1、（Cardiac insufficiency）第十五章第十五章 心功能不全心功能不全北京大学医学部病理生理教研室北京大学医学部病理生理教研室徐徐 海海（General description）第一节第一节 概述概述心脏的收缩和心脏的收缩和(或或)舒张功能发生障碍舒张功能发生障碍心力衰竭的概念心力衰竭的概念心输出量心输出量绝对或相对下降绝对或相对下降不能满足不能满足机体代谢需要机体代谢需要(Concept of heart failure)心力衰竭与心功能不全心力衰竭与心功能不全v 心功能不全心功能不全包括心脏泵血功能下降但处于完全代包括心脏泵血功能下降但处于完全代偿直至失代偿的整个过程。偿直至
2、失代偿的整个过程。v 心力衰竭心力衰竭患者出现明显的症状和体征，属于心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。功能不全的失代偿阶段。(Cardiac insufficiency&heart failure)心力衰竭呈心力衰竭呈慢性经过慢性经过时，由于时，由于钠水潴留钠水潴留和和血容量增加，血容量增加，发生发生静脉静脉淤血、组织水肿淤血、组织水肿及及心腔扩大。心腔扩大。充血性心力衰竭的概念充血性心力衰竭的概念(Concept of congestive heart failure)(Causes and predisposing factors of heart failure)第
3、二节第二节心力衰竭的病因和诱因心力衰竭的病因和诱因一、病因一、病因(Causes)(一一)心肌受损心肌受损 （Impaired myocardium）心肌病变心肌病变 心肌梗死心肌梗死、心肌炎、心肌炎及心肌病等及心肌病等 心肌心肌代谢障碍代谢障碍心肌缺血、缺氧及严重的维生心肌缺血、缺氧及严重的维生素素B1缺乏缺乏 (二二)心脏负荷过度心脏负荷过度 (Overload for myocardium)v压力负荷压力负荷 心室收缩时承受的负荷，又称为后负荷心室收缩时承受的负荷，又称为后负荷v容量负荷容量负荷 心室舒张时承受的负荷，又称为前负荷心室舒张时承受的负荷，又称为前负荷压力负压力负荷过度荷过度
4、高血压高血压;肺肺A高压高压;主主A、肺肺A及其瓣膜狭窄及其瓣膜狭窄射血阻力射血阻力容量负容量负荷过度荷过度瓣膜闭锁不全瓣膜闭锁不全;房室房室隔缺损隔缺损;高动力循环高动力循环 舒张末期舒张末期容积容积 二、诱因二、诱因(Predisposing factors)v 感染感染v 心律失常心律失常v 电解质及酸碱平衡紊乱电解质及酸碱平衡紊乱 v 妊娠和分娩妊娠和分娩(Classification of heart failure)第三节第三节心力衰竭的分类心力衰竭的分类v 按病变累及的部位按病变累及的部位 左心衰竭左心衰竭 (left-sided heart failure)右心衰竭右心衰竭 (
5、right-sided heart failure)全心衰竭全心衰竭 (whole heart failure)为什么部分全心衰竭是由为什么部分全心衰竭是由左心衰引起？左心衰引起？v按心肌舒缩功能按心肌舒缩功能 收缩性衰竭收缩性衰竭 (systolic heart failure)舒张性衰竭舒张性衰竭 (diastolic heart failure)v按心输出量按心输出量 低输出量性心力衰竭低输出量性心力衰竭 (low-output heart failure)高输出量性心力衰竭高输出量性心力衰竭 (high-output heart failure)低输出量低输出量型心衰型心衰高输出量高输
6、出量型心衰前型心衰前高输出量高输出量型心衰型心衰正常心正常心输出量输出量正常人正常人(Compensatory mechanisms to cardiac insufficiency)第四节第四节心功能不全的代偿机制心功能不全的代偿机制心泵功能障碍心泵功能障碍组织器官供血组织器官供血快速启动的快速启动的功能性调整功能性调整神经神经-体液体液调节机制调节机制缓慢持久的缓慢持久的结构性适应结构性适应一、神经一、神经-体液调节机制激活体液调节机制激活(Neurohumoral activation)v 交感肾上腺髓质系统激活交感肾上腺髓质系统激活 (activation of sympathetic
7、-adrenal medulla system)v 肾素肾素-血管紧张素血管紧张素-醛固酮系统激活醛固酮系统激活 (activation of renin-angiotensin-aldosterone system)二、功能性调整二、功能性调整(Functional adjustment)v 心率加快心率加快(increased heart rate)v 增加前负荷增加前负荷 (increased preload)v 心肌收缩能力增强心肌收缩能力增强(increased contractility)(一一)心率加快心率加快(Increased heart rate)在一定范围内，心输出量在一
8、定范围内，心输出量心率过快心率过快(180次次/分分)对机体不利对机体不利:增加心肌耗氧量增加心肌耗氧量 心脏舒张期过短心脏舒张期过短 冠脉血流过少；心室充盈不足冠脉血流过少；心室充盈不足(二二)增加前负荷增加前负荷(Increased preload)Frank-Starling定律定律正常状态下正常状态下 1.7 2.1 2.2 2.7 m收缩力收缩力肌节初长肌节初长v紧张源性扩张紧张源性扩张 心室容量加大并伴有收缩力增强的心脏心室容量加大并伴有收缩力增强的心脏扩张扩张v 肌源性扩张肌源性扩张 心肌拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张心肌拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张三、结构性适应三、结构性适应
9、(Structural Adaptation)心肌重塑心肌重塑（myocardial remodeling）心肌细胞心肌细胞非心肌细胞非心肌细胞细胞外基质细胞外基质基因表达改变基因表达改变心脏结构、代谢心脏结构、代谢和功能发生改变和功能发生改变心肌细胞体积增大，重量增加心肌细胞体积增大，重量增加心肌细胞重塑心肌细胞重塑（Myocyte Remodeling）心肌肥大心肌肥大（myocardial hypertrophy）反应性心肌肥大反应性心肌肥大部分心肌细胞丧失时部分心肌细胞丧失时超负荷性心肌肥大超负荷性心肌肥大长期负荷过重引起长期负荷过重引起（1）向心性肥大向心性肥大(concentric
10、 hypertrophy)在长期在长期压力负荷压力负荷作用下，心肌纤作用下，心肌纤维呈维呈并联性增生。并联性增生。（2）离心性肥大离心性肥大(eccentric hypertrophy)在长期在长期容量负荷容量负荷作用下，心作用下，心肌纤维呈肌纤维呈串联性增生。串联性增生。为什么肥大心肌最终转为衰竭？为什么肥大心肌最终转为衰竭？(Mechanisms of heart failure)第五节第五节心力衰竭的发病机制心力衰竭的发病机制 心肌正常舒缩所需要的基本物质：心肌正常舒缩所需要的基本物质：（一）收缩蛋白（一）收缩蛋白肌球蛋白（粗肌丝）肌球蛋白（粗肌丝）肌动蛋白（细肌丝）肌动蛋白（细肌丝）（
11、二）调节蛋白（二）调节蛋白 向肌球蛋白向肌球蛋白 肌钙蛋白肌钙蛋白（三）钙离子（三）钙离子（四）（四）ATPATP一、心肌收缩力降低一、心肌收缩力降低(Decreased myocardial contractility)(一一)心肌收缩蛋白的破坏心肌收缩蛋白的破坏(Injuries of myocardial contractile protein)心肌细胞坏死心肌细胞坏死（myocyte necrosis）心肌细胞凋亡心肌细胞凋亡（myocyte apoptosis）(二二)心肌能量代谢紊乱心肌能量代谢紊乱v 心肌能量生成障碍心肌能量生成障碍 (impaired energy produc
12、tion)v 心肌储能减少心肌储能减少 (reduced energy reserve)v 能量利用障碍能量利用障碍 (impaired energy utilization)(Disorder of myocardial energy metabolism)1.心肌能量生成障碍心肌能量生成障碍(impaired energy production)最常见的原因最常见的原因:心肌缺血缺氧心肌缺血缺氧2.心肌储能减少心肌储能减少 (reduced energy reserve)磷酸肌酸激酶磷酸肌酸激酶ATP肌酸肌酸磷酸肌酸磷酸肌酸(CP)心肌肥大时，心肌肥大时，磷酸肌酸激酶活性磷酸肌酸激酶活性，
13、储能的储能的CP 3.心肌能量利用障碍心肌能量利用障碍(impaired energy utilization)肌球蛋白肌球蛋白ATP酶同工酶有三种酶同工酶有三种:V1():活性最高活性最高 V2():活性次之活性次之 V3():活性最低活性最低过度肥大的心肌其肌球蛋白头部过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶酶活性下降，活性下降，原因是原因是 V1 型转变为型转变为 V3 型型(Impaired excitation-contraction coupling)(三三)心肌兴奋心肌兴奋-收缩耦联障碍收缩耦联障碍v肌浆网肌浆网Ca2+摄取能力摄取能力 v 肌浆网肌浆网Ca2+释放量释放量 v肌浆网
14、肌浆网Ca2+储存量储存量 1.肌浆网处理肌浆网处理Ca2+功能障碍功能障碍 2.胞外胞外Ca2+内流障碍内流障碍-受体受体腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶ATPcAMPCa2+2+通道开放通道开放交感神经兴奋交感神经兴奋去甲肾上腺素去甲肾上腺素心肌收缩力心肌收缩力胞浆胞浆Ca2+浓度瞬间浓度瞬间3.肌钙蛋白与肌钙蛋白与Ca2+结合障碍结合障碍 酸中毒时，酸中毒时，H+与肌钙蛋白的亲和与肌钙蛋白的亲和力比力比Ca2+大大,占据了占据了troponin上的上的Ca2+结合部位。结合部位。二、心肌舒张性能异常二、心肌舒张性能异常(Impaired myocardial diastolic properti
15、es)v 细胞内钙离子复位延缓细胞内钙离子复位延缓v 心室硬度心室硬度、顺应性、顺应性 原因原因:心肌肥大心肌肥大,炎细胞浸润炎细胞浸润,纤维化纤维化v 肌球肌球-肌动蛋白复合体解离障碍肌动蛋白复合体解离障碍v 心室舒张势能减少心室舒张势能减少 三、心脏各部舒缩三、心脏各部舒缩 活动不协调活动不协调(Inconsistent behavior in systolic and diastolic function of the heart)(Consequences of the pumping dysfunction)第六节第六节心脏泵血功能障碍心脏泵血功能障碍对机体的主要影响对机体的主要影响
16、一、前向衰竭一、前向衰竭(Forward failure)1.1.心输出量心输出量 (cardiac output,CO)减少减少 2.2.心脏指数心脏指数 (cardiac index,CI)降低降低 心脏指数心脏指数是单位体表面积的每分心是单位体表面积的每分心输出量。输出量。前向衰竭前向衰竭亦称低排出量综合征亦称低排出量综合征(syndrome of low output)，特点为特点为:3.3.射血分数射血分数 (ejection fraction)降低降低 射血分数射血分数是每搏输出量与心室是每搏输出量与心室舒张末期容积的比值。舒张末期容积的比值。4.4.心室充盈心室充盈(ventri
17、cular filling)受损受损（1 1）肺动脉楔压（肺动脉楔压（PCWP）升高升高 是用漂浮导管通过右心进入肺是用漂浮导管通过右心进入肺小动脉末端而测出的，可以反映左小动脉末端而测出的，可以反映左室功能状态。室功能状态。（2 2）中心静脉压（中心静脉压（CVP）升高升高 是指右心室和腔静脉内的压是指右心室和腔静脉内的压力，反映右心功能。力，反映右心功能。二、后向衰竭二、后向衰竭(Backward failure)后向衰竭亦称静脉淤血综合征后向衰竭亦称静脉淤血综合征(syndrome of venous congestion)，包括包括:v 体循环淤血体循环淤血(systemic cong
18、estion)v 肺循环淤血肺循环淤血(pulmonary congestion)(一一)体循环淤血体循环淤血(Systemic congestion)当当CVP16 cmH2O时，即出现时，即出现体循环淤血征，见于体循环淤血征，见于右心衰竭右心衰竭及及全心衰竭。全心衰竭。主要表现主要表现v颈静脉充盈或怒张颈静脉充盈或怒张v肝肿大及肝功能损害肝肿大及肝功能损害v胃肠道淤血所致的食欲不振等胃肠道淤血所致的食欲不振等 消化道症状消化道症状v心性水肿心性水肿(二二)肺循环淤血肺循环淤血 (Pulmonary congestion)当当PCWP18 mmHg时，即出现时，即出现肺循环淤血征，见于肺循环
19、淤血征，见于左心衰竭。左心衰竭。呼吸困难的表现形式呼吸困难的表现形式:v劳力性呼吸困难劳力性呼吸困难 (dyspnea on exertion)v端坐呼吸端坐呼吸 (orthopnea)v夜间阵发性呼吸困难夜间阵发性呼吸困难 (paroxysmal nocturnal dyspnea)劳力性呼吸困难的发生机制劳力性呼吸困难的发生机制:v回心血量增多，加重肺淤血回心血量增多，加重肺淤血v心率加快，舒张期缩短心率加快，舒张期缩短v机体活动时需氧量增加机体活动时需氧量增加端坐呼吸的发生机制端坐呼吸的发生机制:v端坐时部分血液转移到躯体下半部，肺淤端坐时部分血液转移到躯体下半部，肺淤血减轻血减轻v端坐
20、时胸腔容积增大端坐时胸腔容积增大,肺活量增加肺活量增加v端坐位可减少水肿液的吸收，肺淤血减轻端坐位可减少水肿液的吸收，肺淤血减轻夜间阵发性呼吸困难的夜间阵发性呼吸困难的发生机制发生机制:v入睡后迷走神经兴奋，使支气管收缩入睡后迷走神经兴奋，使支气管收缩v入睡后平卧后下肢静脉血回流增多，肺淤入睡后平卧后下肢静脉血回流增多，肺淤血、水肿加重血、水肿加重v入睡后中枢对传入刺激的敏感性降低入睡后中枢对传入刺激的敏感性降低劳力性呼劳力性呼吸困难吸困难端作呼吸端作呼吸夜间阵发夜间阵发性呼吸困难性呼吸困难咳嗽咳嗽紫绀紫绀铁锈色痰铁锈色痰肺动脉楔肺动脉楔压升高压升高疲乏疲乏水肿水肿颈静脉颈静脉怒张怒张肝肿大肝
21、肿大腹水腹水厌食厌食紫绀紫绀外周静脉外周静脉压升高压升高(Pathophysiological basis of prevention and treatment for heart failure)第七节第七节 心力衰竭心力衰竭防治的病理生理基础防治的病理生理基础v 防治原发病，消除诱因防治原发病，消除诱因v 改善心脏的舒缩功能改善心脏的舒缩功能v 减轻心脏前、后负荷，提高心输出量减轻心脏前、后负荷，提高心输出量v 对症处理对症处理 一患者有一患者有10余年风湿性心脏病史。近余年风湿性心脏病史。近3月月来出现心慌、闷气来出现心慌、闷气,伴浮肿、腹胀，不能平卧伴浮肿、腹胀，不能平卧而入院治疗。而入院治疗。体查：重病容体查：重病容,半坐卧位半坐卧位,颈静脉怒张颈静脉怒张,呼吸呼吸36次次/分分,两肺底可闻湿性罗音。心界向左右两两肺底可闻湿性罗音。心界向左右两侧扩大侧扩大,心率心率130次次/分分,血压血压(110/80mmHg)，Clinical example心尖部可闻心尖部可闻IV级收缩期吹风样及舒张期雷鸣样级收缩期吹风样及舒张期雷鸣样杂音。肝脏在右肋下杂音。肝脏在右肋下6cm6cm可触及，有压痛，腹可触及，有压痛，腹部有移动性浊音，骶部及下肢明显凹陷性水部有移动性浊音，骶部及下肢明显凹陷性水肿。肿。试分析患者发生了哪些病理生理变化？试分析患者发生了哪些病理生理变化？
