1、Heart Failure,Liu Jinjun Dept. Pathophysiology,XJTU,心脏的重要性,“泵”的作用,若一个人活80岁，在他一生中: 心脏将跳动30亿次 之多！ 输送的血液将达3亿多升，足以装满1600架四引擎波音747客机的全部油箱！ 所作的功，相当于将3万公斤重的物体向上举到喜马拉雅山顶峰所作的功！,心血管病已经成为世界性的负担,Lancet. 1998;352:1795.,57% 死亡是由心血管病引起世界性的# 1 死亡原因首当其冲的致残因素为此花费大量金钱,不同国家心衰的流行状况,Murray CJL, Lopez AD. Global health st
2、atistics: a compendium of incidence, prevalence and mortality estimates for over 200 conditions. Geneva: World Health Organization; 1996.中国医学论坛报 2000,我国冠心病和脑卒中的发病率和死亡率,我国约有400万此类病人！ 每年至少死亡200万！ 每年花费至少100亿！ 许多病人最后死于心力衰竭！,第一节 概 述,一、概念 1心力衰竭(heart failure)：在各种致病因素作用下，心脏的收缩和（或）舒张功能发生障碍，使心输出量下降(绝对或相对)，以致
3、不能满足机体代谢需要的病理生理过程。亦称为心泵衰竭。 2. 心肌衰竭（myocardial failure）：由心肌自身舒缩能力严重降低引起的心力衰竭，称为。,每搏量,前负荷,收缩性+舒张性,心输出量,心率,后负荷,心泵功能的决定因素,二、病因 （一）原发性心肌舒缩功能障碍1心肌病变：心肌炎、心肌病、心肌梗死等2心肌代谢障碍：缺血、贫血、VitB1缺乏症等。 （二）心肌负荷过度1. 容量负荷过度（前负荷）：心室舒张末期容积瓣膜关闭不全 ; 心内分流或动静脉瘘2. 压力负荷过度（后负荷）：射血阻力 动脉血压; 瓣膜狭窄使流出道受阻 （三）心室充盈障碍缩窄性心包炎；心包填塞 （四）心律失常,三、诱
4、因：1全身感染：（最常见）特别是肺部感染2酸碱平衡紊乱及水电解质紊乱 （1）酸中毒： 影响兴奋收缩耦联肌球蛋白ATP酶活性 心肌能量利用血管容积回心血量，CO （2）高K+ 血症：自律性和传导性- 心律失常 （3）过量、过快输液：增加心脏负荷。3. 快速型心律失常（1） 心肌耗氧 ，心室充盈， 冠脉血流（2） 房室或心室各部分间舒缩协调紊乱。4. 妊娠与分娩妊娠时，血容量（20%）高动力循环状态,四、分类从不同重点切入，心力衰竭有多种分类方法，相互补充。 （一）按病情严重程度轻度（心功能一级至二级）：体力活动略受限制中度（心功能三级）：轻体力活动后出现心衰的症状、体症重度（心功能四级）：安静时
5、也有心衰的症状、体症 （二）按起病及病程发展速度急性：大面积心梗、严重心肌炎 慢性：充血性心衰（Na+、H2O，血容量 ；V淤血，组织水肿显著）,（三）按心输出量高低低心输出量性（常见）：心衰时CO正常人平均水平高心输出量性：心衰前体内存在高代谢率疾病，需CO远大于正常人平均水平，才能满足机体需要；发生心衰时CO已明显降低，虽仍大于正常人CO，但已不能满足其自身的高代谢需要。 （四）按发生部位左心衰；右心衰；全心衰 （五）按收缩与舒张功能障碍收缩性心衰：心肌收缩功能障碍，如高血压、冠心病等舒张性心衰：心室僵硬度心室充盈受限,心功能的临床发展和分级,心力储备对提高心排出量的作用,第二节 心衰时机
6、体的代偿反应,一、心脏代偿 1心率加快SNS兴奋心率（在搏出量相对恒定时）CO心率150次/min时充盈时间搏出量心率170180次/min时搏出量减少CO 2. 心脏扩张（异长性自身调节）Frank-Starling机制：心肌肌节长度在一定范围内（小于最适初长度），随着初长度的拉长，心肌收缩力SNS和RAS激活回心血量，肌节长度拉长收缩性，但提高CO能力有限（过度拉长时，心肌收缩力反而下降）,3. 心肌收缩力增强（等长自身调节） SNS兴奋（正性变力）AC心肌收缩力CO 不利方面：长期应激心肌对AC反应性收缩性心肌耗氧量心肌相对缺血加重4.心肌肥大(1)分类(Classification)向
7、心性肥大：压力负荷，心肌纤维并联增生为主，心肌细胞明显增粗，心室腔直径/心肌厚度之比离心性肥大：容量负荷，心肌纤维串联增生为主，心肌细胞明显增长，心室腔直径/心肌厚度之比不变或,（2）心肌肥大对心功能的影响早期代偿： 心肌总的收缩成分心肌收缩性，CO。晚期失代偿：心肌肥大过程中，心肌组织的多种成分发生不平衡生长（心肌重建），使心肌总的收缩性 心肌组织中的交感N末梢、毛细血管密度和总表面积相 对调控障碍，供血心肌细胞收缩蛋白改变能量利用心肌细胞线粒体数目相对产能细胞肌浆网Ca2+处理功能障碍，肥大心肌舒缩性心肌间质、胶元纤维增生肥大心肌顺应性,二、心外代偿 长期CO-组织灌流，慢性循环性缺氧-机
8、体发生对慢性缺氧的代偿,（一）血容量增加1、肾小球滤过率(GFR) Bp PGE2交感-肾上腺髓质系统兴奋 肾血流量 GFRRAS（Ang）,2增加肾小管钠水重吸收（1）肾内血流重分布（髓质肾单位血流增加）（2）肾小球滤过分数（出球小A收缩大于入球A）（3）潴钠水激素：ALD、ADH等。（4）抑制重吸收激素：PGE2 、利钠激素等。代偿意义：血容量增加心室充盈CO，维持Bp 不利影响：心性水肿，增加心脏前后负荷，耗氧增加,（二）交感N系统兴奋性，体循环血流重分布代偿意义：保证心、脑重要脏器的供血不利影响：周围器官长期供血不足脏器功能紊乱外周血管长期收缩心脏后负荷（三）红细胞慢性低动力性缺氧肾促
9、红细胞生成素(Epo)合成骨髓造血Rbc，Hb(携氧，但也血液粘稠度) （四）组织细胞利用氧的能力增强线粒体数量能量生成慢性缺氧 肌红蛋白含量氧储存和利用,三、神经-体液的代偿反应1交感-肾上腺髓质系统兴奋性2肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活 代偿意义：保证了心脑等重要脏器的血供 不利影响：1、增大心脏负荷2、心肌耗氧量增大3、心律失常4、细胞因子的损伤作用5、氧化应激 6、心肌重构7、钠水潴留,心肌Remodeling的概念,心肌改建(myocardial remodeling)是指心脏组织对血流动力学紊乱、神经体液及血液理化等损伤因素所发生的一且结构和功能的适应性改变。 在结构上表现为细胞
10、表型改变、增生、纤维化、肌层细胞重排等。 在功能上表现为顺应性降低，反应性改变等。,心肌改建贯穿心衰发展的整个过程,第三节 心力衰竭的发生机制,一、正常心肌舒缩的分子基础肌球蛋白（粗肌丝） 收缩蛋白肌动蛋白（细肌丝）向肌球蛋白（阻断横桥与肌动蛋白“作用点” ） 调节蛋白 肌钙蛋白（与Ca+结合传递信息）钙离子： 电兴奋转化为机械收缩的中介(兴奋收缩耦联）Ca+与肌钙蛋白结合向肌球蛋白构象改变解除对肌动蛋白和横桥的阻碍ATP：为粗、细肌丝的滑动提供能量,心室肌收缩-舒张周期,二、心力衰竭的发生机制,（一）心肌收缩性1心肌收缩成分减少和排列紊乱细胞坏死：缺血、缺氧、细菌、中毒等细胞凋亡：氧化应激、
11、细胞因子、钙稳态失衡、Mit 功能障碍等肥大心肌收缩成分相对减少心肌排列改变,2能量代谢障碍 （1）能量代谢障碍的机制缺血、缺氧、贫血有氧氧化 A. 能量生成不足VitB1缺乏(脚气病)产能代谢障碍 B. 能量存储障碍：CP含量减少 C. 能量利用障碍：肌球蛋白头部的ATP酶活性 （2）能量代谢障碍对心肌收缩性的影响：A肌球蛋白ATP酶水解供能BCa+转运障碍C收缩相关蛋白的合成,3兴奋-收缩耦联障碍 （1）肌浆网Ca+处理功能障碍A. 摄取： 心肌产能不足，肌浆网Ca +泵活性 Ca+泵本身的酶蛋白含量 去甲肾上腺素及受体下调，受磷蛋白 （PLP）的磷酸化减弱，抑制Ca+转运B. 储存： 摄
12、入Ca+ （肌浆网钙存储能力没有减弱）C. 释放： RyR（Ry受体）mRNA及表达蛋白 Ca+储存 酸中毒时， Ca+与钙储存蛋白结合紧密释放减少,（2）胞外Ca +内流障碍 心肌肥大受体密度，去甲肾上腺素耗竭（合成，消耗）受体依赖性钙通道Ca +内流受阻 H + 受体对去甲肾上腺素敏感性 K +K +、Ca +竞争，使Ca +内流（3）肌钙蛋白与Ca +结合障碍二者的结合条件： Ca +升至10-5 mol/L（收缩域值）；肌钙蛋白活性正常H +与Ca +竞争性结合肌钙蛋白酸中毒时 H +抑制肌钙蛋白与Ca +的亲和力H +使肌浆网中Ca +储存蛋白与Ca +亲和力,（二）心室舒张功能障碍
13、1Ca+复位延缓，不利于Ca+与肌钙蛋白解离舒张时胞浆Ca +向胞外排（1）ATPCa +泵肌浆网摄Ca +（2）心衰时，Na +/Ca +交换体与Ca +亲和力，使 Ca +外排2心肌能量缺乏，肌球-肌动蛋白复合体解离 障碍,3心室顺应性心肌纤维化间质增生 心室僵硬度室壁增厚 心室充盈受限CO心肌炎、水肿4心室舒张负荷、舒张被动阻力心室舒张势能的产生是由于几何结构改变引起的 影响因素：收缩性；心室冠状动脉的充盈心包积液、缩窄性心包炎。,（三） 心脏各部舒缩活动的不协调性各种心律失常均可引起CO降低房室舒缩不协调CO40%两侧心室不同步收缩时CO，但较房室不协 调活动的影响小同一心室各部位心肌
14、舒缩不协调（如心梗、心肌缺血）CO,第四节 心衰时的临床表现及病理生理学基础,一、心输出量不足（外周血灌流不足的症状体症）1、心泵血功能降低（1）心泵功能：CO、CI等（2）心肌收缩性和舒张性： EF，dP/dtmax（3）心室舒张末期容积，压力LVEDP，PAWP；RVEDP，CVP（4）心率：既是代偿反应，又是心功能低下的表现,2动脉压变化急性CO机体有效代偿不能充分发挥 血压心源性休克。慢性CO机体有效代偿使外周阻力血管收缩总TPR血压正常（血压正常并不意味着组织灌流量正常） 3脏器血流重分配，保证生命重要器官，尤其是心、脑等重要脏器血供,二、肺循环淤血 （一）呼吸困难患者感觉气短，呼吸
15、急促、费力，口唇紫绀，常见于左心衰 1、呼吸困难基本机制肺淤血水肿肺泡扩张阻力 呼吸作功，通气量 支气管粘膜肿胀气道阻力肺淤血水肿刺激肺血管旁感受器 反射性兴奋呼吸中枢换气通气障碍低氧血症,2.呼吸困难的表现形式（1）劳力性呼吸困难：随体力活动而发生的呼吸困难，休 息后可缓解或消失A 体力活动时耗氧量呼吸中枢兴奋B 心率使舒张期 冠脉灌流不足，缺氧左室充盈，肺淤血C 肌肉收缩使回心血量使心负荷肺淤血 （2）端坐呼吸：心衰病人平卧后，加重呼吸困难，而被迫端 坐或半卧位A 平卧时躯体下半部血回流肺淤血B 平卧时下肢水肿液回吸收入血C 平卧时膈肌位置高肺泡通气 缺氧,（3）夜间阵发性呼吸困难：夜间平
16、卧入睡后突感呼吸困难 而惊醒机理A、B、C同端坐呼吸D 入睡后迷走N相对兴奋小支气管收缩，阻力通气E 熟睡后中枢N系统敏感性-只有严重低氧血症、通气费力方能唤醒患者 （二）肺水肿1毛细血管压2毛细血管通透性肺循环淤血PaO2Cap通透性3. 肺泡内水肿液使肺泡表面活性物质肺泡表面张力使肺泡回缩力肺组织间静水压，血浆渗出加重肺水肿,三、体循环淤血 ( V淤血，V压) 机制: 1钠水潴留； 2右房压，V血回流； 表现：1、V淤血，V压2、水肿（皮下水肿、胸水、腹水等）3、肝淤血肿大淤血性肝硬化；4、胃肠道淤血水肿消化道功能障碍 心性水肿：特点是水肿从身体下垂部位开始。主要发 生机制是钠水潴留和Ca
17、p流体静压。四、水、电解质及酸碱平衡紊乱代谢性酸中毒及钾、钠代谢紊乱,第五节 心衰的防治一、防治基本病因，消除诱因 二、改善心脏的舒缩功能1增强心肌收缩功能：强心药物，如洋地黄等2改善心肌舒张功能：钙拮抗剂 三、减轻心脏前后负荷1. 降低心脏后负荷：扩张动脉，如肼苯哒嗪2调整前负荷：扩张静脉，如硝酸甘油 四、控制水肿：利尿、限盐 五、脏器移植 六、心肌成形术,Cardiomyoplasty technique: the left latissimus dorsi muscle (LDM) is transposed into the chest through a window created
18、 by resecting the anterior segment of the 2nd rib (5 cm). The LDM is then wrapped arround both ventricles. Sensing and pacing electrodes are connected to an implantable cardiomyostimulator.,一定范围内提高CO，有局限性,病因及诱因,Bp,心室舒张末期容积,压力感受器传入冲动,“容量感受器”刺激,回心血量,RAS激活,迷走N兴奋性,HR,心室充盈,心肌收缩性,过快HR使冠脉灌流,心肌耗氧量,交感N兴奋性,Ca
19、rdiac Muscle,Molecular Basis of Contraction,Myocardial Infarction,Myocardial ischemia Hypoxia Virus or bacterial infection,Atherosclerosis of the larger coronary arteries,Active Signal-dependent Gene-directed Energy-requiring,Apoptosis,The relationship between ventricular dysfunction and prognosis,M
20、yocardial infarcted size,Cardiac index,Mortality,5-10% Normal 2%,10-20% Slightly decreased 10%,20-40% Decreased 22%,40% Markedly decreased 60%,DNA ladder,Detection of DNA fragmentation,Apoptosis index 35.5%,心肌能量代谢示意图,Excitation-contraction coupling,ATP-dependent pump,PLN (Phospholamban) break,In hea
21、rt failure,Expression of PLN Beta-adrenoceptor activation ATP supply,Ca2+-induced Ca 2+ release,Ryanodine receptor,Calcium Channel,心肌细胞膜钙通道,Calcium Channel,钠钙交换体示意图,Normal hypertrophy,Concentric hypertrophy,Eccentric hypertrophy,心壁正常收缩 部分心壁收缩减弱 局部心壁丧失收缩能力,局部心壁收缩期膨出 心壁收缩不同步,心室壁收缩不协调常见类型,心脏各部分舒缩活动不协调,NYHA心衰分级（1928年提出，1994年第九次修订）心功能级别 心 功 能 状 态 客 观 评 价 级 有心脏疾病，但体力活 无心功能障碍 （心功代偿期） 动不受限 客观证据 级 有心脏疾病，体力活动 轻度心有功能 （轻度心衰） 轻度受限 客观障碍证据 级 有心脏疾病，体力活动 有中度心功能 （中度心衰） 明显受限 客观障碍证据 级 有心脏疾病，不能胜任 有重度心功能（重度心衰） 任何体力活动 客观障碍证据,肌球蛋白ATPase活性降低,代偿状态时，V1增多；失代偿时，V3增多。,
