病理生理第5章心力衰竭课件

1、 心力衰竭 Heart Failure第1页，共81页。Heart FailureThe Final Common Pathwayischemic diseasevalvular diseasecardiomyopathypericardial diseasehypertensioncongenital HeartFailure概述第2页，共81页。概述循环系统第3页，共81页。各种致病因素 心肌收缩和（或）舒张功能障碍 心泵功能降低 心输出量绝对或相对减少 不能满足机体组织代谢需要概述心力衰竭概念第4页，共81页。概述基本知识心功能不全（Cardiac insufficiency ） 包括心

2、脏泵血功能受损后从完全代偿直至失代偿的整个过程。心力衰竭（heart failure） 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。充血性心力衰竭（congestive 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。第5页，共81页。心肌收缩性降低（Deseased myocardial contractility）心室负荷过重（Overload for myocardium）心室舒张和充盈受限（Restricted filling of the heart）病因与诱因心力衰竭的病因与诱因心力衰竭的病因第6页，共81页

3、。心肌病变心肌梗死、心肌炎及心肌病等 心肌代谢障碍心肌缺血、缺氧及严重的维生素B1缺乏 （一）心肌收缩性降低病因与诱因心力衰竭的病因第7页，共81页。 volume overload左心 主动脉瓣关闭不全 二尖瓣关闭不全右心 肺动脉瓣关闭不全 三尖瓣关闭不全 全心 甲亢、房室间隔缺损、 肺动静脉瘘pressure overload 前负荷过重 后负荷过重主动脉瓣狭窄高血压肺动脉瓣狭窄肺动脉高压血液粘性增大心力衰竭的病因病因与诱因（二）心室负荷过度 第8页，共81页。（三）心室舒张及充盈受限 舒张功能异常 心肌缺血、能量不足心室顺应性减退 左心室肥厚、纤维化和限制性心肌病 病因与诱因心力衰竭的病

4、因第9页，共81页。心力衰竭的诱因 感染，尤呼吸道心律失常妊娠及分娩其他水及电解质紊乱、酸碱失衡 心室充盈不足 血容量增加 水代谢紊乱、高钾、酸中毒 体力、情绪、应激、洋地黄等毒素直接抑制心肌发热心率增快 心脏负荷肺循环阻力病因与诱因第10页，共81页。 心力衰竭的分类1.按部位分类 左心衰竭 右心衰竭 全心衰竭 2.按病情发展速度分类 急性心衰 慢性心衰分类第11页，共81页。 心力衰竭的分类3.按心输出量高低分类低输出量型高输出量型4.按心肌舒缩功能分类收缩性衰竭 舒张性衰竭 分类低输出量性心衰高输出量性心衰前高输出量性心衰正常CO正常人5.按心功能不全的严重程度分类第12页，共81页。心

5、力衰竭时机体的代偿心脏以外的代偿代偿机制心脏本身的储备功能 心率加快、心收缩力增强、心脏扩张及心肌肥大等 血容量及RBC数增加、血液重新分配及组织利用氧的能力增加等（主要代偿机制）神经-体液调节机制激活：1、交感神经系统激活2、肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活第13页，共81页。心脏代偿(cardiac compensation)1.心率增快 心输出量=每搏搏出量心率不变代偿机制可代偿第14页，共81页。心脏代偿1.心率增快代偿机制心率增快的机制心排血量心率压力感受器的刺激血压交感兴奋静脉压右房和腔静脉压力和容量感受器刺激缺氧化学感受器的刺激呼吸兴奋第15页，共81页。心脏代偿1.心率增快18

6、0次/分，无代偿意义心肌耗氧量代偿机制冠脉灌流量失代偿心室充盈量心输出量 = 每搏搏出量 心率？第16页，共81页。心脏代偿代偿机制 定义：交感神经兴奋，血中儿茶酚胺增多，直接引起心肌内在的收缩力增强。1.心率增快儿茶酚胺 心肌的收缩性增加 机制2.正性肌力作用-等长自身调节第17页，共81页。 细胞膜 腺苷酸环化酶细胞膜Ca2+通道开放肌质网释放Ca2+促进收缩蛋白磷酸化胞浆Ca2+ 收缩力加强糖、脂肪分解ATPNEATPcAMPPKA第18页，共81页。前负荷不变情况下，增强心肌收缩力，增加心输出量正性肌力作用的代偿意义代偿机制等长性自身调节代偿有限第19页，共81页。心脏代偿3.心脏扩张

7、代偿机制 伴有心收缩力增强的扩张-心脏肌源性扩张-心脏紧张源性扩张不伴有心收缩力增强的扩张1.心率增快2.正性肌力作用 -异长自身调节第20页，共81页。心脏扩张心脏扩张机制代偿机制根据Frank-Starling定律2.2um1.7-2.1um异长性自身调节第21页，共81页。心脏每搏功最大活动中度活动安静轻度心衰重度心衰正常 2.0 2.2 舒张末期容积或肌节长度(um) 心功能曲线代偿机制心脏扩张第22页，共81页。代偿机制肌源性扩张紧张源性扩张可代偿失代偿心脏扩张心收缩力每搏功心输出量心脏过度扩张心收缩力每搏功心输出量心脏扩张意义第23页，共81页。心脏代偿 3.心脏扩张代偿机制 心肌

8、肥大（myocardial hypertrophy）：1.心率增快4.心肌肥大急性代偿机制-慢性代偿机制心肌细胞体积增大、重量增加2.正性肌力作用 第24页，共81页。 向心性肥大离心性肥大心肌肥大的2种形式代偿机制压力负荷过大所致容量负荷过大所致室壁增厚明显室腔扩大明显第25页，共81页。每搏功心肌肥大+心肌肥大+正常 左室舒张末期压(kPa)心功能曲线代偿机制心肌肥大的代偿意义P1P2SW1SW2SW4SW3心肌总收缩力第26页，共81页。心肌肥大的代偿意义代偿机制根据Laplace定律心肌耗氧量T = P r / 2hT:室壁张力与心肌耗氧量成正比P:室内压 r:心室半径 h:室壁厚度室

9、壁厚度，相同室内压及心室半径心室半径，相同室内压及室壁厚度心室半径及室壁厚度均，相同室内压？心肌肥大是最经济、持久有效代偿方式！第27页，共81页。 心室重塑（ventricular remodeling）代偿机制胎儿期基因被激活胶原数量及类型改变（如I型/III型胶原比值）细胞内蛋白质合成心室重塑心肌细胞肥大心肌细胞表型改变非心肌细胞及细胞外基质改变不利影响： 心肌过度肥大，可因心肌的不平衡生长而发生心力衰竭。第28页，共81页。心肌肥大的不平衡生长心肌肥大的4个阶段 2. 毛细血管数目不能按比例增长、 口径变小、血液弥散距离增大 3. 肥大心肌表面积与重量之比降低， Ca2+内流 4. 单

10、位体积心肌线粒体数目 5. 肌球蛋白ATP酶活性：V1 V3 1. 心肌交感神经分布密度第29页，共81页。代偿机制心脏以外的代偿1.血容量增加容量负荷心输出量心肌耗氧量交感-儿茶酚胺作用发生机制肾素-血管紧张素系统作用抗利尿激素作用心房利钠因子作用前列腺素作用肾保水保钠血容量增加第30页，共81页。代偿机制心脏以外的代偿1.血容量增加2.血液重分配交感-肾上腺髓质系统兴奋血液重新分配急性或轻度心衰 有代偿意义慢性或重度心衰代偿有限第31页，共81页。代偿机制心脏以外的代偿1.血容量增加2.血液重分配线粒体增多糖酵解增强氧离曲线右移3.组织利用氧的能力增强4.红细胞增多携氧增加血流阻力增加第3

11、2页，共81页。心脏舒缩功能障碍心脏负荷过重心输出量减少神经-体液调节机制激活 心内代偿心外代偿心率加 快 紧张源性扩 张 收缩性增 强 心肌肥 大 血容量增加血流重分 布 红细胞增 多 细胞利用氧增 加 心力衰竭时机体的代偿代偿机制-小结第33页，共81页。心肌舒缩性发病机制心衰的基本机制：心泵功能第34页，共81页。2cTnC indicates cardiac troponin C; MyBP-C, myosin binding protein-C.发病机制心肌舒缩的分子基础第35页，共81页。发病机制心肌舒缩的分子基础 兴奋收缩耦联excitation-contraction coup

12、ling第36页，共81页。心力衰竭的发病机制发病机制1.心肌收缩功能降低（主要机制）心肌细胞收缩蛋白&调节蛋白的量及性能正常ATP的生成及利用正常心肌的兴奋-收缩耦联正常任一环节异常心肌收缩力减弱第37页，共81页。心力衰竭的发病机制心肌收缩相关的蛋白改变发病机制1.心肌收缩功能降低心肌细胞死亡(necrosis) 心肌细胞凋亡(apoptosis) 丧失心肌量左室20部位心脏传导系统及附近心衰Myocardial Infarction. 心肌细胞数量减少第38页，共81页。心力衰竭的发病机制心肌收缩相关的蛋白改变发病机制1.心肌收缩功能降低. 心肌细胞数量减少. 心肌结构改变： 胎儿期基因

13、过表达 肌原纤维排列紊乱 心室几何结构改变 第39页，共81页。心肌能量代谢过程发病机制ATP产生ATP储存ATP利用有氧氧化磷酸肌酸钙瞬变肌丝滑动化学能机械能第40页，共81页。心肌能量代谢障碍发病机制缺血、缺氧维生素B1缺乏有氧代谢ATP产生不足心肌能量生成障碍第41页，共81页。ATP减少引起收缩性减弱肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP发病机制？离子泵失活收缩蛋白、调节蛋白等功能蛋白更新钙泵失活钠泵失活细胞内钙超载Na/Ca交换细胞内水肿心肌挛缩、断裂第42页，共81页。心肌能量代谢障碍心肌能量储存障碍发病机制磷酸肌酸激酶活性磷酸肌酸含量 能量储备 心肌过度肥大ATP储存障碍第43页，共8

14、1页。心肌能量代谢障碍发病机制心肌过度肥大ATP利用障碍肌球蛋白ATP酶活性心肌能量利用障碍第44页，共81页。组成 活性 最高 较低 最低大鼠肌球蛋白重链（MHC）同工酶比较V1 V2 V3代偿状态时，V1增多;失代偿时，V3增多心衰时肌球蛋白ATP酶活性？发病机制 人类衰竭心肌的ATP酶活性降低主要与肌球蛋白轻链-1（myosin light chain, MLC-1）以及肌钙蛋白T亚单位的胎儿同工型表达增多有关联。第45页，共81页。心力衰竭的发病机制心肌结构破坏发病机制1.心肌收缩功能降低心肌能量代谢障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍第46页，共81页。 关键在于心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅

15、速升高，发病机制心肌兴奋-收缩耦联过程 以及Ca2+与肌钙蛋白结合第47页，共81页。正常心衰发病机制外钙内流肌浆网释钙心肌兴奋-收缩耦联障碍钙与肌钙蛋白结合第48页，共81页。心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制. 肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍第49页，共81页。钙结合蛋白钙钙钙钙释放通道钙钙钙钙钙泵受磷蛋白钙ATP钙钙钙钙钙钙钙第50页，共81页。心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍缺血缺氧ATP生成心肌内NE、受体受磷蛋白磷酸化钙泵蛋白表达SR摄取钙SR摄取钙胞浆钙浓度SR储存钙RyR蛋白及RyRmRNA均SR摄取及储存钙酸中毒钙与钙结合蛋白结合紧

16、密SR释放钙心衰时第51页，共81页。肌浆网功能障碍的结果发病机制SR摄取Ca2+障碍储存Ca2+下次收缩释放Ca2+ 胞浆Ca2+ 不能迅速心肌收缩功能心肌舒张功能线粒体内Ca2+线粒体释Ca2+少而慢线粒体内Ca2+与磷酸根反应而沉积线粒体功能ATP合成第52页，共81页。心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制. 肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍. Ca2+内流障碍第53页，共81页。电压依赖性钙通道 膜去极化CaCaCaCaKHHKCaCa发病机制第54页，共81页。受体操纵性钙通道受体NE腺苷酸环化酶cAMPCaCaCaCaCaNENE发病机制第55页，共81页。心肌兴奋-收缩耦联障碍

17、的机制发病机制外Ca2+内流障碍酸中毒、高钾血症 H+、K+与a竞争肌膜局部电压依赖性钙通道密度钙经电压依赖性钙通道内流内源性NE心肌细胞膜上受体密度AC活性钙经受体操纵性钙通道内流心衰时第56页，共81页。心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制. 肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍. Ca2+内流障碍. Ca2+与肌钙蛋白结合障碍第57页，共81页。 心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅速升高，发病机制 Ca2+与肌钙蛋白结合Ca2+与肌钙蛋白结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制第58页，共81页。 心衰时，SR释放Ca2+减少，胞浆Ca2+浓度不能迅速升高；发病机制Ca2+与肌钙蛋白结合障碍心肌兴

18、奋-收缩耦联障碍的机制第59页，共81页。 心衰时，缺氧导致酸中毒，H+与Ca2+竞争肌钙蛋白（TnC）的结合位点；发病机制Ca2+与肌钙蛋白结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制HHH第60页，共81页。 心衰时，肌钙蛋白表型改变，胎儿型TnC增多，后者对Ca2+的敏感性低。发病机制Ca2+与肌钙蛋白结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制第61页，共81页。兴奋-收缩偶联障碍发病机制肌浆网摄取、储存释放 Ca2+Ca2+内流障碍Ca2+与肌钙蛋白结合障碍第62页，共81页。心力衰竭的发病机制心肌结构破坏发病机制1.心肌收缩功能降低心肌能量代谢障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍第63页，共81页。心力衰竭

19、的发病机制发病机制1.心肌收缩功能降低2.心室舒张功能障碍Ca2+复位延缓Ca2+泵活性、ATP合成 肌球-肌动蛋白复合体解离障碍Ca2+与肌钙蛋白亲和力、ATP不足心肌舒张性减弱（主动性舒张功能减弱）心室顺应性降低（被动性舒张功能减弱）第64页，共81页。压 力 容 积心室压力-容积（P-V）曲线发病机制心室顺应性降低（被动性舒张功能减弱）顺应性降低顺应性正常顺应性升高顺应性降低机制顺应性降低结果心室充盈量P-V曲线明显左移冠脉灌流量室壁厚度室壁成分改变：炎性水肿间质增生纤维化 心包炎、心包填塞第65页，共81页。心力衰竭的发病机制发病机制1.心肌收缩功能降低2.心室舒张功能障碍3.心脏各部

20、分舒缩活动不协调部分心肌收缩性减弱部分心肌无收缩部分心肌收缩性膨出心脏各部收缩不协调第66页，共81页。心肌收缩成分减少心肌能量代谢障碍心肌兴奋-收缩藕联障碍心肌收缩功能降低心室舒张功能障碍心力衰竭钙离子复位延缓肌球-肌动蛋白复合体解离障碍能量生成障碍能量转化储存障碍肌浆网钙离子转运障碍胞外钙离子内流障碍肌钙蛋白与钙离子结合障碍能量利用障碍心肌细胞数量减少心肌结构改变心室顺应性降低心脏各部分舒缩活动不协调发病机制-小结第67页，共81页。Cardiac pump DysfunctionVenous stasisLow cardiac output 心力衰竭临床表现的病理生理基础低输出量综合征静

21、脉淤血综合征机体变化第68页，共81页。一、心排血量减少1. 心输出量 2. 心脏指数3. 射血分数4. 心室充盈受损：肺动脉楔压（PCWP） 中心静脉压（CVP） 心脏指数是单位体表面积的每分心输出量。射血分数是每搏输出量与心室舒张末期容积的比值。是用漂浮导管通过右心进入肺小动脉末端而测出的，可以反映左室功能状态。是指右心室和腔静脉内的压力，反映右心功能。机体变化（一）心脏泵血功能降低（二）器官血流重新分配动脉血压急性心衰，BP，甚至发生心源性休克；慢性心衰，代偿充分，BP正常。第69页，共81页。二、静脉淤血1. 体循环淤血 当CVP16cmH2O时，即出现体循环淤血征，见于右心衰竭及全心

22、衰竭。 2. 肺循环淤血 当PCWP18mmHg时，即出现肺循环淤血征，见于左心衰竭。机体变化第70页，共81页。 体循环淤血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机体变化第71页，共81页。心输出量减少 器官灌注减少 体循环淤血 毛细血管内压升高心性水肿骨骼肌缺血疲乏无力少尿肾缺血皮肤缺血右心房压升高颈静脉怒张食欲不振肝淤血发绀胃肠道淤血白蛋白减少右心衰竭 右心衰竭临床表现的病理生理基础机体变化第72页，共81页。肺淤血、肺水肿急性左心衰竭-急性肺水肿机制肺顺应性肺血管旁感受器受刺激低氧血症、酸中毒气道阻力 肺循环淤血主要表现呼吸困难呼吸困难机

23、体变化第73页，共81页。左心衰竭时，呼吸困难的表现形式：1.劳力性呼吸困难 机制：体力活动时，回心血量，肺淤血加重；心率加快，耗氧量增多；缺氧、H+等刺激呼吸中枢。2.端坐呼吸 机制：平卧时，下肢血液回流增多，水肿液吸收增多，肺淤血加重；膈肌上移，影响肺扩张。3.夜间阵发性呼吸困难 机制：平卧导致肺淤血加重、肺扩张受限；入睡后，迷走神经兴奋性较高，支气管收缩；入睡后，呼吸中枢敏感性下降。临床表现第74页，共81页。75左心衰竭 射血分数减少 器官灌注减少 苍 白 晕 厥 少尿疲 乏 肺淤血 劳力性呼吸困难 端坐呼 吸 夜间阵发性呼吸困难 急性肺水 肿 肺顺应性降低气道阻力增大 肺淤血 肺顺应

24、性降低气道阻力增大 左心衰竭临床表现的病理生理基础第75页，共81页。防治原则防治原发病、消除诱因改善心脏舒缩功能减轻心脏负荷纠正水电解质酸碱失衡同种异体心脏移植防治原则第76页，共81页。病例 病人女性，35岁，因发热、呼吸急促及心悸2周入院。4年前病人开始于劳动时自觉心跳气短，近半年来此症状加重，同时出现下肢水肿。1个月前，曾在晚间睡梦中惊醒，气喘不止，经急诊抢救好转而回家。近2周来，出现怕冷发热，咳嗽，痰中时有血丝，心悸、气短加重。病人于七、八岁时曾因常患咽喉肿痛而作扁桃体摘除术。16岁屡有膝关节痛史。体检：体温39.8，脉搏160次/min，呼吸32次/min，血压14.7/10.7k

25、Pa(110/80mmHg)。重病容，口唇青紫，半卧位，嗜睡。颈静脉怒张。心界向两侧扩大，心尖区可听到明显的收缩期及舒张期杂音，肺动脉第2音亢进。两肺有广泛的湿啰音。腹膨隆，有移动性浊音。肝在肋下6cm，有压痛，脾在肋下3 cm。指端呈杵状。下肢明显凹陷性水肿。实验室检查：红细胞3.010 /L，白细胞1810 /L，中性粒细胞0.9，淋巴细胞0.10。痰中找到心力衰竭细胞。尿量每日300-500ml，有少量蛋白和红细胞。尿胆红素(+)，血胆红素31umol/L(1.8mg/dl)，凡登白试验呈双相阳性反应。血浆非蛋白氮25mmol/L(35mg/dl)。入院后即给予抗生素、洋地黄和利尿剂治疗。于次日夜晚出现呼吸困难，病人烦躁不安，从口鼻涌出泡沬样液体，经抢救无效死亡。912第77页，共81页。病例(1)病人的原发疾病是什么？引起心力衰竭的直接原因和诱因有哪些？简述其发生机制。 患者的原发疾病是风湿热。 引起心力衰竭的直接原因是：风湿性二尖瓣关闭不全合并狭窄(心尖区有明显的收缩期和舒张期杂音)所致的左心负荷过度，以及肺动脉高压(肺动脉第二音亢进)所致的右心室压力负荷