌舒缩的基本单位，主要由粗、细肌丝组成。粗肌丝：主要成分是肌球蛋白。头部具有ATP酶活性，可分解ATP,提供肌丝滑动所需要的 能量。头部含有与肌动蛋白之间形成横桥的位点，在粗细肌丝之间的滑行中起重要作用。 细肌丝：主要成分是肌动蛋白。肌动蛋白上有特殊的位点，可与肌球蛋白形成可逆性结合。 肌动蛋白和肌球蛋白是心肌舒缩活动的物质基础，称为收缩蛋白。（二）调节蛋白主要由细肌丝上的向肌球蛋白和肌钙蛋白组成。向肌球蛋白嵌在肌动蛋白双螺旋的沟槽内。调节蛋白本身没有收缩作用，主要通过肌钙蛋白与Ca2+的可逆性结合改变向肌球蛋白的位置, 从而调节粗、细肌丝的结合与别离。（三）心肌的兴奋.收缩耦联留神肌细胞兴奋时，细胞膜电位的变化可以激活细胞膜上的L型钙通道开放，细胞外Ca2+ 顺浓度梯度进入细胞，进一步激活肌质网内储存的Ca2+释放，使胞质内Ca2+浓度迅速升高。 Ca2+和肌钙蛋白结合，改变向肌球蛋白的位置，从而暴露肌动蛋白上肌球蛋白的作用点，使 肌球蛋白头部与肌动蛋白结合形成横桥。胞质Ca?+浓度的升高可激活肌球蛋白头部的Ca2+-Mg2+-ATP酶，水解ATP释放能量，引发心 肌收缩，完成由化学能向机械能的转化，形成一次兴奋收缩耦联。（四）心肌的舒张留神肌细胞复极化时，大局部Ca2+由肌质网Ca2+-ATP摄取并储存在肌质网，小局部由细胞膜 钠-钙交换蛋白和细胞膜Ca2+-ATP转运至细胞外，使胞质Ca2+浓度迅速降低，Ca?+与肌钙蛋白 解离，肌动蛋白的作用位点又被掩盖，横桥解除，心肌舒张。二、发生机制（一）心肌收缩功能降低心肌收缩相关的蛋白改变（1）心肌细胞数量减少1）心肌细胞坏死：缺血、缺氧、感染、中毒等因素可导致心肌细胞坏死2）心肌细胞凋亡（2）心肌结构改变.心肌能量代谢障碍（1）能量生成障碍在有氧条件下，正常心肌优先利用脂肪酸，仅1/3由葡萄糖及乳酸等分解产生。在心功能不全的过程中，底物代谢从优先利用脂肪酸向利用葡萄糖转变，而缺氧或损伤的心 肌线粒体的结构与功能发生改变，有氧氧化障碍,糖酵解加速，不仅造成心肌能量生成减少， 还使局部乳酸生成增加，进一步损伤心肌。留神肌需氧增加时，主要依赖增加心肌的血液供应来保证心肌的能量生成。冠心病引起的心肌缺血是造成心肌能量生成缺乏的最常见原因，休克、严重贫血等也可以减 少心肌的供血供氧，引起心肌能量生成障碍。过度肥大的心肌内线粒体含量相对缺乏，而且肥大心肌的线粒体氧化磷酸化水平降低。心肌 肥大时，毛细血管的数量增加缺乏，这些均导致肥大心肌产能减少。此外，维生素B1缺乏引起的丙酮酸氧化脱竣障碍，也使心肌细胞有氧氧化障碍，导致ATP 生成缺乏。（2）能量储藏减少留神肌产生足够的ATP时，在磷酸肌酸激酶的催化下，ATP与肌酸之间发生高能磷酸键转移 而生成磷酸肌酸（CP）,迅速将线粒体中产生的高能磷酸键以能量贮存的形式转移至胞质。 随着心肌肥大的开展和心肌损伤的加重，产能减少而耗能增加，磷酸肌酸激酶活性降低，使 储能形式的磷酸肌酸含量减少，作为能量储藏指数的CP/ATP比值明显降低。（3）能量利用障碍在人类衰竭的心肌中Ca2+-Mg2+-ATP酶活性降低，其机制主要与心肌调节蛋白改变有关。如肌球蛋白轻链-1的胎儿型同工型增多；肌钙蛋白T亚单位的胎儿型同工型（TnT4）增多等， 使肥大心肌肌球蛋白头部的ATP酶活性降低，利用ATP产生机械功障碍，心肌收缩性降低。3 心肌兴奋收缩耦联（1）肌浆网钙转运功能障碍心功能不全时，肌质网Ca2+摄取和释放能力明显降低，导致心肌兴奋-收缩耦联障碍。机制：过度肥大或衰竭的心肌细胞中，肌质网钙释放蛋白的含量或活性降低，Ca2+释放量减少。肌质网Ca2+-ATP酶含量或活性降低，使肌质网摄取Ca2+减少。（2）胞外Ca?+内流障碍长期心脏负荷过重或心肌缺血缺氧时，都会出现细胞外Ca2+内流障碍。机制：心肌内去甲肾上腺素合成减少及消耗增多，导致去甲肾上腺素含量下降。过度肥大的心肌细胞上B肾上腺素受体密度相对减少。心肌细胞B肾上腺素受体对去甲肾上腺素的敏感性降低。这些机制都使P肾上腺素受体兴奋引起的L型钙通道磷酸化降低，细胞膜L型钙通道开放减 少，导致Ca2+内流受阻。此外，细胞外液的K+与Ca2+在心肌细胞膜上有竞争作用,因此在高钾血症时K+可阻止Ca2+ 的内流，导致胞内Ca2+浓度降低。（3）肌钙蛋白与Ca?+结合障碍L各种原因引起心肌细胞酸中毒时，由于H+与肌钙蛋白的亲和力比Ca2+大,H+占据了肌钙蛋 白上的Ca2+结合位点，心肌的兴奋-收缩耦联因而受阻。2 .酸中毒还可引起高钾血症，减少钙离子内流；.H+浓度升高使肌质网中钙结合蛋白与Ca2+亲和力增大，使肌质网在心肌收缩时不能释放足 量的Ca2+o（二）心肌舒张功能障碍图15-5心肌舒张功能障碍的机制（三）心脏各局部舒缩活动不协调1、心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性。2、同一心室心肌梗死区域性分布，导致心室活动不协调第五节 心功能不全时临床表现的病理生理基础一、心排出量减少心力储藏：心排血量随组织细胞代谢需要而增加的能力，这反映心脏的代偿能力。由心肌收缩性降低和心室负荷过重引起的收缩性心功能不全，在临床上表现为心排血量减少 的综合征，又称为前向衰竭。（一）心脏泵血功能降低.心排出量减少及心脏指数降低心脏指数：是心排血量经单位体外表积标准化后的心脏泵血功能指标，横向可比性较好。1 .左室射血分数降低.心室充盈受损2 .心率增快（二）器官血流重新分配.动脉血压的变化急性心力衰羯时（如急性心肌梗死），由于心排血量锐减，导致动脉血压下降。慢性心力衰竭时，由于交感-肾上腺髓质系统兴奋，外周阻力增大、心率加快以及血容量增 多等，动脉血压可维持在正常范围。1 .器官血流重新分配心功能不全较轻时，心、脑血流量可维持在正常水平，而皮肤、骨骼肌、肾脏及内脏的血管 床因含a肾上腺素受体较多，在交感神经兴奋时收缩较为明显，故血流量显著减少。留神 功能不全开展到严重阶段，心、脑血流量亦可减少。（1）肾血流量减少：心功能不全时，心排血量减少通过对压力感受器和肾球旁装置的刺激 使肾血流量明显减少，肾小球滤过率减少和肾小管重吸收增加，患者尿量减少，出现钠水潴 留，亦可伴有氮质血症。（2）骨骼肌血流量减少：由于骨骼肌血流量减少，心功能不全患者的早期病症之一是易疲 乏，运动耐受力降低。（3）脑血流量减少：脑供血缺乏可引起头晕、头痛、失眠、记忆力减退和烦躁不安等表现。 局部患者在变换体位时出现头晕、晕厥等直立性低血压的表现。留神排血量急性减少时，可 导致脑缺血发生短暂性意识丧失，称为心源性晕厥。严重者晕厥发作可持续数秒并伴有四肢 抽搐、呼吸暂停、发纣等临床表现，称为阿斯综合征。（4）皮肤血流量减少：心功能不全时，皮肤血流量减少，表现为皮肤苍白、皮肤温度降低。 如果合并缺氧，可出现发细。二、静脉淤血由于心肌收缩力降低，神经-体液调节机制过度激活通过血容量增加和容量血管收缩导致的 前负荷增加，非但不能使心排血量有效增加，反而导致充盈压显著升高而造成静脉淤血，表 现为静脉淤血综合征，亦称后向衰竭。（一）体循环淤血.静脉淤血和静脉压升高右心衰竭时因钠、水潴留及右室舒张末期压力升高，使上下腔静脉回流受阻，静脉异常充盈, 表现为下肢和内脏的淤血。1 .肝肿大及肝功能损害由于下腔静脉回流受阻，肝静脉压升高，肝小叶中央区淤血，肝窦扩张、出血及周围水肿, 导致肝脏肿大，局部有压痛。2 .胃肠功能改变慢性心功能不全时，由于胃肠道淤血及动脉血液灌流缺乏，可出现消化系统功能障碍，表现 为消化不良、食欲缺乏、恶心、呕吐、腹泻等。3 .水肿水肿是右心衰竭以及全心衰竭的主要临床表现之一，称为心性水肿。心性水肿在体位低的下肢表现最为明显，严重者还可伴发腹水及胸水等。毛细血管血压增高是心性水肿的始发因素，而肾血流量减少可引起肾小球滤过率降低和醛固 酮增加，造成钠、水潴留，促进水肿的开展。此外，由于胃肠道淤血引起的食物消化吸收障碍、肝淤血造成的肝功能损伤可导致低蛋白血 症，又进一步加重心性水肿。图157右心衰竭临床表现的病理生理基础 临床表现 k/(二)肺循环淤血,呼吸困难发生的基本机制肺淤血、肺水肿导致肺顺应性降低，要吸入同样量的空气，需要增加呼吸肌做功，消耗 更多的能量，故患者感到呼吸费力。支气管黏膜充血、肿胀及气道内分泌物导致气道阻力增大。肺毛细血管压增高和间质水肿使肺间质压力增高，刺激肺毛细血管旁J受体，引起反射 性浅快呼吸。1 .呼吸困难的表型形式(1)劳力性呼吸困难定义：轻度左心衰竭患者仅在体力活动时出现呼吸困难，休息后消失，称为劳力性呼吸困难, 为左心衰羯最早的表现。