病理生理學(xué) 心力衰竭

病理生理學(xué)心力衰竭心衰的全球發(fā)病率高，尤其是老年人群人群中心力衰竭患病率約為1.5%～2%65歲以上的老年人口中患病率6%～10%2020年以心力衰竭及腦卒中為代表的心腦血管病將成為全球第一位的致死和致殘?jiān)?，心力衰竭的防治已成為關(guān)系人類健康的重要公共衛(wèi)生問題輔助檢查血?dú)夥治觯ù策叄㏄H7.27，PCO228mmhg，PO291mmhg，SO296%腎功能：scr880umol/lBNP:3690pg/ml血鉀：6.2mmol/L各種原因引起心臟結(jié)構(gòu)和功能的改變心力衰竭的概念心臟收縮和（或）舒張功能發(fā)生障礙不能滿足機(jī)體代謝需要（Conceptofheartfailure）心功能不全（cardiacinsufficiency）包括心臟泵血功能受損后由完全代償直至失代償?shù)娜^程。心力衰竭（heartfailure）

心功能不全的失代償階段，患者出現(xiàn)明顯的癥狀和體征。一、心力衰竭的病因、誘因、分類、分期（一）病因心肌舒縮功能障礙心臟負(fù)荷過重心肌損害心肌代謝異常容量負(fù)荷過重壓力負(fù)荷過重心肌梗死維生素B1缺乏瓣膜關(guān)閉不全高血壓心肌炎缺血?jiǎng)?靜脈瘺主動(dòng)脈狹窄心肌病缺氧室間隔缺損主動(dòng)脈瓣狹窄心肌中毒嚴(yán)重貧血肺動(dòng)脈高壓心肌纖維化甲狀腺功能亢進(jìn)肺動(dòng)脈瓣狹窄心肌收縮力降低：心肌的結(jié)構(gòu)或代謝性損傷可引起心肌的收縮性降低；心室負(fù)荷過量：前負(fù)荷：心臟收縮前所承受的負(fù)荷，相當(dāng)于心室舒張末期容量或壓力，又稱容量負(fù)荷后負(fù)荷：心室射血時(shí)所要克服的阻力，又稱壓力負(fù)荷心室舒張及充盈受限：左室肥厚、纖維化和限制性心肌?。欢⑷獍戟M窄；心包炎（二）誘因誘因誘發(fā)心力衰竭的主要機(jī)制感染或發(fā)熱致病微生物及其產(chǎn)物直接損傷心肌細(xì)胞；發(fā)熱時(shí)交感神經(jīng)興奮，心率加快，減少心肌供血過勞和情緒激動(dòng)機(jī)體強(qiáng)烈應(yīng)激狀態(tài)，使心率加快，增加心肌耗氧量、減少心肌供血水、電解質(zhì)代謝紊亂和酸堿平衡失調(diào)過快、過量輸液可加重心臟前負(fù)荷；高鉀血癥和低鉀血癥易引起心肌興奮性、傳導(dǎo)性、自律性的改變，導(dǎo)致心律失常；酸中毒可干擾心肌鈣離子轉(zhuǎn)運(yùn)而抑制心肌的收縮性心律失?？焖傩孕穆墒С?dǎo)致心肌耗氧量增加；舒張期縮短而減少心肌供血和心室充盈；房室收縮不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致心輸出量降低；妊娠和分娩妊娠期血容量增加，加重心臟前負(fù)荷；分娩時(shí)疼痛、精神緊張，使交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮，心率增快，增加心肌耗氧量治療不當(dāng)洋地黃中毒引起心律失常，與水電解質(zhì)代謝紊亂?；橐蚬?，通過干擾心肌的電生理特性、減少心肌供血和增加耗氧量等降低心肌舒縮能力問題一：該患者心力衰竭的病因是什么？該患者本次因心力衰竭入院的誘因是什么？1、按心力衰竭的發(fā)病部位：左心衰竭、右心衰竭、全心衰竭2、按心肌收縮與舒張功能障礙分類：收縮性心力衰竭、舒張性心力衰竭3、按心輸出量的高低分類：低輸出量性心力衰竭、高輸出量性心力衰竭（三）心力衰竭分類紐約心功能分級(jí)（NYHA）心功能級(jí)別心功能狀態(tài)I級(jí)（心功能代償期）體力活動(dòng)不受限制，日?；顒?dòng)不引起心功能不全的表現(xiàn)II級(jí)（輕度心力衰竭）體力活動(dòng)輕度受限，靜息時(shí)無癥狀，一般活動(dòng)可引起呼吸困難、疲乏和心悸等癥狀I(lǐng)II級(jí)（中度心力衰竭）體力活動(dòng)明顯受限，靜息時(shí)無癥狀，輕度活動(dòng)即可引起呼吸困難、疲乏和心悸等癥狀I(lǐng)V級(jí)（重度心力衰竭）體力活動(dòng)重度受限，在靜息時(shí)也有癥狀，任何活動(dòng)均可引呼吸困難、疲乏和心悸等癥狀（四）心功能不全分期ACC/AHA慢性心衰分期A期B期C期D期具有心衰發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)心衰心衰高?；颊?，但未發(fā)展到心臟結(jié)構(gòu)改變例如：患者存在

高血壓

動(dòng)脈粥樣硬化疾病

糖尿病

肥胖

代謝綜合征

使用心臟毒性藥物

有心肌病家族史已發(fā)展到心臟結(jié)構(gòu)改變，但尚未引起癥狀例如：患者存在MI病史LV重構(gòu)，包括LVH和EF降低

無癥狀性瓣膜病過去或現(xiàn)在有心衰癥狀伴有結(jié)構(gòu)損害例如：患者存在

結(jié)構(gòu)性心臟病

及

氣短和乏力，運(yùn)動(dòng)耐量下降等心衰癥狀結(jié)構(gòu)性心臟病晚期，最大劑量藥物治療情況下靜息時(shí)仍有明顯癥狀的患者例如反復(fù)住院或無特殊干預(yù)治療情況下不能安全出院的患者，需持續(xù)靜滴正性肌力藥物緩解心衰癥狀或使用機(jī)械性循環(huán)輔助裝置，準(zhǔn)備接受心臟移植患者結(jié)構(gòu)性心臟病發(fā)生心衰癥狀靜息時(shí)頑固性心衰癥狀問題二：該患者紐約心功能分級(jí)？該患者ACC/AHA慢性心衰分期？二、心功能不全時(shí)機(jī)體的代償適應(yīng)性反應(yīng)（一）神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)機(jī)制激活（二）心臟本身的代償反應(yīng)：心率增快；心臟緊張?jiān)葱詳U(kuò)張；心肌收縮性增強(qiáng)；心室重塑（三）心臟以外的代償：增加血容量；血流重新分布；紅細(xì)胞增多；組織利用氧的能力增加交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)激活腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活其他體液活性物質(zhì)的變化（一）神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)機(jī)制激活心輸出量減少交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)激活血漿兒茶酚胺濃度明顯升高刺激β受體，興奮性G蛋白，激活腺苷酸環(huán)化酶使cAMP增多，激活蛋白激酶A，鈣通道磷酸化，鈣內(nèi)流，從而增加心肌收縮力刺激α受體，外周血管選擇性收縮，血流重分配保障重要臟器的血供交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)激活長期過度激活減少冠脈灌注量心肌細(xì)胞膜離子轉(zhuǎn)運(yùn)異常，誘發(fā)心律失常外周血管阻力持續(xù)增加加重心臟后負(fù)荷內(nèi)臟器官缺血會(huì)引起代謝、功能、結(jié)構(gòu)改變腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)激活可引起鈉水潴留、作用于心臟成纖維細(xì)胞，促進(jìn)膠原合成和心室重構(gòu)血管緊張素醛固酮循環(huán)中血管緊張素：血管收縮；心肌和非心肌細(xì)胞肥大或增殖心肌局部血管緊張素：促進(jìn)心交感神經(jīng)末梢釋放去甲腎上腺素，提高心肌收縮力和心肌耗氧量；促進(jìn)血管壁增生及纖維化；促進(jìn)心肌細(xì)胞肥大、心肌間質(zhì)纖維化，心室重構(gòu)其他體液活性物質(zhì)的變化血漿BNP水平升高見于左室射血分?jǐn)?shù)降低、左室肥厚、左室充盈壓升高、急性心肌梗死和心肌缺血關(guān)系密切BNP結(jié)合臨床評(píng)估有助于鑒別急診患者的心源性或非心源性呼吸困難，也有助于縮短住院時(shí)間和降低治療成本BNP升高可以提高對(duì)可疑患者做出心衰的診斷，也有助于在診斷不明時(shí)考慮到心衰的可能，但不能單單依靠BNP來肯定或排出心衰1、功能代償2、慢性綜合性代償適應(yīng)性反應(yīng)：心室重塑（二）心臟本身的代償反應(yīng)心率加快心臟緊張?jiān)葱詳U(kuò)張心肌收縮性增強(qiáng)壓力感受器效應(yīng)：

心輸出量↓→動(dòng)脈血壓↓→主動(dòng)脈弓和頸動(dòng)脈竇壓力感受器刺激↓→經(jīng)竇神經(jīng)傳到中樞的抑制性沖動(dòng)↓→心率↑容量感受器效應(yīng)：

心臟泵血↓→心室舒張末期容積和壓力↑→心房和腔靜脈容量感受器↑→交感神經(jīng)↑、迷走神經(jīng)↓化學(xué)感受器效應(yīng)：缺氧→主動(dòng)脈體和頸動(dòng)脈體化學(xué)感受器↑→心率↑心率加快的機(jī)制：心率加快的意義：動(dòng)員迅速，見效快迅速，貫穿始終；一定程度的心率加快可以增加心輸出量，提高舒張壓，有利于冠脈的血流灌注，維持動(dòng)脈血壓；代償作用局限；心率加快增加心肌耗氧；心率過快時(shí)（＞180次/分）縮短心臟舒張期，冠脈灌注量減少，心肌缺血缺氧加重，心臟充盈不足，心排血量降低；心臟緊張?jiān)葱詳U(kuò)張F(tuán)rank-Starling定律正常狀態(tài)下

1.72.12.22.7m收縮力肌節(jié)初長心臟緊張?jiān)葱詳U(kuò)張：由于每搏輸出量降低，使心室舒張末期容積增加，前負(fù)荷增加導(dǎo)致心肌纖維初長度增大，此時(shí)心肌收縮力增強(qiáng)，代償性增加每搏輸出量，這種伴有心肌收縮力增強(qiáng)的心腔擴(kuò)大肌源性擴(kuò)張：心肌拉長并伴有收縮力減弱的心腔擴(kuò)大心輸出量減少交感-腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)激活血漿兒茶酚胺濃度明顯升高刺激β受體，興奮性G蛋白，激活腺苷酸環(huán)化酶使cAMP增多，激活蛋白激酶A，鈣通道磷酸化，鈣內(nèi)流，從而增加心肌收縮力心肌收縮性增強(qiáng)心室重構(gòu)：心室在長期容量和壓力負(fù)荷增加時(shí)，通過改變心室的代謝、功能和結(jié)構(gòu)而發(fā)生的慢性代償適應(yīng)性反應(yīng)。心室重構(gòu)向心性肥大離心性肥大心肌細(xì)胞重塑非心肌細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)的變化心肌肥大心肌細(xì)胞表型改變心肌肥大：細(xì)胞水平上表現(xiàn)為細(xì)胞直徑增寬，長度增加；器官水平上表現(xiàn)為心室質(zhì)（重）量增加，心室壁增厚；臨床上心超提示心室壁增厚，因此又稱心室肥厚。向心性肥大在長期壓力負(fù)荷作用下，心肌纖維呈并聯(lián)性增生。離心性肥大在長期容量負(fù)荷作用下，心肌纖維呈串聯(lián)性增生。正常壓力負(fù)荷過重容量負(fù)荷過重向心性肥大離心性肥大心肌肥大擴(kuò)張型心肌病肥厚型心肌病心肌肥大時(shí)，室壁增厚，降低心室壁張力而減少心肌的耗氧量，有助于減輕心臟負(fù)擔(dān)；心肌肥大時(shí)，單位重量心肌的收縮性降低，由于整個(gè)心臟重量增加，總的收縮力增加，有助于維持心排血量；過度肥大心肌可發(fā)生不同程度的缺血、缺氧、能量代謝障礙和心肌舒縮能力減弱，使心功能由代償轉(zhuǎn)為失代償；

心肌肥大的意義：心肌細(xì)胞表型改變心肌細(xì)胞基因表達(dá)的胚胎化改變：肌球蛋白輕鏈及肌鈣蛋白T亞單位胚胎型改變特點(diǎn)：胚胎型同工蛋白合成速度快，但ATP酶活性降低，心肌細(xì)胞更易發(fā)生心衰變化：非心肌細(xì)胞活化或增殖重構(gòu)早期，III型膠原增多為主重構(gòu)后期，I型膠原增多為主意義：過度的非心肌細(xì)胞增殖及基質(zhì)重構(gòu)，降低室壁順應(yīng)性，影響心臟舒張功能；冠狀動(dòng)脈周圍的纖維增生和管壁增厚，冠脈循環(huán)儲(chǔ)備能力和供血降低；間質(zhì)增生和重構(gòu)影響心肌細(xì)胞間的信息傳遞和舒縮協(xié)調(diào)，影響心肌細(xì)胞血氧供應(yīng)，促進(jìn)心肌的凋亡和纖維化；非心肌細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)的變化（三）心臟以外的代償1、血容量增加機(jī)制：近曲小管重吸收鈉水增多RAAS激活，促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)鈉水的重吸收抗利尿激素（ADH）釋放增多，促進(jìn)遠(yuǎn)曲小管和集合管對(duì)水的重吸收意義：一定范圍內(nèi)可提高靜脈回流量和心輸出量，長期過度血容量增加可加重心臟負(fù)荷，反而加重心衰（二）血流重分布

腎血管收縮明顯，血流量顯著減少，其次是皮膚和肝（三）紅細(xì)胞增多

（四）組織細(xì)胞用氧能力增強(qiáng)

細(xì)胞線粒體中呼吸鏈酶的活性增強(qiáng)，線粒體的數(shù)量增多三、心力衰竭的發(fā)生機(jī)制正常心肌舒縮的分子基礎(chǔ)收縮蛋白肌球蛋白

肌動(dòng)蛋白調(diào)節(jié)蛋白向肌球蛋白，肌鈣蛋白（向肌球蛋白亞單位TnT、鈣結(jié)合亞單位TnC、抑制亞單位TnI）調(diào)節(jié)蛋白本身沒有收縮作用，通過肌鈣蛋白與Ca2+可逆性結(jié)合改變向肌球蛋白的位置，從而調(diào)節(jié)粗、細(xì)肌絲的結(jié)合與分離。向心肌興奮-收縮耦聯(lián)心肌興奮、收縮耦聯(lián)的過程即是心肌細(xì)胞的電活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械活動(dòng)的過程，Ca2+起著至關(guān)重要的中介作用。123質(zhì)網(wǎng)心肌的舒張心肌收縮功能降低：心肌收縮成分減少；心肌能量代謝障礙；心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙心肌舒張功能障礙：主動(dòng)性舒張功能減弱；被動(dòng)性舒張功能減弱心臟各部舒縮活動(dòng)不協(xié)調(diào)心力衰竭的發(fā)生機(jī)制（一）心肌收縮功能降低1.心肌收縮成分減少（1）心肌細(xì)胞數(shù)量減少缺血、缺氧感染、中毒心肌細(xì)胞壞死心肌細(xì)胞數(shù)量減少氧化應(yīng)激細(xì)胞因子鈣超載線粒體功能異常心肌細(xì)胞凋亡細(xì)胞自噬增強(qiáng)？（2）心肌結(jié)構(gòu)改變分子水平：細(xì)胞代謝和離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白質(zhì)變化細(xì)胞水平：線粒體數(shù)目增多，體積增大，肌原纖維增多，細(xì)胞核增大。器官水平：心腔擴(kuò)大而室壁變薄，擴(kuò)張的心室?guī)缀谓Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化衰竭心臟在多個(gè)層次和水平出現(xiàn)的不均一性改變是構(gòu)成心臟收縮能力降低及心律失常的結(jié)果基礎(chǔ)2.心肌能量代謝障礙能量生成障礙最常見的原因:心肌缺血、休克、嚴(yán)重貧血ATP主要來自線粒體的氧化代謝；有氧條件下，心肌優(yōu)先利用脂肪酸；心衰晚期，心肌脂肪酸氧化明顯下調(diào)，底物代謝從優(yōu)先利用脂肪酸向利用葡萄糖轉(zhuǎn)變心肌肥大，毛細(xì)血管數(shù)量增加不足，線粒體含量相對(duì)不足；VitB1缺乏，丙酮酸氧化脫羧障礙，有氧氧化障礙；能量儲(chǔ)備減少：磷酸肌酸是心肌細(xì)胞內(nèi)存儲(chǔ)能量的主要形式。衰竭心臟磷酸肌酸激酶同工型發(fā)生轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致磷酸肌酸激酶活性降低，使儲(chǔ)能形式的磷酸肌酸含量減少。肌球蛋白ATP酶同工酶有三種:V1(αα):活性最高

V2(αβ):活性次之

V3(ββ):活性最低過度肥大的心肌其肌球蛋白頭部ATP酶活性下降，原因是V1型轉(zhuǎn)變?yōu)閂3型。能量利用障礙3.心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙心肌興奮、收縮耦聯(lián)的過程即是心肌細(xì)胞的電活動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械活動(dòng)的過程，Ca2+起著至關(guān)重要的中介作用。123質(zhì)網(wǎng)◆心衰時(shí)Ca2+內(nèi)流受阻原因心肌內(nèi)去甲腎上腺素合成減少及消耗增多，導(dǎo)致去甲腎上腺素含量下降過度肥大的心肌細(xì)胞膜上β-受體密度相對(duì)減少且敏感性降低胞外K+競爭性抑制Ca2+內(nèi)流（1）胞外Ca2+內(nèi)流障礙（2）肌漿網(wǎng)鈣轉(zhuǎn)運(yùn)功能障礙肌漿網(wǎng)Ca2+攝取能力↓心肌缺血缺氧，ATP供應(yīng)不足，肌漿網(wǎng)Ca2+-ATP酶含量或活性降低，心肌收縮性減弱。收縮后的心肌不能充分舒張，舒張延緩肌漿網(wǎng)Ca2+儲(chǔ)存量↓心力衰竭時(shí)線粒體攝取Ca2+增多，不利于肌漿網(wǎng)的鈣儲(chǔ)存。心肌收縮力減弱肌漿網(wǎng)Ca2+釋放量↓衰竭心肌細(xì)胞，肌漿網(wǎng)鈣釋放蛋白含量或活性降低心肌缺血時(shí)心肌細(xì)胞酸中毒，H+與肌鈣蛋白親和力較Ca2+大，H+占據(jù)了肌鈣蛋白上的Ca2+結(jié)合位點(diǎn)；酸中毒引起高血鉀，減少鈣離子內(nèi)流；H+增多，肌漿網(wǎng)中鈣結(jié)合蛋白與Ca2+親和力增大，使肌漿網(wǎng)在心肌收縮時(shí)不能釋放足量的Ca2+（3）肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合障礙（二）心肌舒張功能障礙心臟舒張功能異常表現(xiàn)使心室充盈量減少彈性回縮力降低心室僵硬度增加Ca2+復(fù)位延緩：Ca2+泵活性降低肌球－肌動(dòng)蛋白復(fù)合體解離障礙1.主動(dòng)性舒張功能減弱舒張末期容積舒張末期壓力順應(yīng)性降低順應(yīng)性正常順應(yīng)性升高心室順應(yīng)性：是心室在單位壓力變化下所引起的容積變化。其倒數(shù)是心室僵硬度。室壁增厚、心肌炎癥，纖維化及間質(zhì)增生均導(dǎo)致心室順應(yīng)性降低。2.被動(dòng)舒張功能減弱3.心室舒張勢(shì)能減弱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)能心室舒張期冠狀動(dòng)脈的灌流是促進(jìn)心室舒張的一個(gè)重要因素（三）心臟各部舒縮活動(dòng)的不協(xié)調(diào)性

1、心律失常破壞心臟各部舒縮活動(dòng)的協(xié)調(diào)性2、同一心室心肌梗死區(qū)域性分布，導(dǎo)致心室活動(dòng)不協(xié)調(diào)輔助檢查輔助檢查血?dú)夥治觯ù策叄㏄H7.27，PCO228mmhg，PO291mmhg，SO296%血常規(guī)：WBC120.10(*109)CRP59.2mg/l腎功能：scr880umol/lBNP:3690pg/ml血鉀：6.2mmol/L問題三：該患者心衰發(fā)生機(jī)制？心肌收縮功能降低：心肌收縮相關(guān)蛋白改變（心肌結(jié)構(gòu)改變）；心肌興奮-收縮耦聯(lián)障礙（胞外Ca2+內(nèi)流障礙、肌鈣蛋白與Ca2+結(jié)合障礙）心肌舒張功能障礙（被動(dòng)性舒張功能減弱、心室舒張勢(shì)能減弱）心臟各部分舒縮活動(dòng)不協(xié)調(diào)四、心功能不全時(shí)臨床表現(xiàn)的病理生理基礎(chǔ)臨床表現(xiàn)：心排血量降低導(dǎo)致的器官組織灌流量減少肺循環(huán)淤血體循環(huán)淤血（一）心排出量減少1、心臟泵血功能降低左室射血分?jǐn)?shù)(leftventricularejectionfraction,EF)降低每搏輸出量與心室舒張末期容積的比值。心輸出量(cardiacoutput,CO)減少心臟指數(shù)(cardiacindex,CI)降低是指單位體表面積的每分心輸出量。心室充盈受損：肺毛細(xì)血管楔壓；中心靜脈壓心率增快2、臨床主要表現(xiàn)動(dòng)脈血壓的變化：以心力衰竭發(fā)生的速度和嚴(yán)重程度而定尿量減少：心排血量減少通過壓力感受器和腎球旁裝置的刺激使腎血流量減少，腎小球?yàn)V過率減少和重吸收增加，患者尿量減少，伴有氮質(zhì)血癥；乏力：骨骼肌血流量減少，活動(dòng)耐受力降低；皮膚蒼白或發(fā)紺：皮膚血流量減少；神經(jīng)系統(tǒng)癥狀：頭痛、頭暈、失眠、記憶力減退、煩躁不安，心源性暈厥，阿斯綜合征（二）靜脈淤血1、體循環(huán)淤血頸靜脈充盈或怒張、肝頸靜脈反流征陽性：鈉水潴留及右心室舒張末壓升高，上下腔靜脈回流受阻，靜脈異常充盈；肝腫大及肝功能損害胃腸道淤血所致的食欲不振、惡心、嘔吐等消化道癥狀心性水腫：毛細(xì)血管壓力增高、腎血流量減少、肝功能受損導(dǎo)致低蛋白血癥，表現(xiàn)為下肢浮腫、胸水、腹水呼吸困難表現(xiàn)勞力性呼吸困難端坐呼吸夜間陣發(fā)性呼吸困難2、肺循環(huán)淤血輕度心力衰竭患者，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