《病理生理学》课件-心血管功能障碍PPT课件2

4/16/20231目录第一节心功能不全第二节动脉粥样硬化第三节心律失常4/16/20232心力衰竭Heartfailure4/16/20233HeartFailure

TheFinalCommonPathwayischemicdiseasevalvulardiseasecardiomyopathypericardialdiseasehypertensioncongenitalHeartFailure4/16/20234TheFunctionofHeartHeartisapumpforbloodcirculation

drawthebloodfromthevenousandejectintoarterialsystem

maintaincardiacoutputandarterialBPensurethebloodsupplyforalltissuesandorgans4/16/20235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神经-体液调节活动异常心力衰竭概念心功能不全(cardiacinsufficiency)(Theconceptofheartfailure)4/16/20236心力衰竭的病因

1.原发性心肌舒缩功能障碍心肌病变心肌代谢异常冠心病、高血压晚期、严重贫血及VitB1缺乏心肌病、心肌炎、心肌梗死、心肌中毒(Underlyingcauses)病因与诱因4/16/202372.心脏负荷过重

volumeoverload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pressureoverload

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(Underlyingcauses)病因与诱因4/16/20238感染水电解质代谢紊乱和酸碱平衡失调心律失常妊娠和分娩治疗不当酸中毒高钾血症心肌耗氧量增加舒张期缩短减少心肌供血和心室充盈房室舒缩不协调心力衰竭的诱因(PrecipitatingFactors)病因与诱因4/16/20239

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(Classificationofheartfailure)分类与分期4/16/202310

慢性心力衰竭充血性心力衰竭congestiveheartfailureMostofchronicheartfailureaccompaniedwithvenousstasis,

tissueedemaandexpansionofcardiacchambercausedbywaterandsodiumretain,iscalledcongestiveheartfailure大部分慢性心力衰竭伴有静脉瘀滞，组织水肿和由水和钠保留引起的心腔扩张，被称为充血性心力衰竭分类与分期4/16/202311

心力衰竭的分类3.按心输出量高低分类低输出量型（lowoutputheartfailure)高输出量型(highoutputheartfailure)4.按心肌舒缩功能分类收缩性衰竭(systolicheartfailure)舒张性衰竭(diastolicheartfailure)(Classificationofheartfailure)低输出量性心衰高输出量性心衰前高输出量性心衰正常心输出量正常人分类与分期4/16/2023121.NYHA心功能分级法（纽约心脏病学会，NewYorkHeartAssociation）心功能级别心功能状态Ⅰ级（心功能代偿期）体力活动不受限制，日常活动不引起心功能不全的表现Ⅱ级（轻度心力衰竭）体力活动轻度受限制，一般活动可引起乏力、心悸和呼吸困难等症状Ⅲ级（中度心力衰竭）体力活动明显受限制，轻度活动即可引起乏力、心悸和呼吸困难等症状Ⅳ级（重度心力衰竭）体力活动重度受限制，病人不能从事任何活动，即使在休息时也可出现心力衰竭的各种症状分类与分期

心力衰竭的分期注：此方案1928年提出，现仍被广泛采用。4/16/2023132.ACC/AHA心力衰竭分期法分级条件举例A级心衰高危患者，但未发展到心脏结构改变也无症状冠心病、高血压、糖尿病等，经检查心脏结构无异常B级已发展到心脏结构改变，但尚未引起症状左室肥大或纤维病变、扩张或收缩能力降低、无症状瓣膜心脏病、既往发生过心梗等，但从无心衰症状C级指过去或现在有心衰症状并伴有心脏结构损害现存在因左室舒缩功能下降导致的呼吸困难或乏力，或既往出现过心衰症状治疗后消失D级结构性心脏病晚期，虽经最大努力治疗，静息状态下仍有明显心衰症状，需特殊治疗因心衰经常住院或不能安全出院者，需持续静滴正性肌力药缓解心衰症状或使用机械性循环辅助装置的患者，准备接受心脏移植的住院患者分类与分期（美国心脏病学院/美国心脏学会，AmericanCollegeofCardiology/AmericanHeartAssociation）

心力衰竭的分期注：此方案2001年提出，旨在补充NYHA心功能分级法。4/16/202314心力衰竭时机体的代偿适应反应心脏以外的代偿代偿机制

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心脏本身的储备功能（主要代偿机制）神经-体液调节机制激活：1、交感-肾上腺髓质系统兴奋性增高2、肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活3、其他体液活性物质的变化

神经-体液调节机制激活是心功能减退时介导心脏本身与心外代偿与适应反应的基本机制。4/16/202315心脏代偿(cardiaccompensation)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4/16/202316心脏代偿1.心率增快代偿机制心率增快的机制心排血量↓压力感受器的刺激↓血压↓静脉压↑心交感传入神经兴奋缺氧化学感受器的刺激↑交感兴奋呼吸兴奋心率↑4/16/202317心脏代偿1.心率增快心率180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？4/16/202318心脏代偿2.心肌收缩性增强-正性肌力作用代偿机制

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4/16/202319

细胞膜

腺苷酸环化酶β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ATP↑NEATPcAMPPKA4/16/202320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4/16/202321心脏代偿3.心脏扩张代偿机制

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.心肌收缩性增强4/16/202322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4/16/202323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2.02.2

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4/16/202324心脏扩张代偿机制心脏扩张肌源性扩张紧张源性扩张可代偿失代偿心收缩力↑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4/16/202325心脏代偿适应反应3.心脏紧张源性扩张代偿机制1.心率增快4.心室重构急性机制---慢性机制2.正性肌力作用4/16/202326心室重构心室重构（ventricularremodeling）代偿机制胎儿期基因被激活心肌细胞肥大细胞表型改变间质胶原改变数量及类型改变细胞内蛋白质合成↑（1）心肌肥大（myocardialhypertrophy）：

心肌细胞体积增大，在细胞水平上表现为细胞直径增宽，长度增加；在器官水平表现为心脏重量增加。

心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质的基因表达改变引起心室的代谢、功能和结构代偿适应性反应的病理生理过程。4/16/202327

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4/16/202328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意义P1P2SW1SW2SW4SW3①心肌总收缩力↑4/16/202329心肌肥大意义代偿机制根据Laplace定律②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JHumHypertens.2015Jan;29(1):1-6.

4/16/202330（2）心肌细胞表型改变

Thephenotypeofcelldependsontheproteinsexpressed.Alterationofgeneexpression(isoformswitches,over-expression,deletion,mutation)Phenotypealteration(remodelingofmyocardiumonthemolecularlevel)Myocardialabnormalityinstructureandfunction.心室重构由心肌合成的蛋白质种类变化所引起的心肌细胞“质”的改变4/16/202331（3）非心肌细胞及细胞外基质的变化

Non-myocardialcells(fibroblast,SMC,EC)proliferation,movingandconstrictionFibroblastMyoFbssecretion(collegen,MMP,TIMP)

ECMremodelingcollagennetworkbiochemistricremodeling(typeI/typeIII)structuralremodeling(dimensionalalteration)心室重构4/16/202332心室重构的机制Stimulatesignals：

mechanical(pullanddraw),neuro-endocrine(NE),metabolic(hypoxiaandNAD/NADH),localreleasedhormoneorcytokines(AngII,TGFb1,ET1),Transmembranesignaling：

chemicalsignalactivatingproteinkinasemechanicalsignalstimulatinggrowthfactorreleaseactivatingreceptorsandcellboneActivatingimmediatelyearlygenes：

proto-oncogenes(c-fos,c-myc,c-jun,etc.),HSPgenesExpressiongenesoffunctionalorstructuralproteins

心室重构4/16/202333代偿机制交感-儿茶酚胺作用心脏以外的代偿1.血容量增加容量负荷↑心输出量↑心肌耗氧量↑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(Adaptationofperipheraltissuetohypoperfusion)4/16/202334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(Adaptationofperipheraltissuetohypoperfusion)4/16/202335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(Adaptationofperipheraltissuetohypoperfusion)4/16/202336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

心功能不全时机体的代偿代偿机制4/16/202337心肌舒缩性心衰的基本机制：心泵功能发病机制4/16/202338CardiacMuscle心肌舒缩的分子基础发病机制4/16/202339Ca2+与调节蛋白结合心肌兴奋胞浆Ca2+肌球蛋白头部和肌动蛋白结合形成横桥与肌球蛋白结合的ATP水解释放出能量

肌动蛋白滑动

心肌收缩发病机制4/16/202340心力衰竭的发病机制1.心肌收缩性减弱（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(Decreasedmyocardialcontractility)发病机制4/16/202341心力衰竭的发病机制①心肌细胞数量减少及结构改变1.心肌收缩性减弱心肌细胞坏死(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ⅰ.

心肌细胞数量减少发病机制4/16/202342MyocardialInfarctionMyocardialischemiaHypoxiaAtherosclerosisofthelargercoronaryarteries

NecrosisCellswellsandruptures.Cellcontentsspillout.

>20%ofleftventriculararea→HFTheinfarctareais>40%→cardiacshockⅰ.

心肌细胞数量减少发病机制4/16/202343

ApoptosisCellular

self-destruction

processMoreandmorestudieshaveproposedthatapoptosishasbeenshowntocontributetolossofcardiomyocytesincardiomyopathy,progressivedeclineinventricularfunction,andcongestiveheartfailure.ⅰ.

心肌细胞数量减少发病机制4/16/202344心力衰竭的发病机制①心肌细胞数量减少及结构改变1.心肌收缩性减弱ⅰ.

心肌细胞数量减少ⅱ.心肌结构改变

胎儿期基因过表达肌原纤维排列紊乱心室几何结构改变发病机制4/16/202345心力衰竭的发病机制①心肌细胞数量减少及结构改变1.心肌收缩性减弱②心肌能量代谢障碍发病机制4/16/202346心肌能量代谢过程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发病机制4/16/202347心肌能量代谢障碍缺血、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发病机制4/16/202348ATP减少引起收缩性减弱肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP↓？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、断裂发病机制4/16/202349心肌能量代谢障碍心肌能量储存障碍心肌过度肥大ATP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

↓4/16/202350心肌能量代谢障碍心肌能量利用障碍心肌过度肥大ATP利用障碍×肌球蛋白ATP酶活性↓发病机制4/16/202351组成

活性最高较低最低大鼠肌球蛋白重链（MHC）同工酶比较V1V2V3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（myosinlightchain,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。4/16/202352心力衰竭的发病机制①心肌细胞数量减少及结构改变1.心肌收缩性减弱②心肌能量代谢障碍③心肌兴奋-收缩耦联障碍发病机制4/16/202353发病机制心肌兴奋-收缩耦联过程4/16/202354心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制ⅰ.肌浆网Ca2+运转障碍发病机制4/16/202355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钙钙钙钙钙钙钙发病机制4/16/202356心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制缺血缺氧→ATP生成↓心肌内NE↓、β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↓,LTCC触发RyR功能减弱SR摄取及储存钙↓酸中毒→钙与钙结合蛋白结合紧密SR释放钙↓ⅰ.肌浆网Ca2+运转障碍发病机制4/16/202357肌浆网功能障碍的结果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↓发病机制4/16/202358心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制ⅰ.肌浆网Ca2+运转障碍ⅱ.胞外Ca2+内流障碍发病机制4/16/202359ⅱ.胞外Ca2+内流障碍◆肥大的心肌细胞膜β-受体密度相对减少，内源性儿茶酚胺减少，细胞膜L型钙通道开发减少，导致Ca2+内流受阻。◆酸中毒、高钾血症→H+↑、K+↑与Ca2+竞争

→钙内流↓4/16/202360心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制ⅱ.胞外Ca2+内流障碍ⅲ.Ca2+与钙调蛋白结合障碍ⅰ.肌浆网Ca2+运转障碍发病机制4/16/202361

心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅速升高，

Ca2+与钙调蛋白结合Ca2+与钙调蛋白结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制4/16/202362

心衰时，SR释放Ca2+减少，胞浆Ca2+浓度不能迅速升高；Ca2+与钙调蛋白结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制4/16/202363

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；Ca2+与钙调蛋白结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制HHH发病机制4/16/202364

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。Ca2+与钙调蛋白结合障碍心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制发病机制4/16/202365Inhypertrophicandfailedmyocardia:Troponin-combinedCa2+Uptakeandstorage

ofCa2+bySR↓

ReleaseofCa2+InwardflowofCa2+Ca2+incytoplasmDysfunctionofexcitation-contractioncoupling

发病机制4/16/202366Inhypertrophicandfailedmyocardia:Troponin-combinedCa2+Uptakeandstorage

ofCa2+bySR

ReleaseofCa2+InwardflowofCa2+Ca2+incytoplasmCa2+channel↓b-receptoractivity↓Consumption↑synthesis↓→norepinephrine↓ActivityofSRATP-dependentpump↓AffinityofSRtoCa2+↑H+CompetewithCa2+forbindingtotroponinHyperkalemia(K+competewithCa2+

inthemembraneforenteringthecell)AcidosisDysfunctionofexcitation-contractioncoupling

发病机制4/16/202367心力衰竭的发病机制①心肌细胞数量减少及结构改变1.心肌收缩性减弱②心肌能量代谢障碍③心肌兴奋-收缩耦联障碍2.心肌舒张功能障碍(Diastolicdysfunction)(Decreasedmyocardialcontractility)发病机制4/16/202368Ca2+复位延缓肌球-肌动蛋白复合体解离障碍心室舒张势能减少Ca2+泵活性↓、ATP合成↓Ca2+与肌钙蛋白亲和力↑、ATP不足舒张势能↓、冠脉灌流量↓②心肌的顺应性降低①心肌的主动松弛异常2.心肌舒张功能障碍发病机制4/16/202369压力

容积心室压力-容积（P-V）曲线顺应性降低顺应性正常顺应性升高室壁厚度↑室壁成分改变：炎性水肿间质增生纤维化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↓

心包炎、心包填塞②心肌的顺应性降低发病机制4/16/202370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势能减少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心力衰竭的发病机制:4/16/202371过度肥大的心脏最终发生心力衰竭，为什么？

心肌肥大的4个阶段1.心肌的增长超过交感神经轴突的增长，心肌内NE含量

；2.肥大心肌血液供应减少：毛细血管数目不能按比例增长、口径变小、血液弥散距离增大等；

3.肥大心肌表面积与重量之比降低，Ca2+内流；

4.单位体积心肌线粒体数目，功能障碍；5.肌球蛋白ATP酶活性降低：V1同工酶，V3同工酶。肥大心肌的不平衡生长：4/16/202372CardiacpumpDysfunctionVenousstasisLowcardiacoutput

(PathophysiologicalbasisofClinicalManifestations)ClinicalManifestations心力衰竭临床表现的病理生理基础低输出量综合征静脉淤血综合征4/16/202373

心功能降低是心力衰竭时最根本的变化，表现为心泵功能、心肌收缩功能、舒张性能和顺应性下降！（1）心功能改变心泵功能降低：心输出量；心脏指数。

（2）动脉血压的变化

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。心力衰竭临床表现的病理生理基础ClinicalManifestations1.低输出量综合征（3）组织器官血液灌流不足的表现4/16/202374静脉淤血和静脉压升高水肿肝肿大及肝功能损害胃肠道功能改变ClinicalManifestations心力衰竭临床表现的病理生理基础2.静脉淤血综合征(1)体循环静脉淤血见于右心或全心衰竭4/16/202375

左心衰竭能导致肺淤血、肺水肿。因此主要的临床表现是呼吸困难。2.静脉淤血综合征(2)肺循环淤血心力衰竭临床表现的病理生理基础ClinicalManifestations4/16/202376ClinicalManifestations4/16/2023771.劳力性呼吸困难3.端坐呼吸2.夜间阵发性呼吸困难机制：端坐时，回心血量↓、膈肌下移机制：体力活动↑回心血量心率↑耗氧量↑左心衰竭时，呼吸困难的表现形式：ClinicalManifestations机制：回心血量膈肌上抬迷走神经兴奋性相对↑→小支气管收缩CNS敏感性↓平卧熟睡4/16/202378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