病理生理学：心功能不全

第十三章心功能不全

心血管疾病人类“第一杀手”心血管疾病心功能不全心脏泵血功能降低心力储备心脏泵血量适应机体代谢需求生理病理代偿阶段失代偿阶段（心力衰竭）心脏的泵血功能（舒张期充盈、收缩期射血）心脏的收缩和(或)舒张功能发生障碍心力衰竭的概念心输出量绝对或相对下降不能满足组织代谢需要心功能不全的病因与诱因1心力衰竭的分类2心功能不全时机体的代偿3心力衰竭的发生机制4主要内容心功能不全防治的病理生理基础6心功能不全时临床表现的病理生理基础5心功能不全心脏泵血功能降低心肌舒缩功能障碍心脏负荷过重结构性代谢性心肌能量容量负荷压力负荷前负荷后负荷始动环节病因第一节心功能不全的病因与诱因一、病因（一）心肌舒缩功能障碍

心肌损害

心肌炎、心肌病心肌梗死能量代谢障碍缺血、缺氧维生素B1缺乏（二）心脏负荷过度压力负荷过度

左：高血压，主动脉病变右：肺动脉高压，肺动脉瓣狭窄左、右：血液粘稠度明显增加容量负荷过度

左：主动脉瓣和二尖瓣关闭不全右：肺动脉瓣和三间瓣关闭不全左、右：高动力循环（严重贫血、甲亢、动－静脉瘘）二、诱因：心肌耗氧量↑和（或）供血供氧↓（一）感染发热时，代谢增加，增加心肌耗氧；心率加快，舒张期缩短→冠脉血液灌流量↓→心肌供血供氧↓；致病微生物及其代谢产物直接损伤心肌；若发生肺部感染，肺循环阻力增加，右心负荷加重。（二）水、电解质及酸碱平衡紊乱过量、过快输液→血容量↑→心脏前负荷↑高钾血症和低钾血症酸中毒：干扰Ca2+（三）心律失常（四）妊娠与分娩血容量↑→心脏容量负荷↑外周小血管收缩→循环阻力↑→心脏压力负荷↑分娩疼痛、精神紧张→交感－肾上腺髓质系统兴奋→心率↑心率加快，耗氧量增加，加剧缺氧；舒张期缩短，冠脉血流不足，心肌缺血缺氧；充盈不足；房室协调性紊乱，导致心室充盈不足，射血功能障碍；缓慢型：搏出量↑<心率↓(五)其他

过度劳累、情绪激动、气温变化、贫血、洋地黄中毒、手术创伤等均可诱发心力衰竭一、根据心力衰竭的发病部位左心衰竭右心衰竭全心衰竭PAH，COPD，肺栓塞体循环淤血体循环淤血静脉压升高颈静脉怒张、胸腹水肺循环淤血，心排量降低心梗，高血压，瓣膜病呼吸困难，肺水肿组织灌流不足第二节心力衰竭分类同时侵犯左右心室一侧心衰波及另一侧二、根据心力衰竭的发生速度

急性心力衰竭慢性心力衰竭：CHF(钠、水潴留和血容量↑→心腔扩大、静脉淤血、组织水肿）三、根据心输出量的高低

低输出量性心力衰竭高输出量性心力衰竭低输出量型心衰高输出量型心衰前高输出量型心衰正常心输出量正常人收缩性心力衰竭舒张性心力衰竭四、

根据心肌收缩与舒张功能障碍交感－肾上腺髓质系统激活心输出量↓→交感神经兴奋→儿茶酚胺↑

肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活心输出量↓→RAAS系统激活其他：ANP、TNF、ET、NO等体液因子第三节心功能不全时机体的代偿首先是神经-体液调节机制激活

调节代偿导致心衰心脏正性变力血管收缩心肌耗氧量↑，舒张期↓心脏后负荷↑，内脏供血不足心力衰竭AngⅡ↑血管收缩心室重塑醛固酮↑钠水潴留一、心脏的代偿方式（一）心率加快

功能性代偿结构性代偿—心室重塑心率加快心脏紧张源性扩张心肌收缩性增强压力感受器效应：

心输出量↓→动脉血压↓→主动脉弓和颈动脉窦→心迷走↓，交感↑

容量感受器效应：

心力衰竭→心房淤血→容量感受器↑→交感神经↑

化学感受器效应：缺氧→心率↑心率加快的意义：

动员迅速，见效快迅速，贯穿始终；

一定程度的心率加快可以增加心输出量；代偿局限性：心率↑→心肌耗氧量↑当心率过快时（＞180次/分）→心脏舒张期↓↓冠脉血流量↓→加重心肌缺血缺氧心脏充盈量↓→心排出量↓↓肌源性扩张：心肌过度拉长伴有收缩力减弱的心腔扩大

紧张源性扩张：伴有收缩力增强的心腔扩大（二）心脏紧张源性扩张

Frank-Starling定律：1.7～2.2μm肌节初长度（μm）粗细肌丝重叠数心脏收缩力1.7～2.2随前负荷↑而↑随前负荷↑而↑2.2～3.6随前负荷↑而↓随前负荷↑而↓3.6～无无心肌收缩力随前负荷的变化情况代偿局限性正常状态下

1.72.1

2.22.7

m收缩力肌节初长心脏扩张Frank-Starling定律（三）心肌收缩性增强正心变力作用：交感－肾上腺髓质系统兴奋急性（代偿）慢性（局限性）β-肾上腺受体减敏（四）心室重塑：长期容量和压力负荷↑时，心室的结构、代谢和功能发生改变的慢性代偿适应性反应。心肌细胞非心肌细胞及细胞外基质量：心肌肥大质：心肌表型1.心肌细胞重塑正常压力负荷过重容量负荷过重向心性肥大离心性肥大向心性肥大：在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生离心性肥大：在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生量：心肌肥大质：心肌表型（1）心肌肥大：心肌细胞体积增大向心性肥大离心性肥大肥大心肌的生长具有不平衡性，因此当心肌过度肥大超过某种限度时，则发生由代偿向衰竭的转化。心肌肥大的意义：

作用缓慢、持久

心肌总收缩力增强，有利于维持心输出量。

向心性肥大的代偿能力强于离心性肥大，但二者均可增加心脏作功和心输出量，使心功能在相当长的时间内处于稳定状态，不发生心力衰竭。代偿作用局限：代偿

（1）重塑早期：Ⅲ型胶原↑明显→肥大心肌肌束的重新排列及心室的结构性扩张

（2）重塑后期：Ⅰ型胶原↑明显→提高心肌的抗张强度局限性

胶原增加使心肌顺应性降低;冠脉循环储备和供血↓;影响心肌舒缩协调性（2）心肌细胞表型改变：合成蛋白质的种类变化2.非心肌细胞及细胞外基质的变化：心肌间质的增生与重塑

心肌组织中的胶原：肾小球滤过率降低：肾血流量↓肾小管重吸收钠水增加促进钠水重吸收的激素增多：RAAS、ADH抑制钠水重吸收的物质减少：PEG2、ANP（一）血容量增加心脏前负荷↑（二）血流重分布

防止血压下降，保证重要器官的血流量内脏供血不足，功能障碍；心脏后负荷↑二、心外代偿（三）红细胞增多（四）组织细胞用氧能力增强：同缺氧表现

线粒体、生物氧化酶

磷酸果糖激酶活性

肌红蛋白↑血液黏度↑，加重心脏后负荷循环性缺氧、乏氧性缺氧→EPO分泌↑→促进骨髓造血心功能不全时的代偿决定心力衰竭是否发生，以及发病的快慢和程度第四节心力衰竭的发病机制一、正常心肌舒缩的分子基础一）收缩蛋白肌球蛋白（粗肌丝）肌动蛋白（细肌丝）收缩蛋白的病理损害：缺血、缺氧、毒物使其变性，功能丧失过度肥大心肌肌球蛋白头部的ATP酶活性降低二）调节蛋白原肌球蛋白（向肌球蛋白），肌钙蛋白缺血、缺氧、毒物使其变性坏死H+与Ca2+竞争与肌钙蛋白结合，阻断兴奋收缩耦联三）Ca2+

酸中毒、能量缺乏、膜和通道的破坏影响Ca2+转运四）ATP生成减少或利用障碍引自《病理生理学》（人民卫生出版社，第七版配套课件）心肌兴奋收缩耦联心肌收缩性减弱★心肌舒张功能障碍心脏各部舒缩活动的不协调性心力衰竭的发生环节一、心肌收缩性减弱（一）收缩相关蛋白质的改变缺血、缺氧感染、中毒心肌细胞坏死（中心区）收缩蛋白分解破坏氧化应激细胞因子钙超载线粒体功能异常心肌细胞凋亡（边缘区）1.心肌细胞数量减少：心肌细胞死亡2.心肌结构改变病理性心肌肥大部分心肌凋亡细胞外基质过度纤维化及降解失衡3.心室扩张：室壁变薄心肌细胞数减少肌丝重排室壁应力增大（二）心肌能量代谢障碍：生成、储存、利用能量生成障碍最常见的原因:心肌缺血缺氧1）ATP水解供能减少；2）Ca2+转运异常3）细胞内Na+堆积；4）收缩蛋白合成障碍能量储备减少：肌酸+ATP

CPCPK心肌肥大时，CPK活性降低，CP含量减少肌球蛋白ATP酶同工酶有三种:

V1(αα):活性最高

V2(αβ):活性次之

V3(ββ):活性最低过度肥大的心肌V1型转变为V3型肌球蛋白头部ATP酶活性下降能量利用障碍（三）心肌兴奋-收缩耦联障碍

心肌兴奋、收缩耦联的过程即是心肌细胞的电活动转变为机械活动的过程，Ca2+起着至关重要的中介作用。

213质网1.肌浆网转运Ca2+功能障碍：摄取、储存、释放肌浆网Ca2+摄取能力↓

心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网Ca2+泵活性减弱

收缩后的心肌不能充分舒张，影响心室充盈肌浆网Ca2+储存量↓

心力衰竭时线粒体摄取Ca2+增多，不利于肌浆网的钙储存心肌收缩力减弱肌浆网Ca2+释放量↓

心衰时Ry－receptor蛋白及其mRNA均减少

心肌收缩力减弱2.胞外Ca2+内流障碍12钙离子内流的两条途径：β-受体腺苷酸环化酶ATPcAMPCa2+通道开放交感神经兴奋去甲肾上腺素心肌收缩力↑胞浆Ca2+浓度瞬间↑钙离子内流的神经体液调节：

高钾血症时K+可阻止Ca2+的内流

β1-肾上腺受体下调心肌内去甲肾上腺素减少酸中毒降低β受体对去甲肾上腺素的敏感性心衰时Ca2+内流受阻原因3.肌钙蛋白结合Ca2+

障碍心肌缺血时，H+增多H+与肌钙蛋白亲和力较Ca2+大肌浆网对Ca2+亲和力增大Ca2+肌钙蛋白肌钙蛋白肌浆网H+胞浆胞浆正常心肌缺血心肌Ca2+二、心肌舒张功能障碍

心脏舒张功能异常与心衰的关系妨碍心脏舒张充盈，减弱Starling效应影响冠脉舒张期灌流导致肺淤血、肺水肿，妨碍肺部气体交换1.Ca2+复位延缓Ca2+泵活性降低2.肌球－肌动蛋白复合体解离障碍ATP缺乏、Ca2+与肌钙蛋白亲和力↑3.心室舒张势能减少◆收缩末期心室构型改变产生舒张势能

◆主动脉瓣关闭后，主动脉与室壁的压力差使冠脉充盈容积压力顺应性降低顺应性正常顺应性升高心室在单位压力变化下所引起的容积变化，其倒数是心室僵硬度◆扩张受限，影响心室充盈◆舒张末压力增大导致肺淤血4.心室顺应性降低：室壁增厚、纤维化三、心脏各部舒缩活动的不协调性

1、心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性2、同一心室心肌梗死区域性分布，导致心室活动不协调第五节心功能不全时临床表现的病理生理基础心输出量不足肺循环淤血体循环淤血动脉缺血静脉於血心功能不全一、心输出量不足（一）心脏泵血功能降低2.射血分数

(ejectionfraction,EF)降低每搏输出量与心室舒张末期容积的比值

1.心输出量(cardiacoutput,CO)减少心脏指数

(cardiacindex,CI)降低是指单位体表面积的每分心输出量3.心室充盈受损4.心率增快（二）器官血流量重新分配1.动脉血压的变化：急性BP↓↓甚至发生心源性休克

慢性BP可维持在正常范围2.器官血流量重新分配

①皮肤苍白或发绀②疲乏无力

③脑供血不足④尿量减少二、体循环淤血主要表现静脉淤血和静脉压升高：颈静脉怒张心性水肿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(一)呼吸困难劳力性呼吸困难

端坐呼吸

夜间阵发性呼吸困难

三、肺循环淤血轻度心力衰竭患者，仅在体力活动时出现呼吸困难，休息后消失重症心力衰竭患者，在安静时感到呼吸困难，平卧时加重，故必须采取端坐位或半卧位方可减轻呼吸困难程度左心衰竭特别