心功能不全病理生理概述

1、心力衰竭(心功能不全)概 述 （Introduction）1.心功能不全（heart insufficiency）在致病因素作用下，心功能必將受到不同程度的影響，即為“心功能不全”。包括病情由輕到重的全過(guò)程。在疾病的早期，機(jī)體能夠通過(guò)心臟本身的代償機(jī)制以及心外的代償措施，可使機(jī)體的生命活動(dòng)處于相對(duì)恒定狀態(tài)，患者無(wú)明顯的臨床癥狀和體征，此為心功能不全的代償階段。心力衰竭一般是指心功能不全的晚期，屬于失代償階段，患者已經(jīng)表現(xiàn)有明顯的心力衰竭癥狀和體征。2.心力衰竭（heart failure）心力衰竭是指在多種致病因素作用下，心臟泵功能發(fā)生異常變化，導(dǎo)致心輸出量絕對(duì)減少或相對(duì)不足，以致不能滿(mǎn)足機(jī)體

2、組織細(xì)胞代謝需要，患者有明顯的臨床癥狀和體征的病理過(guò)程。3.心肌衰竭（myocardial failure) 指原發(fā)性心肌肌原纖維功能障礙所導(dǎo)致的心力衰竭。例如急性心肌梗塞時(shí)，部分心肌壞死致使心肌的有效收縮蛋白含量減少，引起心肌收縮力原發(fā)性降低，此時(shí)心泵功能障礙是原發(fā)的。因此心肌衰竭屬于心力衰竭。這與部分高血壓患者后期出現(xiàn)的心力衰竭不同。高血壓時(shí)心臟往往由于后負(fù)荷長(zhǎng)期增加先發(fā)生肥大代償，最后轉(zhuǎn)向失代償?shù)男牧λソ?，此時(shí)泵功能衰竭是繼發(fā)的。4.充血性心力衰竭（congestive heart failure) 當(dāng)心力衰竭呈慢性經(jīng)過(guò)時(shí)，往往伴有血容量和組織間液增多，并出現(xiàn)靜脈淤血和水腫，稱(chēng)為充血性心

3、力衰竭。 從本質(zhì)上講，心功能不全和心力衰竭是一致的，僅僅是在病變的程度上有所區(qū)別，故而在實(shí)際工作中二者往往是通用的。 第一節(jié) 心力衰竭的病因、誘因與分類(lèi)(Etiology、predisposing cause and clssification)一、心力衰竭的病因（Etiology of heart failure）心力衰竭的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是心輸出量的絕對(duì)減少或相對(duì)不足，而心輸出量的多少與心肌收縮性的強(qiáng)弱、前負(fù)荷和后負(fù)荷的高低以及心率的快慢密切相關(guān)。因此，凡是到能夠減弱心肌收縮性、使心臟負(fù)荷過(guò)度和引起心率顯著加快的因素都可能導(dǎo)致心力衰竭的發(fā)生。（一）原發(fā)性心肌舒縮功能障礙（Primary myoca

4、rdial dysfunction）1.原發(fā)性彌漫性心肌病變?nèi)绮《拘孕募⊙?、心肌病、心肌梗塞等，由于心肌結(jié)構(gòu)的完整性遭到破壞，損害了心肌收縮的物質(zhì)基礎(chǔ)故心肌的收縮性減弱。此時(shí)是否出現(xiàn)心力衰竭，關(guān)鍵取決于心肌病變的程度、速度和范圍。若病變輕、范圍小或發(fā)展緩慢時(shí)，通過(guò)機(jī)體的代償，病人可長(zhǎng)期處于心功能不全的代償階段；若病變重、范圍廣、發(fā)展迅速，可導(dǎo)致急性心力衰竭。2.能量代謝障礙心臟要保持其正常的泵功能，必須有充足的ATP供應(yīng)。ATP主要依賴(lài)于底物的有氧氧化。當(dāng)冠狀動(dòng)脈粥樣硬化、重度貧血以及心肌肥大時(shí)，心肌因長(zhǎng)期供血絕對(duì)減少或相對(duì)不足而缺氧，心肌能量生成障礙，從而導(dǎo)致心肌收縮性逐漸減弱，以致最后引起

5、心力衰竭。維生素B1是丙酮酸脫羧酶的輔酶，當(dāng)體內(nèi)含量不足時(shí)，ATP生成減少。此外，如果同時(shí)伴有能量利用障礙，則更易發(fā)生心力衰竭。常見(jiàn)的心力衰竭的基本病因心肌舒縮功能障礙 心臟負(fù)荷過(guò)度 心肌損傷 能量代謝障礙 前負(fù)荷過(guò)度 后負(fù)荷過(guò)度 心肌炎 心肌病克山?。ㄔ斠?jiàn)心肌?。┬募≈卸拘募」Ｈ募±w維化生成障礙 利用障礙 腦血管擴(kuò)張和神經(jīng)功能抑制：頭痛、精神錯(cuò)亂、昏迷、動(dòng)脈瓣膜關(guān)閉不全 動(dòng)-靜脈瘺室間隔缺損甲亢慢性貧血 高血壓 動(dòng)脈瓣膜狹窄肺動(dòng)脈高壓肺栓塞 肺源性心臟病 VitB1缺乏缺血缺氧 肌球蛋白頭部ATP酶活性降低 （二）心臟負(fù)荷過(guò)度（Overload of heart）心臟負(fù)荷分壓力負(fù)荷和容量負(fù)

6、荷。1.壓力負(fù)荷過(guò)度壓力負(fù)荷(pressure load)又稱(chēng)后負(fù)荷(afterload)， 指收縮期心室壁產(chǎn)生的張力，即心臟收縮時(shí)所承受的后方阻力負(fù)荷。左心壓力負(fù)荷過(guò)度時(shí)，主動(dòng)脈壓一般增高，臨床見(jiàn)于高血壓、主動(dòng)脈縮窄、主動(dòng)脈瓣狹窄等；右心壓力負(fù)荷過(guò)度時(shí)，肺動(dòng)脈壓往往升高，臨床見(jiàn)于肺動(dòng)脈高壓、肺動(dòng)脈狹窄等。壓力負(fù)荷過(guò)度的心臟，往往要經(jīng)歷代償肥大階段，最后轉(zhuǎn)向心力衰竭。2.容量負(fù)荷過(guò)度 容量負(fù)荷(volume load)又稱(chēng)前負(fù)荷(preload)，指心臟收縮前所承受的負(fù)荷，相當(dāng)于心腔舒張末期容積。一般以心室舒張末期壓力的大小衡量心室容量負(fù)荷的高低。容量負(fù)荷的大小，決定心肌纖維收縮的初長(zhǎng)度(當(dāng)肌

7、節(jié)初長(zhǎng)度等于2.2um時(shí)心肌收縮力達(dá)最大)。容量負(fù)荷過(guò)度，臨床可見(jiàn)于二尖瓣或主動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全時(shí)引起的左心室容量負(fù)荷過(guò)度；三尖瓣或肺動(dòng)脈瓣關(guān)閉不全時(shí)引起的右心室容量負(fù)荷過(guò)度。通常，心臟對(duì)容量負(fù)荷過(guò)度較對(duì)壓力負(fù)荷過(guò)度的適應(yīng)代償能力大，故發(fā)生心力衰竭的時(shí)間較晚。 二、誘因（Predisposing cause） 實(shí)際上，許多慢性心功能不全的患者通過(guò)機(jī)體的多種代償措施，心功能維持在相對(duì)正常狀態(tài)而不表現(xiàn)出明顯的心力衰竭癥狀和體征。通常在某些因素作用下，心臟負(fù)荷加重，而發(fā)生心力衰竭。這些因素能夠增強(qiáng)基本病因的作用，促進(jìn)心力衰竭的發(fā)生，即稱(chēng)為誘因(predisposing cause)。（一）感染 感染，特

8、別是全身感染，可通過(guò)多種途徑加重心臟負(fù)荷，易誘發(fā)心力衰竭。主要機(jī)制為：發(fā)熱時(shí)，代謝增加，加重心臟負(fù)荷；心率加快，既加劇心肌耗氧，又通過(guò)縮短舒張期降低冠脈血液灌流量而減少心肌供血供氧；內(nèi)毒素直接損傷心肌細(xì)胞；若發(fā)生肺部感染，則進(jìn)一步減少心肌供氧。（二）酸堿平衡及電解質(zhì)代謝紊亂 酸中毒和高鉀血癥可直接或間接影響心肌舒縮功能，同時(shí)造成心律失常，誘發(fā)心力衰竭的發(fā)生。（三）心律失常 心房纖顫、室性心動(dòng)過(guò)速、室性纖顫等快速型心律失常也是心力衰竭的常見(jiàn)誘因。其誘發(fā)心力衰竭的機(jī)制主要為：房室協(xié)調(diào)性紊亂，導(dǎo)致心室充盈不足，射血功能障礙；舒張期縮短，冠脈血流不足，心肌缺血缺氧；心率加快，耗氧量增加，加劇缺氧。心律

9、失常既可以是心力衰竭的基本病因，也可使心功能不全患者從代償期轉(zhuǎn)向失代償，發(fā)生心力衰竭。（四）妊娠與分娩孕婦在妊娠期血容量可增加20%以上，加之此時(shí)心率加快、心輸出量增多，致使心臟負(fù)荷加重；分娩時(shí)，精神緊張等因素興奮交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)，除增加靜脈回流血量、加劇心臟前負(fù)荷，尚可通過(guò)收縮外周阻力血管、加劇心臟的后負(fù)荷，加之心率加快導(dǎo)致耗氧增多及冠脈血流不足，從而引發(fā)心力衰竭。(五) 其他 過(guò)度勞累、情緒激動(dòng)、輸液輸血過(guò)多過(guò)快、貧血、洋地黃中毒等均可誘發(fā)心力衰竭三、分類(lèi)（Classification) （一）根據(jù)心力衰竭的發(fā)病部位分（Classification in terms of locati

10、on）1. 左心衰竭左心衰竭常見(jiàn)于常見(jiàn)于高血壓、冠心病、心肌病、二尖瓣關(guān)閉不全等。主要是由于左心室受損或負(fù)荷過(guò)度導(dǎo)致搏出功能障礙，心輸出量降低，造成肺循環(huán)淤血甚至肺水腫。2. 右心衰竭常見(jiàn)于肺動(dòng)脈高壓、肺心病、二尖瓣狹窄、慢性阻塞性肺疾患等，并常繼發(fā)于左心衰竭。主要是右心室搏出功能障礙，心輸出量降低，故導(dǎo)致體循環(huán)淤血和靜脈壓升高，并常伴有下肢水腫甚至全身性水腫。3. 全心衰竭 風(fēng)濕性心臟病、重度貧血等疾病發(fā)生時(shí)，常同時(shí)累及左右心而引起全心衰竭。但全心衰竭也可繼發(fā)于一側(cè)心力衰竭。如左心衰竭時(shí)，肺靜脈壓增高，右心后負(fù)荷因肺動(dòng)脈壓的繼發(fā)性增高而增大，故發(fā)生右心衰竭；右心衰竭時(shí)，肺循環(huán)的血流量減少，以

11、致左心不能充盈、冠脈血流減少、左心受損，發(fā)生左心衰竭。（二）根據(jù)心力衰竭的發(fā)生速度分(Classification in terms of velocity)1.急性心力衰竭 常見(jiàn)于急性大面積心肌梗塞、嚴(yán)重心肌炎等。特點(diǎn)為發(fā)病急，發(fā)展迅速，機(jī)體代償常來(lái)不及動(dòng)員，因心輸出量在短時(shí)間內(nèi)急劇減少，故動(dòng)脈血壓進(jìn)行性降低，?？蓪?dǎo)致心源性休克。2.慢性心力衰竭常見(jiàn)于高血壓病、心臟瓣膜病、肺動(dòng)脈高壓等。特點(diǎn)為發(fā)病緩慢，病程較長(zhǎng)，臨床常見(jiàn)。臨床常表現(xiàn)為充血性心力衰竭。（三）根據(jù)心輸出量的高低分（Classification in terms of cardiac output）1.低心輸出量性心力衰竭 常見(jiàn)于

12、冠心病、高血壓病、心肌病、心臟瓣膜病等。此種病人的心輸出量絕對(duì)減少，在基礎(chǔ)狀態(tài)下明顯低于正常水平。2.高心輸出量性心力衰竭 繼發(fā)于代謝增高或心臟后負(fù)荷降低的疾病，如甲狀腺機(jī)能亢進(jìn)、嚴(yán)重貧血、維生素B1缺乏和動(dòng)靜脈瘺等。高心輸出量性心力衰竭雖然其心輸出量可稍高于正常水平，但比心力衰竭發(fā)生前有所降低，對(duì)于病人本身而言其心輸出量是相對(duì)減少。在這種情況下，心臟長(zhǎng)期處于高輸出量狀態(tài)，心臟作功增強(qiáng)使心肌能量供應(yīng)相對(duì)不足，導(dǎo)致心泵功能降低，心輸出量下降。此時(shí)，由于組織需氧量增高，因此心輸出量相對(duì)不足。（四）根據(jù)心力衰竭的嚴(yán)重程度分（classification in terms of seriousness

13、）1.輕度心力衰竭： 代償完全，一般無(wú)明顯的心力衰竭癥狀、體征，心功能一級(jí)或二級(jí)。 2.中度心力衰竭： 體力活動(dòng)時(shí)，心力衰竭的癥狀、體征明顯，休息后好轉(zhuǎn)，心功能三級(jí)。3.重度心力衰竭： 完全失代償，患者在靜息狀態(tài)下既表現(xiàn)出明顯的心力衰竭癥狀和體征，心功能四級(jí)。第二節(jié) 心力衰竭時(shí)機(jī)體的代償(Compensation of the body) 代償反應(yīng)是機(jī)體在心力衰竭發(fā)生時(shí)防止心輸出量進(jìn)一步減少的必要措施，且代償反應(yīng)的強(qiáng)度與心力衰竭是否發(fā)生、發(fā)生速度以及嚴(yán)重程度密切相關(guān)。從心功能不全的早期代償?shù)酵砥诘男牧λソ?，是機(jī)體從完全代償、不完全代償?shù)绞Т鷥數(shù)倪B續(xù)的動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程。就急性心力衰竭患者而言，由于機(jī)

14、體的代償反應(yīng)不能及時(shí)動(dòng)員，患者常在短時(shí)間內(nèi)即可表現(xiàn)出嚴(yán)重的心力衰竭狀態(tài)。反之，慢性心力衰竭發(fā)生時(shí)，機(jī)體可通過(guò)心臟代償和心外代償使這個(gè)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)年甚至更久，以致患者在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持相對(duì)正常的生命活動(dòng)。這表明，通過(guò)代償，心輸出量尚可滿(mǎn)足機(jī)體的代謝需要，患者未表現(xiàn)出心力衰竭的表征，此為完全代償（complete compensation）；若心輸出量?jī)H能滿(mǎn)足機(jī)體在靜息狀態(tài)下的代謝需要，患者有輕度的心力衰竭表現(xiàn)，稱(chēng)為不完全代償（incomplete compensation）；嚴(yán)重時(shí)，心輸出量甚至不能滿(mǎn)足機(jī)體在靜息狀態(tài)下的代謝需要，患者有明顯的心力衰竭癥狀和體證，此為失代償（decomp

15、ensation），是心功能不全的最后階段。一、心臟的代償方式 （Heart compensation ）心臟本身的代償方式包括功能代償（心率加快、心臟緊張?jiān)葱詳U(kuò)張）以及結(jié)構(gòu)代償（心肌肥大），功能代償可以在短時(shí)間內(nèi)被迅速動(dòng)員，而結(jié)構(gòu)代償則是心臟長(zhǎng)期負(fù)荷過(guò)度時(shí)的主要代償方式。 （一）功能代償 包括：包括心率加快和心肌緊張?jiān)葱詳U(kuò)張。 心臟的功能代償 形式 心率加快 緊張?jiān)葱詳U(kuò)張 機(jī)制 1、壓力感受器效應(yīng)：心輸出量減少導(dǎo)致動(dòng)脈血壓下降，主動(dòng)脈弓和頸動(dòng)脈竇壓力的壓力感受器傳入沖動(dòng)減少，致使心臟迷走神經(jīng)緊張性減弱，交感神經(jīng)緊張性增強(qiáng) 2、容量感受器效應(yīng)：心力衰竭時(shí)，心室舒張末期容積因心輸出量減少而增大，

16、心房淤血，刺激容量感受器，引起交感神經(jīng)興奮3、化學(xué)感受器效應(yīng)：缺氧刺激，反射性加快心率 Frank-Starling定律，即在一定范圍內(nèi)，心肌收縮力與心肌纖維初長(zhǎng)度成正比。 1、當(dāng)心功能不全時(shí)，心輸出量降低，心室射血少，導(dǎo)致心室舒張末期容積增加；2、心力衰竭時(shí)，鈉水潴留致使心室的前負(fù)荷增加，導(dǎo)致心肌纖維初長(zhǎng)度增大（肌節(jié)長(zhǎng)度不超過(guò)2.2m），故心肌收縮力增強(qiáng)，心輸出量增加。 注：心肌肌節(jié)的初長(zhǎng)度等于2.2m時(shí)收縮力最大。 意義 1、動(dòng)員迅速，見(jiàn)效快迅速，貫穿始終； 2、一定程度的心率加快可以增加心輸出量；3、提高舒張壓，增加冠脈的血液灌流。 1、起動(dòng)迅速； 2、防止心室舒張末期壓力和容積發(fā)生過(guò)久

17、和過(guò)度的改變。 缺點(diǎn) 代償作用局限。當(dāng)心率過(guò)快時(shí)（如超過(guò)150160次/分），因增加心肌耗氧、縮短心臟舒張期，致使心臟充盈不足、冠脈血流量減少。心率越快，對(duì)機(jī)體的不利影響越明顯。 代償能力有限。當(dāng)前負(fù)荷過(guò)大，舒張末期容積或壓力過(guò)高，使肌節(jié)長(zhǎng)度大于2.2m時(shí)，反而可誘發(fā)和加重心力衰竭。 緊張?jiān)葱詳U(kuò)張是指伴有心肌收縮力增強(qiáng)的心臟擴(kuò)張，是心臟對(duì)急性血液動(dòng)力學(xué)變化的一種重要代償方式。如果僅有心臟擴(kuò)張并不伴有收縮力增強(qiáng)，則稱(chēng)為肌源性擴(kuò)張，表明心臟已喪失代償功能。（二） 結(jié)構(gòu)代償結(jié)構(gòu)代償表現(xiàn)為心肌肥大，分為向心性肥大（concentic hypertrophy）和離心性肥大（eccentic hypert

18、rophy）。心肌肥大（myocardial hypertrophy）主要是心肌細(xì)胞體積增大的結(jié)果，即直徑增寬，長(zhǎng)度增加，導(dǎo)致整個(gè)心臟重量增加。心肌細(xì)胞一般不增生。心肌肥大表現(xiàn)形態(tài) 向心性肥大 離心性肥大 主要機(jī)制 如高血壓時(shí)，心室受到過(guò)度的壓力負(fù)荷作用時(shí)，收縮期室壁張力增加，使心肌肌節(jié)并聯(lián)性增生，導(dǎo)致心肌纖維增粗，室壁增厚，形成向心性肥大。 如果動(dòng)脈瓣膜關(guān)閉不全，使得心臟長(zhǎng)期受到過(guò)度的容量負(fù)荷作用，舒張期室壁張力增加，導(dǎo)致心肌肌節(jié)串聯(lián)性增生，心肌纖維長(zhǎng)度增加，心腔擴(kuò)大，形成離心性肥大。 意義 1、作用緩慢、持久，是心臟負(fù)荷長(zhǎng)期過(guò)度時(shí)的一種重要的慢性代償機(jī)制；2、心肌總收縮力增強(qiáng)，有利于維持心

19、輸出量。雖然單位重量肥大心肌的收縮力減弱，但由于整個(gè)心臟的重量增加，故收縮力增強(qiáng)； 3、向心性肥大的代償能力強(qiáng)于離心性肥大，但二者均可增加心臟作功和心輸出量，使心功能在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)處于穩(wěn)定狀態(tài)，不發(fā)生心力衰竭。 缺點(diǎn) 代償作用局限：肥大心肌的生長(zhǎng)具有不平衡性，因此當(dāng)心肌過(guò)度肥大超過(guò)某種限度時(shí)，則發(fā)生由代償向衰竭的轉(zhuǎn)化。 二、心臟以外的代償方式節(jié)(Nonmyocardial compensation）心臟以外的代償調(diào)節(jié)是由于心功能不全所致的低動(dòng)力性缺氧引發(fā)的一系列繼發(fā)性代償變化，包括呼吸、血液、神經(jīng)-體液系統(tǒng)的代償以及組織攝氧和利用氧的能力加強(qiáng)等。（一）血容量增加（Blood volume i

20、ncrease） 慢性心功能不全時(shí)，血容量增加是其主要代償方式之一。由腎小球?yàn)V過(guò)率降低和腎小管重吸收增加引發(fā)的鈉水潴留所致。1.腎小球?yàn)V過(guò)率降低 腎小球?yàn)V過(guò)率降低是腎血流量減少的結(jié)果，機(jī)制為：心力衰竭時(shí)，心輸出量降低、動(dòng)脈血壓下降可直接導(dǎo)致腎小球?yàn)V過(guò)率降低；動(dòng)脈血壓下降興奮交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)，腎動(dòng)脈收縮、腎血流減少，濾過(guò)率進(jìn)一步降低；交感神經(jīng)興奮和腎血流減少通過(guò)刺激近球細(xì)胞激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)（renin-angiotensin-aldosterone），血管緊張素強(qiáng)烈收縮腎動(dòng)脈；腎缺血導(dǎo)致腎臟合成的擴(kuò)血管物質(zhì)PGE2減少。2.腎小管重吸收鈉水增加機(jī)制為：1、腎血流重新分布：在交

21、感神經(jīng)興奮及血管緊張素增多時(shí)，大量血液從皮質(zhì)流向髓質(zhì)； 2、腎小球?yàn)V過(guò)分?jǐn)?shù)（filtration fraction，F(xiàn)F=腎小球?yàn)V過(guò)率 /腎血流量）增加：交感神經(jīng)興奮時(shí)，腎小球?yàn)V過(guò)率因出球小動(dòng)脈收縮明顯而相對(duì)增大，腎小管周?chē)拿?xì)血管內(nèi)膠體滲透壓升高，流體靜壓下降，故鈉水重吸收增加； 3、促進(jìn)鈉水重吸收的激素增多：醛固酮釋放增加，抗利尿激素可因肝清除不足而作用增強(qiáng)； 4、利鈉激素（心房肽）和PGE2等抑制鈉水重吸收的物質(zhì)減少。 通過(guò)上述機(jī)制增加血容量，有利于提高心輸出量和維持動(dòng)脈血壓，但鈉水潴留也可能存在潛在的危險(xiǎn)。（二）血流重分布（Redistribution of blood） 心功能不全

22、時(shí)，交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮可導(dǎo)致血流重新分布，其中腎血管收縮明顯，血流量顯著減少，其次是皮膚和肝，心腦血管不收縮，有利于保障心、腦等重要器官的的供血。（三）紅細(xì)胞增多（Increase of red blood cells） 心功能不全時(shí)，體循環(huán)淤血和血流速度減慢可引起循環(huán)性缺氧；肺淤血、水腫又可引起乏氧性缺氧，缺氧刺激腎小球旁器合成、分泌促紅細(xì)胞生成素增加，促進(jìn)骨髓造血功能，使紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白含量增加，血液的攜氧能力增強(qiáng)有利于改善周?chē)M織的供氧。但紅細(xì)胞過(guò)多，可增大血液黏滯性，加重心臟負(fù)荷。（四）組織細(xì)胞攝氧、用氧能力增強(qiáng)（Increased uptake and use of oxyg

23、en） 組織攝氧的能力增加與心功能不全的程度成正相關(guān)，心功能愈差時(shí)動(dòng)靜脈氧差也愈大，說(shuō)明組織從單位血流中攝取的氧增多。與此同時(shí)，細(xì)胞線(xiàn)粒體中呼吸鏈酶的活性增強(qiáng)，而且線(xiàn)粒體的數(shù)量也增多，所以組織利用氧的能力也增強(qiáng)。第三節(jié) 心力衰竭的發(fā)病機(jī)制(Mechanisms of heart failure) 心力衰竭發(fā)病的中心環(huán)節(jié)，主要是收縮性減弱，但也可見(jiàn)于舒張功能障礙，或者二者兼而有之。心肌收縮性減弱一、心肌結(jié)構(gòu)破壞（Destruction of myocardial structure）心肌結(jié)構(gòu)正常與否直接決定著心肌收縮性的強(qiáng)弱。當(dāng)嚴(yán)重的心肌缺血缺氧、心肌炎、感染、中毒以及心肌病等等作用時(shí)，造成心肌

24、纖維變性、壞死、纖維化，使心肌收縮蛋白大量破壞時(shí)，必然引起心肌的收縮性減弱而發(fā)生心力衰竭。心肌收縮蛋白減少的程度與心肌收縮性的降低程度成正相關(guān)。二、能量代謝障礙(Metabolic disorder of energy）心肌的收縮活動(dòng)是主動(dòng)耗能過(guò)程，Ca2+的轉(zhuǎn)運(yùn)和肌絲滑行等都需要能量。因此，心肌能量代謝的任何環(huán)節(jié)發(fā)生障礙，均可導(dǎo)致心肌收縮性減弱。（一）能量生成障礙1、心肌供血供氧絕對(duì)不足：當(dāng)患者發(fā)生冠狀動(dòng)脈粥樣硬化硬化、休克、重度貧血時(shí)，均可因供血或供氧減少，導(dǎo)致心肌能量生成不足； 2、當(dāng)ATP不足時(shí)，造成胞膜、肌漿網(wǎng)對(duì)鈣離子的轉(zhuǎn)運(yùn)以及鈣離子分布異常，影響心肌收縮； 3、ATP缺乏，收縮蛋白

25、和調(diào)節(jié)蛋白均難以更新，直接影響心肌收縮； 4、ATP缺乏，肌球蛋白頭部的ATP酶便水解無(wú)源，肌絲滑行障礙，心肌收縮性減弱； 5、心肌供血供氧相對(duì)不足當(dāng)心肌過(guò)度肥大時(shí)，因毛細(xì)血管的增長(zhǎng)滯后于心肌細(xì)胞體積的增加，氧的彌散間距增大，導(dǎo)致心肌缺氧； 6、生物氧化過(guò)程障礙當(dāng)膳食中缺乏維生素B1時(shí)，造成-酮戊二酸、丙酮酸堆積、氧化障礙，ATP生成不足而發(fā)生腳氣病性心臟??； 7、細(xì)胞內(nèi)外離子分布異常：ATP缺乏，Na+-K+泵效率下降，大量鈉離子進(jìn)入細(xì)胞不能充分外移，并通過(guò)Na+-Ca2+交換導(dǎo)致心肌細(xì)胞內(nèi)鈣超載（calcium overload），造成收縮性減弱、能量生成同時(shí)發(fā)生。 （二）能量利用障礙 心

26、肌收縮利用能量的過(guò)程，就是通過(guò)肌球蛋白頭部ATP酶水解，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的過(guò)程。因此，即使ATP含量正常，但如果肌球蛋白ATP酶的活性降低，也無(wú)法保障肌絲正常滑行。臨床常見(jiàn)于心臟長(zhǎng)期負(fù)荷過(guò)度而引起心肌過(guò)度肥大。三、心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙（Disorder of excitation-contraction coupling）心肌興奮、收縮耦聯(lián)的過(guò)程即是心肌細(xì)胞的電活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械活動(dòng)的過(guò)程，Ca2+起著至關(guān)重要的中介作用。因此任何影響Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)、分布、結(jié)合的因素均可引發(fā)心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙。（一）肌漿網(wǎng)攝取和釋放Ca2+障礙.心肌復(fù)極化時(shí)，心肌肌漿網(wǎng)的Ca2+-ATP酶被激活，使胞質(zhì)內(nèi)C

27、a2+逆著濃度差被攝取到肌漿網(wǎng)貯存；心肌興奮除極化時(shí)，肌漿網(wǎng)向胞質(zhì)釋放Ca2+。在心力衰竭和肥大心肌中，肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶的活性降低，致使在復(fù)極化時(shí)，肌漿網(wǎng)攝取和貯存Ca2+量均減少，故心肌興奮時(shí)，肌漿網(wǎng)向胞漿中釋放的Ca2+減少。.在肌漿網(wǎng)釋放Ca2+減少的同時(shí)，線(xiàn)粒體攝取Ca2+增多，但線(xiàn)粒體在心肌興奮時(shí)向胞漿中釋放的Ca2+量卻很少，而且速度卻十分緩慢。這種Ca2+在細(xì)胞內(nèi)的異常分布，不僅進(jìn)一步降低胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度，而且使線(xiàn)粒體內(nèi)的生物氧化過(guò)程發(fā)生障礙，導(dǎo)致能量生成不足。（二）酸中毒和高鉀血癥心力衰竭時(shí)機(jī)體缺氧，可使細(xì)胞外液的H+和K+濃度升高，從而影響Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)。其機(jī)制可能是

28、：酸中毒時(shí)H+取代Ca2+競(jìng)爭(zhēng)性地和肌鈣蛋白上的TnC結(jié)合, 且H+與TnC的親和力遠(yuǎn)較Ca2+的親和力大，使Ca2+和TnC結(jié)合減少，導(dǎo)致興奮-收縮偶聯(lián)障礙； 細(xì)胞內(nèi)酸中毒時(shí)，肌漿網(wǎng)和Ca2+結(jié)合牢固，使肌漿網(wǎng)對(duì)Ca2+的釋放緩慢，結(jié)果在心肌興奮時(shí)，胞漿中的Ca2+不能迅速升高，從而使興奮-收縮偶聯(lián)障礙； 細(xì)胞外液的高H+和高K+與Ca2+在心肌細(xì)胞膜上有競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合作用，抑制除極化時(shí)Ca2+的內(nèi)流減少，使心肌胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度降低。 （三） 心肌內(nèi)去甲腎上腺素的含量減少、作用減弱去甲腎上腺素作用于心肌細(xì)胞膜上的受體，通過(guò)激活腺苷酸環(huán)化酶，使心肌細(xì)胞內(nèi)的ATP轉(zhuǎn)變?yōu)閏AMP，cAMP一方面能促進(jìn)

29、Ca2+內(nèi)流，同時(shí)使肌漿網(wǎng)攝取和釋放Ca2+速度增高，因此去甲腎上腺素具有加強(qiáng)心肌興奮收縮偶聯(lián)的作用。心力衰竭時(shí)雖然血中的兒茶酚胺增高，但心肌中的去甲腎上腺素含量卻減少，而且作用減弱。這是由于：去甲腎上腺素合成減少肥大心肌中酪氨酸羥化酶活性降低，使去甲腎上腺素合成絕對(duì)減少；另外，心肌肥大時(shí)，心臟重量的增加超過(guò)了支配心臟的交感神經(jīng)元軸突的生長(zhǎng)，使交感神經(jīng)末梢分布密度降低，去甲腎上腺素合成相對(duì)減少； 去甲腎上腺素消耗增加心力衰竭時(shí)心輸出量減少，使交感神經(jīng)活動(dòng)加強(qiáng)，故交感神經(jīng)末梢包括心肌交感神經(jīng)末梢釋放去甲腎上腺素增加； 心肌細(xì)胞膜上的受體反應(yīng)性降低嚴(yán)重心力衰竭時(shí)，心肌細(xì)胞膜上的受體數(shù)量減少或敏感性

30、降低，使cAMP產(chǎn)生不足，結(jié)果Ca2+內(nèi)流和肌漿網(wǎng)攝取、釋放Ca2+減少，導(dǎo)致心肌興奮收縮偶聯(lián)障礙。 四、病理性心肌肥大向衰竭的轉(zhuǎn)化(Mechanisms of hypertrophy converting to failure)心肌肥大的代償作用有效、持久，但也有一定的局限性。如果心肌負(fù)荷持續(xù)過(guò)度作用，則心功能將由代償階段轉(zhuǎn)化為失代償，最后發(fā)生心力衰竭。代償性心肌肥大是一種不平衡的生長(zhǎng)方式，這是心功能轉(zhuǎn)向衰竭的基礎(chǔ)。這種生長(zhǎng)的不平衡性在器官、組織、細(xì)胞和分子水平上都有其特征性表現(xiàn)。（一）器官水平上，心肌內(nèi)去甲腎上腺素的含量減少、作用減弱心臟重量的增長(zhǎng)超過(guò)了支配心臟的交感神經(jīng)元軸突的生長(zhǎng)，使單

31、位重量肥大心肌內(nèi)交感神經(jīng)分布密度顯著降低。而且肥大心肌中兒茶酚胺合成減少而消耗增多，因此心肌內(nèi)去甲腎上腺素含量明顯減少； 肥大心肌細(xì)胞膜上的受體反應(yīng)性降低，促進(jìn)心肌興奮收縮偶聯(lián)發(fā)生障礙，導(dǎo)致心肌收縮性減弱。 （二）組織水平上，冠脈微循環(huán)障礙肥大心肌內(nèi)毛細(xì)血管的生長(zhǎng)明顯落后于心肌細(xì)胞體積的增長(zhǎng)，所以單位重量肥大心肌的毛細(xì)血管數(shù)目減少，氧的彌散間距增大，使心肌供血不足； 某些病理情況下（如高血壓?。蜃枇π孕⊙苁湛s，口徑變小，使微循環(huán)灌流減少，導(dǎo)致心肌缺氧，能量生成不足，心肌收縮性減弱。 （三）細(xì)胞水平上，心肌細(xì)胞表面積相對(duì)減少，線(xiàn)粒體數(shù)目和功能相對(duì)不足 1、肥大心肌細(xì)胞體積和重量的增加大于其

32、表面積的增加，即細(xì)胞表面積相對(duì)減少，這使細(xì)胞質(zhì)膜上的鈣泵、Na+-Ca2+交換、受體等的數(shù)目相對(duì)減少，因此，細(xì)胞膜對(duì)離子的轉(zhuǎn)運(yùn)能力減弱，包括Ca2+內(nèi)流相對(duì)不足，從而使心肌的收縮性降低； 2、肥大心肌線(xiàn)粒體數(shù)目及膜表面積不能隨心肌細(xì)胞體積成比例增加，使生物氧化功能減弱，ATP生成不足。 （四）分子水平上，肌球蛋白ATP酶和肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶活性降低1、肥大心肌細(xì)胞肌球蛋白分子頭部和尾部的比值降低。頭部比重減少，使其上的ATP酶活性相對(duì)降低。此外，ATP酶受Ca2+的激活，心力衰竭時(shí)心肌細(xì)胞內(nèi)Ca2+減少，激活A(yù)TP酶的作用減弱，使心肌能量利用障礙； 2、肥大心肌中肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶

33、活性降低，使肌漿網(wǎng)攝取和釋放Ca2+減少，導(dǎo)致興奮收縮偶聯(lián)障礙。 心肌舒張功能障礙心輸出量不僅取決于心肌的收縮性，還受心室舒張功能的影響，如果心室舒張功能障礙，心室則得不到足夠血液充盈，心輸出量必然下降而發(fā)生心力衰竭。發(fā)生機(jī)制可能與下列因素有關(guān)：一、Ca2+復(fù)位延緩 在心肌缺血缺氧時(shí)，由于心肌能量生成減少，使肌漿網(wǎng)和心肌細(xì)胞膜上的Ca2+泵功能降低，心肌復(fù)極化時(shí)胞漿內(nèi)的Ca2+濃度不能迅速恢復(fù)至“舒張閾值”，即Ca2+復(fù)位延緩，Ca2+與肌鈣蛋白仍處于結(jié)合狀態(tài)，心肌不能充分舒張。二、肌球肌動(dòng)蛋白復(fù)合體解離障礙正常的心肌舒張過(guò)程需要肌球肌動(dòng)蛋白復(fù)合體解離，這是一主動(dòng)耗能過(guò)程，必須有ATP將ADP

34、肌球肌動(dòng)蛋白復(fù)合體中的ADP置換下來(lái)，才能解離為肌球蛋白ATP和肌動(dòng)蛋白。因此，任何原因造成的心肌能量缺乏，均可導(dǎo)致心肌舒張功能障礙而引發(fā)心力衰竭。三、心室舒張勢(shì)能減少心室舒張勢(shì)能來(lái)自心室的收縮，心室收縮末期由于心室?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)的改變可產(chǎn)生一種促使心室復(fù)位的舒張勢(shì)能。心室收縮越好這種勢(shì)能越大，就越有利于心室舒張。因此，凡能使心肌收縮性減弱的病因也可通過(guò)減小心室舒張勢(shì)能而影響心室的舒張。四、心室順應(yīng)性降低 心室順應(yīng)性是指心室在單位壓力變化下所產(chǎn)生的容積改變。心肌肥大引起的心室增厚、心肌炎、纖維化及心包填塞都可使心室順應(yīng)性降低，心室擴(kuò)張充盈受限，導(dǎo)致心輸出量減少。心臟各部舒縮活動(dòng)的不協(xié)調(diào)性正常心臟各部

35、如左右心之間、房室之間、心室本身各區(qū)域的舒縮活動(dòng)處于高度協(xié)調(diào)的工作狀態(tài)。各種類(lèi)型的心律失?？善茐男呐K各部舒縮活動(dòng)的協(xié)調(diào)性，引起心泵功能紊亂，致使心輸出量下降而發(fā)生心力衰竭。第四節(jié) 心力衰竭時(shí)機(jī)體的功能與代謝變化(Functional and metabolic changes of heart failure)心力衰竭時(shí)，由于心臟泵功能降低，不能將回心血液完全排出，導(dǎo)致心輸出量減少，使動(dòng)脈系統(tǒng)血液充盈不足，靜脈系統(tǒng)血液淤滯,結(jié)果引起各器官組織血液灌流不足，發(fā)生缺氧、淤血和水腫，于是機(jī)體出現(xiàn)一系列的機(jī)能、代謝變化?；颊呙黠@的臨床癥狀和體征均由心輸出量不足、肺循環(huán)淤血和體循環(huán)淤血所致。一、心血管系

36、統(tǒng)的功能變化（Changes in cardiovascular functions）（一）心功能變化（changes in heart functions）心功能降低是心力衰竭時(shí)最根本的變化。 主要心功能評(píng)價(jià)指標(biāo)的變化 名稱(chēng) 英 文 定 義 正常值 心力貯備 cardiac reserve 心輸出量隨機(jī)體代謝需要而增長(zhǎng)的能力 心功能降低時(shí)最早發(fā)生降低的指標(biāo) 心輸出量cardiac output,CO每搏心輸出量（心臟收縮一次一側(cè)心室的的射血量）每分心輸出量（心室每分鐘射出的血液量） 1、是反映心泵功能的綜合指標(biāo)2、在低輸出量性心力衰竭時(shí)兩者均降低 心臟指數(shù)cardiac index,CI 是

37、指單位體表面積的每分心輸出量 1、CI降低2、大于正常。見(jiàn)于少數(shù)高心輸出量性心力衰竭患者，但因組織代謝率高、血流加快等，CI仍相對(duì)不足 射血分?jǐn)?shù)ejection fraction EF 是指每搏輸出量與心室舒張末期容積之比值 1、是反映心室收縮功能的常用指標(biāo)。2、心力衰竭時(shí)，因每搏心輸出量減少，結(jié)果心室舒張末期容積增大，導(dǎo)致EF降低。 肺動(dòng)脈楔壓pulmonary artery wedge pressure PAWP 它是用一根漂浮導(dǎo)管通過(guò)右心房、右心室、肺動(dòng)脈最后進(jìn)入肺小動(dòng)脈末端測(cè)出的壓力 反映左心功能，PAWP在左心衰竭時(shí)明顯升高 中心靜脈壓central venous pressure

38、CVP 是指右心房和腔靜脈內(nèi)的壓力 CVP反映右心功能，在右心衰竭或輸液過(guò)多過(guò)快超過(guò)心臟容量負(fù)荷最大限度時(shí)升高 （二）動(dòng)脈血壓的變化（changes in arterial blood pressure）心力衰竭發(fā)病的速度不同，動(dòng)脈血壓變化表現(xiàn)的形式也不一樣。當(dāng)急性心肌梗塞等原因引起急性心力衰竭時(shí)，由于心輸出量原發(fā)性急劇減少，動(dòng)脈血壓在早期即可進(jìn)行性降低，嚴(yán)重者導(dǎo)致心源性休克。當(dāng)心力衰竭呈慢性經(jīng)過(guò)時(shí)，往往伴有血容量和組織間液增多，并且機(jī)體可通過(guò)竇弓反射使外周小動(dòng)脈收縮和心率加快等代償措施，將動(dòng)脈血壓維持于基本正常水平。其積極意義是有利于保證心、腦等重要器官的血液供應(yīng)，但同時(shí)也有加重心臟前后負(fù)荷

39、和耗氧量的弊端，顯然后者對(duì)機(jī)體是不利的。（三）淤血、靜脈壓升高和水腫（blood stagnancy，rise in venous pressure and edema）1.淤血心力衰竭時(shí)，淤血發(fā)生的機(jī)制為：鈉水潴留，導(dǎo)致血容量增加；心輸出量減少，心臟收縮時(shí)射血不充分，心室內(nèi)余血量增加，致使心室舒張末期容積增大和心室舒張末期壓力增高，心房壓力相繼增高，導(dǎo)致靜脈血難以回流。左心衰竭時(shí)，肺循環(huán)淤血，甚者可發(fā)生肺水腫。2.靜脈壓升高心力衰竭時(shí)，靜脈淤血和交感神經(jīng)興奮引起小靜脈收縮（也同時(shí)收縮小動(dòng)脈）均可導(dǎo)致靜脈壓升高。3.水腫淤血和靜脈壓升高是引起水腫的重要機(jī)制。左心衰竭可引起肺淤血和肺靜脈壓升高，

40、導(dǎo)致肺水腫，臨床表現(xiàn)為：呼吸困難、兩肺濕羅音、咳粉紅色泡沫痰甚至咯血等。右心衰竭可引起體循環(huán)靜脈淤血和靜脈壓升高，臨床上表現(xiàn)為：頸靜脈怒張、肝頸靜脈返流征陽(yáng)性以及臂肺循環(huán)時(shí)間延長(zhǎng)等，甚者發(fā)生心性水腫。二、肺呼吸功能的變化（Changes in respiratory functions）(一)呼吸困難呼吸困難是左心衰竭時(shí)最早出現(xiàn)的臨床表現(xiàn)。呼吸困難（dyspnea）是患者的一種主觀感覺(jué)，是在主動(dòng)呼吸感到呼吸費(fèi)力、喘不過(guò)氣，并伴有呼吸幅度、頻率等的變化。左心衰竭所致的肺淤血和肺水腫是呼吸困難發(fā)病的的病理生理學(xué)基礎(chǔ)。心力衰竭的程度不同，則呼吸困難有不同的表現(xiàn)形式。左心衰竭時(shí)，如果氣喘伴有哮鳴音，則

41、稱(chēng)為心性哮喘(cardiac asthma )。左心衰竭時(shí)呼吸困難的表現(xiàn)形式 名 稱(chēng)勞力性呼吸困難 端 坐 呼 吸 夜間陣發(fā)性呼吸困難 英 文dyspnea on exertion orthopnea paroxysmal nocturnal dyspnea 定 義輕度心力衰竭患者，僅在體力活動(dòng)時(shí)出現(xiàn)呼吸困難，休息后消失 重癥心力衰竭患者，在安靜時(shí)感到呼吸困難，甚至不能平臥位，故必須采取端坐位或半臥位方可減輕呼吸困難程度 左心衰竭特別是已經(jīng)發(fā)生端坐呼吸的患者，常在入睡后突然感到氣悶而驚醒，并立即作起喘氣和咳嗽 發(fā)生機(jī)制1.體力活動(dòng)時(shí)，回心血量增多，加重肺淤血； 2.心率加快，使心臟舒張期縮短，

42、由肺回流到左心室的血量減少，加重肺淤血；3.需氧量增加，但因心力衰竭時(shí)機(jī)體缺氧，CO2潴留，刺激呼吸中樞，使呼吸加深加快，出現(xiàn)呼吸困難。 1.端坐位時(shí)，受重力影響,機(jī)體下端血流回流減少，減輕肺淤血和水腫； 2.膈肌下移，使胸腔容積變大，肺容易擴(kuò)張；3.下肢水腫液吸收入血減少，使血容量降低，減輕肺淤血。 1.平臥位時(shí)下半身靜脈回流增多，而且下肢水腫液回流入血增多，加重肺淤血、水腫； 2.入睡后迷走神經(jīng)興奮性升高，使支氣管收縮，氣道阻力增大；3.熟睡時(shí)神經(jīng)反射敏感性降低，只有當(dāng)肺淤血比較嚴(yán)重時(shí)，動(dòng)脈血氧分壓降到一定水平后，才能刺激呼吸中樞，引起突然發(fā)作的呼吸困難。 （二）肺水腫肺水腫是急性左心衰竭

43、最嚴(yán)重的表現(xiàn)，患者出現(xiàn)發(fā)紺、呼吸困難、端坐呼吸、咳嗽、咳粉紅色（或無(wú)色）泡沫樣痰等癥狀和體征，需立即搶救。肺水腫的發(fā)生機(jī)制如下：1、肺毛細(xì)血管壓升高 當(dāng)左心衰竭達(dá)到一定程度時(shí)，肺毛細(xì)血管壓急劇上升超過(guò)30mmHg(4kPa)，肺抗水腫的代償能力不足時(shí)，肺水腫即會(huì)發(fā)生。另外，左心衰竭病人由于輸液不當(dāng)，導(dǎo)致肺血容量急劇增加，也可引起肺毛細(xì)血管壓升高而加速肺水腫發(fā)生。2、肺毛細(xì)血管壁通透性增高 缺氧可引起肺毛細(xì)血管壁通透性增高，血漿滲入肺泡形成肺泡水腫。此外，肺泡內(nèi)的水腫液可稀釋破壞肺泡表面活性物質(zhì)，使肺泡表面張力加大，造成肺泡毛細(xì)血管內(nèi)的液體成份被吸入肺泡中，從而加重肺水腫。三、其它器官的功能變化（Functional changes of other organs）（一）肝臟和消化系統(tǒng)功能的變化肝臟和消化系統(tǒng)的功能障礙，除因動(dòng)脈血液灌流不足外，主要由體循環(huán)淤血所致。右心衰竭時(shí)，肝因淤血而腫大，并有壓痛和上腹部不適感。若肝淤血持續(xù)時(shí)間過(guò)久，還可引起淤血性肝硬變及黃疸。胃腸淤血導(dǎo)致消化功能障礙，表現(xiàn)為消化不良、食欲不振以及胃腸道