1、病理生理学心功能不全病理生理学心功能不全概概 述述病理生理学心功能不全2心脏的重要性“泵”的作用,若一个人活80岁，在他一生中:l心脏将跳动心脏将跳动3030亿次之多！亿次之多！l输送的血液将达输送的血液将达3 3亿多升，亿多升，足以装满足以装满16001600架四引擎波架四引擎波音音747747客机的全部油箱！客机的全部油箱！l所作的功，相当于将所作的功，相当于将3 3万公万公斤重的物体向上举到喜马斤重的物体向上举到喜马拉雅山顶峰所作的功！拉雅山顶峰所作的功！病理生理学心功能不全3病理生理学心功能不全4美国美国,冠心病死亡人数冠心病死亡人数5050万万/年年中国中国,高血压患病人数高血压患病
2、人数11亿人亿人病理生理学心功能不全5 由于各种原因引起的心肌收缩（或）由于各种原因引起的心肌收缩（或）舒张性减弱，以至在静息或一般体力活舒张性减弱，以至在静息或一般体力活动情况下，心脏不能有效地将静脉回流动情况下，心脏不能有效地将静脉回流血等量搏出从而使心输出量相对或绝对血等量搏出从而使心输出量相对或绝对减少，不能满足组织代谢需要的全身性减少，不能满足组织代谢需要的全身性病理过程称为病理过程称为心功能不全心功能不全（心衰）。（心衰）。概 念病理生理学心功能不全6n 心功能不全心功能不全（Cardiac insufficiency）包括心脏泵血功能下降但处于完全包括心脏泵血功能下降但处于完全
3、代偿直至失代偿的代偿直至失代偿的整个过程整个过程。心力衰竭心力衰竭 (Heart failure)患者出现明显的症状和体征，属于患者出现明显的症状和体征，属于 心功能不全的心功能不全的失代偿阶段失代偿阶段。病理生理学心功能不全7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)心力衰竭呈慢性经过时，由于钠水潴留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、组织水肿及和血容量增加，发生静脉淤血、组织水肿及心腔扩大。心腔扩大。心输出量心输出量静脉回流受阻静脉回流受阻充血充血组织间液组织间液 肾血流肾血流+RAAS+RA
4、AS钠水潴留钠水潴留容量容量 水肿水肿心衰病理生理学心功能不全8第一节第一节心衰的病因、诱因与分类心衰的病因、诱因与分类(Causes and predisposing factors of heart failure)病理生理学心功能不全9一、病因一、病因(Causes)（一）原发性心肌舒缩功能障碍（一）原发性心肌舒缩功能障碍(Primary dysfunction of myocardial relax and contract)心肌病变心肌病变心肌梗死心肌梗死 心肌炎心肌炎 心肌病及心肌纤维化等心肌病及心肌纤维化等 心肌心肌代谢障碍代谢障碍心肌缺血缺氧及严重维生素心肌缺血缺氧及严重维生素
5、B1缺乏缺乏 病理生理学心功能不全10(二二)心脏负荷过度心脏负荷过度 (Overload for myocardium)(Overload for myocardium)阻力力负荷（后负荷）阻力力负荷（后负荷）心室收缩时承受的负荷，心室收缩时承受的负荷，。容量负荷增加（前负荷）容量负荷增加（前负荷）指心脏在收缩前所承受的负荷，相当于心舒指心脏在收缩前所承受的负荷，相当于心舒张末期容积，决定了心肌收缩的初长。张末期容积，决定了心肌收缩的初长。病理生理学心功能不全11常见原因常见原因特特 点点 容量负容量负 荷过度荷过度瓣膜闭锁不全瓣膜闭锁不全 房室隔缺损房室隔缺损 甲亢甲亢 严重贫血严重贫血
6、高动力循环高动力循环舒张末期舒张末期容积容积 压力负压力负 荷过度荷过度 高血压，主高血压，主A A瓣狭窄；瓣狭窄；肺肺A A高压，肺高压，肺A A瓣狭窄瓣狭窄射血射血 阻力阻力病理生理学心功能不全12二、诱二、诱 因因(Predisposing factors)1.1.感染（感染（InfectionInfection）感染感染发热发热代谢率代谢率心动过速心动过速心率心率心肌耗氧量心肌耗氧量毒素毒素抑制心肌舒缩功能抑制心肌舒缩功能肺血管阻力肺血管阻力右心衰右心衰病理生理学心功能不全13 2.2.心律失常心律失常心率心率 180 180次次/分分 50 (150次次/分分)对机体不利对机体不利l
7、增加心肌耗氧量增加心肌耗氧量l心脏舒张期过短脉血流过少；心室充盈不足心脏舒张期过短脉血流过少；心室充盈不足病理生理学心功能不全35(二二)心脏扩张心脏扩张(紧张源性扩张）紧张源性扩张）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心脏对急性血液动力改心脏对急性血液动力改变的一种重要代偿方式变的一种重要代偿方式病理生理学心功能不全36心脏紧张源性扩张（心脏紧张源性扩张（FrankstarlingFrankstarling定律）定律）在一定范围内，心舒张未期容积增加，心肌在一定范围内，心舒张未期容积增加，心肌 初长增加，心缩力增加（初长增加，心缩力增加（变长性
8、自身调节变长性自身调节）心功能下降心功能下降 心输量下降心输量下降 心舒末期容积增高心舒末期容积增高 心肌初长增加心肌初长增加 心收缩力增高心收缩力增高 病理生理学心功能不全37机制：机制：Frank-starlingFrank-starling定律定律TotalActivePassiveMaximal forceForceLength3.65 m 不能收缩不能收缩肌原性扩张肌原性扩张病理生理学心功能不全38病理生理学心功能不全39变长性自身调节是改变前负荷来实现的，也变长性自身调节是改变前负荷来实现的，也就是改变心肌初长来实现的，肌节长度在就是改变心肌初长来实现的，肌节长度在2.2m2.2m
9、产生的收缩力最大，粗、细肌丝最佳产生的收缩力最大，粗、细肌丝最佳重叠重叠LmaxLmax，当肌节长度超过，当肌节长度超过2.22.2时心输时心输出量反而下降出量反而下降肌源性扩张肌源性扩张，失去代偿意义，失去代偿意义病理生理学心功能不全40v 紧张源性扩张紧张源性扩张心室容量加大并伴有收缩力心室容量加大并伴有收缩力 增强的心脏扩张增强的心脏扩张v肌源性扩张肌源性扩张心肌拉长不伴有收缩力增强心肌拉长不伴有收缩力增强 的心脏扩张的心脏扩张类类 型型病理生理学心功能不全41（三）（三）儿茶酚胺正性肌力作用儿茶酚胺正性肌力作用 交感兴奋交感兴奋 儿茶酚胺增加儿茶酚胺增加 ATP AC CAMP蛋白激酶
10、蛋白激酶 肌浆网肌浆网磷酸化磷酸化 细胞膜细胞膜磷酸化磷酸化 胞浆胞浆Ca+增高增高心输出心输出量增加量增加 病理生理学心功能不全42心输出量受前后负荷影响不能正确反映心心输出量受前后负荷影响不能正确反映心肌内在收缩性，只有在心肌前后负荷为零肌内在收缩性，只有在心肌前后负荷为零时的收缩才能反映心肌内在收缩性，但实时的收缩才能反映心肌内在收缩性，但实际上做不到际上做不到 后负荷越大，收缩速度越慢，以后负荷为后负荷越大，收缩速度越慢，以后负荷为 横坐标，收缩速度为纵坐标，所得曲线为横坐标，收缩速度为纵坐标，所得曲线为 力速度曲线，将此曲线外推到负荷为力速度曲线，将此曲线外推到负荷为0 0小小 时的
11、时的最大收缩速度最大收缩速度即为即为VmaxVmax。病理生理学心功能不全43病理生理学心功能不全44体积体积(四四)心肌肥大心肌肥大(慢性持久的代偿形式）慢性持久的代偿形式）概概 念念心肌细胞体积增大，重量增加心肌细胞体积增大，重量增加肥厚心肌肥厚心肌冠状血流增加冠状血流增加核酸核酸pr增加增加线粒体，肌浆网增加线粒体，肌浆网增加摄摄O2 用用O2能力增加能力增加病理生理学心功能不全45病理生理学心功能不全46形式形式 1 1、向心性心肌肥厚向心性心肌肥厚不伴有心腔显著扩张，不伴有心腔显著扩张，主要是收缩期室壁压力增加所引起主要是收缩期室壁压力增加所引起 （长期后负荷增高，纤维变粗）（长期后
12、负荷增高，纤维变粗）2 2、离心性心肌肥厚离心性心肌肥厚伴有心腔显著扩张主伴有心腔显著扩张主 要舒张期室壁压力增高所致要舒张期室壁压力增高所致 （长期前负荷增高，心肌纤维串联性加，长期前负荷增高，心肌纤维串联性加，肌纤维变长肌纤维变长）病理生理学心功能不全47 CO 交感交感N兴奋兴奋 CA 、-R 激活激活G蛋白蛋白 cAMP PKA 靶蛋白磷酸化，相应基因转录加强靶蛋白磷酸化，相应基因转录加强 Ag、ET PLC PIP2 DG PKC IP3 Ca2 激活钙调蛋白依赖的蛋白激酶激活钙调蛋白依赖的蛋白激酶 机械刺激通过机械刺激通过TPK途径引起细胞增殖肥大途径引起细胞增殖肥大心肌肥大机制心
13、肌肥大机制病理生理学心功能不全48正常正常压力负荷压力负荷过重过重容量负荷容量负荷过重过重向心性肥向心性肥大大离心性肥大离心性肥大病理生理学心功能不全49 向心性肥大向心性肥大离心性肥大离心性肥大病理生理学心功能不全50意义：意义：单位重量心肌或单根肌原纤维收缩性下降，单位重量心肌或单根肌原纤维收缩性下降，总收缩力可增强总收缩力可增强，可承受更大负荷，可承受更大负荷（1 1）厚度增加，同样壁应力产生更大的室）厚度增加，同样壁应力产生更大的室 内压，内压，有利于克服渐增加的后负荷有利于克服渐增加的后负荷壁应力壁应力 =pr 2h 为壁应力（克为壁应力（克/cm/cm2 2），），p p为心室内压
14、（克为心室内压（克/m/m2 2）r r为半径，为半径，h h为室壁厚度为室壁厚度 病理生理学心功能不全51（2 2）心腔增大时，容量更大，虽然舒张末期容）心腔增大时，容量更大，虽然舒张末期容 积可增加，舒张末期压力不致明显上升，积可增加，舒张末期压力不致明显上升，以以适应加重的前负荷适应加重的前负荷，在一定程度内不发，在一定程度内不发 生生V V压升高。压升高。（3 3）不缩短舒张期，因而无心动过速时的心）不缩短舒张期，因而无心动过速时的心 肌劳累。肌劳累。病理生理学心功能不全52为适应心脏负荷的增加，心肌及心肌间质在结构、为适应心脏负荷的增加，心肌及心肌间质在结构、功能、数量及遗传表型方面
15、出现的慢性代偿适应、功能、数量及遗传表型方面出现的慢性代偿适应、增生性变化增生性变化心肌重构心肌重构(myocardial remodeling)n-MHC -MHCn醛固酮醛固酮 I,IIII,III型型胶原产生胶原产生降解降解（大鼠肌球蛋白重链）（大鼠肌球蛋白重链）AG-II（刺激纤母细胞）（刺激纤母细胞）抑制降解胶原的关键酶（抑制降解胶原的关键酶（MMP1)人肌球蛋白轻链人肌球蛋白轻链1 1和肌钙蛋白成年型向胚胎型变换和肌钙蛋白成年型向胚胎型变换 病理生理学心功能不全53二、心外代偿(一一)血容量增加血容量增加(二二)血流重分布血流重分布(三三)红细胞增多红细胞增多(四四)组织细胞利用氧
16、的能力增强组织细胞利用氧的能力增强病理生理学心功能不全54(一一)血容量增加血容量增加 (Increased blood volume)机制机制lGFRl肾小管对水钠的重吸收肾小管对水钠的重吸收l 醛固酮系统作用醛固酮系统作用l ADH作用作用增加回心血量增加回心血量,但可致但可致前负荷增加前负荷增加长期血管收缩可致长期血管收缩可致后负荷增加后负荷增加意义意义不利病理生理学心功能不全55(二)血流重分布(Redistribution of blood flow)心输出量减少时心输出量减少时，皮肤、骨骼肌和腹腔内脏等皮肤、骨骼肌和腹腔内脏等血管收缩，供血比例血管收缩，供血比例 心、脑血管轻度扩张
17、，心、脑血管轻度扩张，以保证重要脏器（心、脑）的血液供应以保证重要脏器（心、脑）的血液供应轻度心衰具重要代偿意义轻度心衰具重要代偿意义病理生理学心功能不全56(Increase in red cells)(三三)红细胞增多红细胞增多病理生理学心功能不全57(四四)组织细胞利用氧的能力增强组织细胞利用氧的能力增强(Increased ability of cells to use oxygen）细胞线粒体数量增多细胞线粒体数量增多呼吸酶活性增加呼吸酶活性增加 肌红蛋白含量增多肌红蛋白含量增多病理生理学心功能不全58Sympathetic NSRAASCytokinesGrowth Factors
18、Free Radicals 心脏负荷增大心脏负荷增大心肌耗氧量增加心肌耗氧量增加细胞因子的损伤作用细胞因子的损伤作用氧化应激氧化应激心肌重构心肌重构(remodeling)(remodeling)水钠潴留水钠潴留 心衰，心心衰，心输出量输出量缺血，缺氧缺血，缺氧病理生理学心功能不全59l心肌收缩能力增强，心率增快，心输出量心肌收缩能力增强，心率增快，心输出量回升；阻力血管收缩维持血压，保证重要回升；阻力血管收缩维持血压，保证重要脏器的灌流。脏器的灌流。l激活激活RASSRASS这些效应对泵血功能及血流动力学稳态起极这些效应对泵血功能及血流动力学稳态起极为重要的作用为重要的作用(一一)交感交感-
19、肾上腺髓质系统激活肾上腺髓质系统激活病理生理学心功能不全60（二）肾素（二）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AldosteroneAngiotensinogenAngiotensin IAngiotensin IIACEReninK+Na+ACTHOtherAdrenalVascularMyocardialRenalCNSvTarget Receptor Sites血管紧张素转化酶血管紧张素转化酶醛固酮病理生理学心功能不全61醛固酮醛固酮 动脉顺应性 压力感受功能 去甲肾上腺素摄取 内皮功能 PAI-1 K+Mg+纤维化 去甲肾上腺素 摄取 心率可变性 LV 重量&纤维
20、化 Na+水肿水肿Remodeling 心律失常 缺血事件心衰进展心源性猝死病理生理学心功能不全62（三）其他体液因子和氧自由基生成增多（三）其他体液因子和氧自由基生成增多负性肌力作用WBC呼吸爆发，大量增加，心肌细胞凋亡心肌改建缺血、缺氧缺血、缺氧室壁应力室壁应力 TNFILs内皮素内皮素 NO PGs ANP NO PGs ANP 醛固酮作用醛固酮作用病理生理学心功能不全63l 心脏负荷增大。心脏负荷增大。l心肌耗氧增加心肌耗氧增加l心律失常心律失常l细胞因子的损伤作用细胞因子的损伤作用 l增强心肌收缩力增强心肌收缩力l增加血容量增加血容量l维持重要器官的血流灌注维持重要器官的血流灌注l氧
21、化应激引起心肌损伤氧化应激引起心肌损伤l心肌重构心肌重构(remodeling)(remodeling)l水钠潴留水钠潴留利利弊弊病理生理学心功能不全64第三节第三节心力衰竭的发生机制心力衰竭的发生机制 (Mechanisms of heart failure)病理生理学心功能不全65心力衰竭的发病机制心力衰竭的发病机制一、心肌收缩功能障碍一、心肌收缩功能障碍 二、心肌舒张功能异常二、心肌舒张功能异常 三、心脏各部舒缩活动不协调三、心脏各部舒缩活动不协调 病理生理学心功能不全66一、心肌收缩功能障碍一、心肌收缩功能障碍心肌舒缩原理心肌舒缩原理 （简（简)1、收缩蛋白、收缩蛋白肌球肌球prpr（
22、MyosinMyosin）：）：组成粗肌丝，一端游组成粗肌丝，一端游离为横桥，头部具离为横桥，头部具ATPATP酶活性酶活性 三种重要特性三种重要特性 分子可聚合成丝状分子可聚合成丝状 可与肌动可与肌动prpr结合结合 具有具有ATPATP酶活性酶活性 病理生理学心功能不全67肌动球肌动球prpr（ActinActin）：）：双螺旋结构，有与横桥结合双螺旋结构，有与横桥结合的作用部位，当结合成肌动球的作用部位，当结合成肌动球prpr时，肌肉收缩时，肌肉收缩向肌球向肌球PrPr（Trop Myosin Trop Myosin）：）：呈杆状，以螺旋状细呈杆状，以螺旋状细长纤维位于肌动长纤维位于肌动
23、PrPr双链之间，具有阻止肌球双链之间，具有阻止肌球PrPr与肌动与肌动PrPr间搭桥作用间搭桥作用 肌钙肌钙PrPr（troponintroponin）：）：CaCa+结合成份结合成份 TnC TnC抑制成份抑制成份 TnI TnI向肌球向肌球PrPr结合成份结合成份 TnT TnT 病理生理学心功能不全68病理生理学心功能不全69收缩收缩蛋白蛋白ActinMyosin调节调节蛋白蛋白TropomyosinTroponin(TnT,TnC,TnI)TropomyosinTroponinActinTropomyosinTroponinCa2+binding siteCross bridge b
24、inding sitesCa2+binding siteTropomyosinMyosin cross bridge Troponin Cross bridge binding siteCa2+RESTING STATECONTRACTIONActinActinActinActin细胞膜细胞膜电活动电活动肌浆网肌浆网释放释放Ca2+调节调节蛋白蛋白(TnC)肌动球蛋白收缩肌动球蛋白收缩兴奋兴奋-收缩耦联收缩耦联病理生理学心功能不全70病理生理学心功能不全712 2、兴奋收缩、兴奋收缩刺激刺激 肌膜去激化肌膜去激化 钙内流钙内流 钙释放钙释放 胞浆胞浆Ca+增高增高肌钙蛋肌钙蛋白与钙白与钙结合结
25、合ATP酶酶活性活性增加增加向肌球向肌球pr移位移位 ATP水解水解 横桥与横桥与肌动蛋肌动蛋白结合白结合 肌收缩肌收缩 病理生理学心功能不全72心肌正常舒缩取决于心肌正常舒缩取决于3.3.心肌结构的完整性心肌结构的完整性2.2.能量、肌球蛋白头部能量、肌球蛋白头部ATPATP酶活性酶活性1.1.包浆中钙离子量包浆中钙离子量病理生理学心功能不全73一、心肌收缩性减弱一、心肌收缩性减弱(Decreased myocardial contractility)l心肌收缩蛋白的破坏心肌收缩蛋白的破坏l心肌能量代谢障碍心肌能量代谢障碍l心肌兴奋心肌兴奋收缩耦联障碍收缩耦联障碍l肥大心肌的不平衡生长肥大心
26、肌的不平衡生长病理生理学心功能不全74（）（）心肌细胞坏死（心肌细胞坏死（necrosisnecrosis）心肌缺血心肌缺血 心肌炎心肌炎 心肌病心肌病 心肌中毒心肌中毒心肌细胞心肌细胞 凋亡、坏死凋亡、坏死心肌收缩心肌收缩 性减弱性减弱（）心肌细胞凋亡（）心肌细胞凋亡（apoptosisapoptosis）(一一)收缩相关蛋白的破坏收缩相关蛋白的破坏(Injuries of myocardial contractile protein)1 1、心肌细胞数量减少、心肌细胞数量减少病理生理学心功能不全75氧化应激：氧化应激：儿茶酚胺自氧化、促炎性因儿茶酚胺自氧化、促炎性因 子引起子引起 呼吸爆发
27、、黄嘌呤呼吸爆发、黄嘌呤 氧化酶激活、磷脂酶氧化酶激活、磷脂酶A2A2活化活化相关因素相关因素细胞因子生成过多：细胞因子生成过多：TNF-TNF-、IL-1IL-1、IL-6 IL-6、IFNIFN等等钙稳态失衡钙稳态失衡线粒体功能异常线粒体功能异常病理生理学心功能不全76启动子启动子CASPASE效应子效应子CASPASEFADDFADDTRADDTRADD破坏细胞的必破坏细胞的必需结构成分需结构成分细胞凋亡细胞凋亡死亡受体死亡受体TNFR1,Fas 等等病理生理学心功能不全77收缩蛋白改变、心肌结构改变、心肌结构改变肌丝不呈比例增加肌丝不呈比例增加肌节不规则叠加肌节不规则叠加肌原纤维肌原纤
28、维排列紊乱排列紊乱心肌肥大心肌肥大细胞凋亡、肥大萎缩、心肌纤维化细胞凋亡、肥大萎缩、心肌纤维化收缩力下降收缩力下降、心室扩张、心室扩张病理生理学心功能不全78(二二)心肌能量代谢障碍心肌能量代谢障碍(Disorder of myocardial energy metabolism)能量生成障碍能量生成障碍 (impaired energy production)(impaired energy production)能量储备减少能量储备减少(impaired energy unstored)(impaired energy unstored)能量利用障碍能量利用障碍 (impaired ene
29、rgy utilization)(impaired energy utilization)病理生理学心功能不全79能量生成能量生成能量利用能量利用脂肪酸脂肪酸 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 氨基酸氨基酸乙酰乙酰 CoA三羧酸三羧酸 循环循环ATPADP+PiCa2+与肌钙与肌钙 蛋白结合蛋白结合心肌收缩心肌收缩CP能量储存能量储存正常心肌能量代谢过程正常心肌能量代谢过程病理生理学心功能不全80冠脉阻塞冠脉阻塞 休克休克 严重贫血严重贫血心肌缺缺 血缺氧血缺氧ATPATPVitB1VitB1缺乏缺乏焦磷酸焦磷酸 硫胺素硫胺素丙酮酸氧化丙酮酸氧化 脱羧障碍脱羧障碍冠脉阻塞冠脉阻塞 休克休克
30、 严重贫血严重贫血心肌缺缺 血缺氧血缺氧ATPATP冠脉阻塞冠脉阻塞 休克休克 严重贫血严重贫血心肌缺心肌缺 血缺氧血缺氧ATP 1.1.心肌能量生成障心肌能量生成障(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ATP缺乏引起的后果缺乏引起的后果肌球蛋白头部的肌球蛋白头部的ATP酶水解酶水解ATP减少减少 Ca2+转运及分布异常转运及分布异常心肌细胞不能维持正常的胞内离子环境心肌细胞不能维持正常的胞内离子环境心肌蛋白合成减少心肌蛋白合成减少病理生理学心功能不全81 2.2.心肌能量储存障碍心肌能量储存障碍 (impaired ener
31、gy unstored)心肌能量以ATP和磷酸肌酸形式储存心肌肥大磷酸肌酸激酶活性下降，CP 甲亢时甲亢时,氧化磷酸化脱偶联氧化磷酸化脱偶联,高能键生成减高能键生成减 少、以热能散发增加少、以热能散发增加,ATP,ATP下降、收缩性减弱下降、收缩性减弱（甲状腺素激活甲状腺素激活Na-K-ATPNa-K-ATP酶使酶使ATP-ADPATP-ADP加速，加速，ADPADP进入线进入线粒体增加，氧化磷酸化加强，耗粒体增加，氧化磷酸化加强，耗O O2 2，增加，产热增加，增加，产热增加 ）病理生理学心功能不全82 3.3.心肌能量利用障碍心肌能量利用障碍(impaired energy utiliza
32、tion)(impaired energy utilization)肌球蛋白肌球蛋白ATPATP酶同工酶有三种酶同工酶有三种:V V1 1():():活性最高活性最高 V V2 2():():活性次之活性次之 V V3 3():():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ATPATP酶活性下降酶活性下降，原因是原因是 V V1 1 型转变为型转变为 V V3 3 型型最常见原因最常见原因:长期心脏负荷过重而引起心肌过度肥大长期心脏负荷过重而引起心肌过度肥大病理生理学心功能不全83肌球蛋白肌球蛋白ATPaseATPase活性降低活性降低化学能 机械能肌球蛋白肌球
33、蛋白ATP酶酶组成 活性 最高 较低 最低肌球蛋白同工酶比较肌球蛋白同工酶比较V1 V2 V3代偿状态时，V1增多；失代偿时，V3增多。病理生理学心功能不全84能量生成能量生成能量利用能量利用脂肪酸脂肪酸 乳酸乳酸 丙酮酸丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 氨基酸氨基酸乙酰乙酰 CoA三羧酸三羧酸 循环循环ATPADP+PiCa2+与肌钙与肌钙 蛋白结合蛋白结合心肌收缩心肌收缩心衰时的能量代谢障碍心衰时的能量代谢障碍VitB1缺乏缺乏冠脉阻塞冠脉阻塞 休克休克 严重贫血严重贫血心肌肥大心肌肥大CP能量储存能量储存心肌改建心肌改建 CPKCPK病理生理学心功能不全85肌浆网肌浆网Ca+Ca+ATPADP+Pi
34、能量能量“饥饿饥饿”对心肌舒缩的影响对心肌舒缩的影响:Ryanodine受体受体 Ca+肌钙蛋白肌钙蛋白原肌凝蛋白原肌凝蛋白ATP不足不足（-）（-）（-）86 NaCaATP肌浆网ATPCa+Ca+ATP不足不足（-）（-）（-）ATP（-）能量能量“饥饿饥饿”对心肌舒缩的影响对心肌舒缩的影响Ca+舒张不完全舒张不完全87(三三)心肌兴奋心肌兴奋收缩耦联障碍收缩耦联障碍(Impaired excitation-contraction coupling)1.1.肌浆网肌浆网CaCa2+2+转运功能障碍转运功能障碍 2.2.胞外胞外CaCa2+2+内流障碍内流障碍3.3.肌钙蛋白与肌钙蛋白与Ca
35、Ca2+2+结合障碍结合障碍病理生理学心功能不全881.1.肌浆网处理肌浆网处理CaCa2+2+功能障碍功能障碍 肌浆网肌浆网CaCa2+2+摄取能力摄取能力、CaCa2+2+泵活性、含量泵活性、含量+受磷蛋白活性受磷蛋白活性肌浆网肌浆网CaCa2+2+储存储存SRSR摄取摄取+线粒体摄取线粒体摄取+Ca+Ca2+2+外排外排肌浆网肌浆网CaCa2+2+释放释放 储存储存酸中毒酸中毒RyanodineRyanodine受体受体(RyR)(RyR)表达及合成表达及合成病理生理学心功能不全89受磷蛋白受磷蛋白(pln)(pln)磷酸化磷酸化心衰时心衰时ATPSR的的Ca2+-ATP酶活性酶活性 兴
36、奋时兴奋时CaCa2+2+释放释放NE.NE.SR的的R受体受体Ca2+摄取摄取心肌舒张心肌舒张障碍障碍心肌收缩心肌收缩障碍障碍Ca2+2+储存储存 病理生理学心功能不全90 CaCa2+2+内流途径：内流途径：钙通道（电压依赖性、受体操纵性）钙通道（电压依赖性、受体操纵性）钠钙交换体钠钙交换体作用：作用：升高胞浆内升高胞浆内CaCa2+2+浓度；诱发肌浆网释放浓度；诱发肌浆网释放CaCa2+2+原因：原因：肥大心肌肥大心肌-R-R密度相对密度相对NE NE 酸中毒时，酸中毒时，H H+降低降低-R-R对对NENE的敏感性的敏感性 高钾血症高钾血症2.2.胞外胞外CaCa2+2+内流障碍内流障
37、碍病理生理学心功能不全91儿茶酚胺儿茶酚胺受体受体腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶ATPAMPc钙通道开放钙通道开放心肌内源性去甲肾上腺素不足心肌内源性去甲肾上腺素不足 膜膜1-受体密度下调受体密度下调 腺苷环化酶含量及活性降低腺苷环化酶含量及活性降低 s GTP受体操纵性钙通道受体操纵性钙通道92心衰时心衰时CaCa2+2+通道蛋白通道蛋白 NENE、受体受体 及及ACAC酶酶数量数量或或 结构异常结构异常CaCa2+2+内流内流病理生理学心功能不全933.3.肌钙蛋白与肌钙蛋白与CaCa2+2+结合障碍结合障碍心肌缺血心肌缺血H H+与与CaCa2+2+竞争性与竞争性与 肌钙蛋白结合肌钙蛋白结合抑
38、制肌浆网释放抑制肌浆网释放CaCa+抑制抑制CaCa+内流内流 心肌收缩高钾病理生理学心功能不全94Ca2+内流内流 肌浆网摄取、肌浆网摄取、释放释放 Ca2+竞争性抑制竞争性抑制Ca2+与肌钙蛋白结合与肌钙蛋白结合兴奋兴奋-收缩偶联障碍收缩偶联障碍病理生理学心功能不全95(四四)心肌肥大的不平衡生长心肌肥大的不平衡生长(Imbalance growth of yocardial hypertrophy)心肌的不平衡生长心肌的不平衡生长是肥大心肌发生衰竭的基础是肥大心肌发生衰竭的基础肥大心肌在器官、组织、细胞、分子水平上不平衡生长肥大心肌在器官、组织、细胞、分子水平上不平衡生长 肥大心肌肥大心
39、肌 心功能不全心功能不全病理生理学心功能不全96v心肌重量的增加超过心脏心肌重量的增加超过心脏交感神经元轴突交感神经元轴突的增长的增长v肥大心肌肥大心肌毛细血管数量毛细血管数量增加小于心肌体积的增加小于心肌体积的增长增长 心灌流下降心灌流下降 心肌缺血心肌缺血v心肌心肌线粒体数量线粒体数量不能随心肌肥大成比例地增加不能随心肌肥大成比例地增加v肥大心肌的肥大心肌的肌球蛋白肌球蛋白ATPATP酶活性酶活性下降下降v肥大心肌的肥大心肌的肌浆网肌浆网CaCa2+2+处理功能处理功能障碍障碍机机 制制病理生理学心功能不全97心肌收缩减弱的机制收缩相关收缩相关蛋白破坏蛋白破坏病理生理学心功能不全98v细胞
40、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 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 二、心肌舒张功能异常二、心肌舒张功能异常(Impaired myocardial diastolic properties)病理生理学心功能不全99心肌缺血、缺氧等心肌缺血、缺氧等Ca与肌钙蛋白解离障碍与肌钙蛋白解离障碍肌浆钙超载肌浆钙超载肌质网摄取、结合钙的能力肌质网摄取、结合钙的能力ATPNa-Ca交换交换酸中毒酸中毒钙泵活性钙泵活性病理生理学心功能不全100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病理生理学心功能
41、不全101弹开效应弹开效应 带动心肌舒张带动心肌舒张心室充盈量不足，心室被动充盈负荷降低心室充盈量不足，心室被动充盈负荷降低 心肌受损或心力衰竭时心肌受损或心力衰竭时冠状动脉灌流不足冠状动脉灌流不足 心收缩性心收缩性 心舒张性降低心舒张性降低冠脉硬化、冠脉血栓形成、心室冠脉硬化、冠脉血栓形成、心室内压过高（高血压、心肌病）内压过高（高血压、心肌病）病理生理学心功能不全102心室单位压力变化引起容积变化（心室单位压力变化引起容积变化（dV/dpdV/dp），），其倒数为心室僵硬度（其倒数为心室僵硬度（dp/dV）心衰心衰心肌肥厚、心肌炎、心肌间质增生，心肌肥厚、心肌炎、心肌间质增生，纤维化纤维化
42、顺应性下降顺应性下降充盈下降充盈下降心输出心输出量减少量减少VEDV VEDP VEDV VEDP 肺静脉压肺静脉压 肺淤血水肿肺淤血水肿 4 4、心室顺应性下降、心室顺应性下降病理生理学心功能不全103病理生理学心功能不全104三、心脏各部舒缩活动不协调三、心脏各部舒缩活动不协调(Inconsistent behavior in systolic and diastolic function of the heart)各种病因各种病因心力衰竭心力衰竭心律失常心律失常CO区域性病变区域性病变舒缩活动不协调舒缩活动不协调病理生理学心功能不全105 心脏各部，左心脏各部，左-右心之间，房右心之间，
43、房-室之间，心室室之间，心室本身各区域的舒缩活动处于高度协调的状态，本身各区域的舒缩活动处于高度协调的状态，保证了心泵功能正常进行，在冠心病、心肌梗保证了心泵功能正常进行，在冠心病、心肌梗死、高心、心肌炎、肺心病等使心肌在兴奋性、死、高心、心肌炎、肺心病等使心肌在兴奋性、自律性、传导性、收缩均性将发生很大差异，自律性、传导性、收缩均性将发生很大差异，导致导致心脏各部舒缩活动的协调性遭到破坏心脏各部舒缩活动的协调性遭到破坏心心律失常律失常心输出量下降心输出量下降病理生理学心功能不全106第四节第四节心力衰竭临床表现的心力衰竭临床表现的病理生理基础病理生理基础病理生理学心功能不全107一、心、血管
44、系统变化一、心、血管系统变化（一）心输出量不足（一）心输出量不足指标指标l 心输出量心输出量 (cardiac output,CO)(cardiac output,CO)减少减少 l 心脏指数心脏指数 (cardiac index,CI)(cardiac index,CI)降低降低 l 射血分数射血分数 (ejection fraction)(ejection fraction)降低降低l 心室充盈心室充盈(ventricular filling)(ventricular filling)受损受损l 心率心率(heart rate)(heart rate)增快增快 N:5.0L/N:5.0L/
45、分分 心衰心衰2.5L/2.5L/分分N:2.53.5L/N:2.53.5L/分分/m/m2 2 心衰心衰2.5L/2.5L/分分 N:0.560.78 N:0.560.78 心衰心衰0.500.50临床表现临床表现l 皮肤苍白皮肤苍白 心慌、无力、头晕心慌、无力、头晕 尿少尿少l 心源性休克心源性休克 病理生理学心功能不全108（二）、静脉淤血和静脉压升高（二）、静脉淤血和静脉压升高 心输出量下降和静脉淤血心输出量下降和静脉淤血是心衰时一系列机能代谢变化发生的病生基础是心衰时一系列机能代谢变化发生的病生基础钠水潴留钠水潴留VEDV增高增高 血管收缩血管收缩 血液回流受阻血液回流受阻淤血淤血
46、左心衰左心衰肺淤血、水肿肺淤血、水肿 呼吸困难、啰音呼吸困难、啰音 右心衰右心衰体循环淤血、（肝脏、消化系统淤血）体循环淤血、（肝脏、消化系统淤血）肝颈症肝颈症+，食欲下降，食欲下降 全身水肿全身水肿病理生理学心功能不全109颈静脉怒张颈静脉怒张心性水肿心性水肿病理生理学心功能不全110病理生理学心功能不全111右心衰竭、腔静脉淤血：右心衰竭、腔静脉淤血：肾淤血：蛋白尿肾淤血：蛋白尿颈静脉淤血：颈静脉怒张颈静脉淤血：颈静脉怒张肝淤血：肝大、肝颈征肝淤血：肝大、肝颈征胃肠淤血：恶心、呕吐胃肠淤血：恶心、呕吐下肢淤血：下肢水肿下肢淤血：下肢水肿CVP CVP：15cm H15cm H2 2OO病理
47、生理学心功能不全112二、呼吸功能变化二、呼吸功能变化 1 1、呼吸困难、呼吸困难*机制：机制：肺淤血水肿肺淤血水肿肺循环压力肺循环压力 增加增加肺血管感受器刺激肺血管感受器刺激 肺顺应性降低肺顺应性降低 ，作一定功耗，作一定功耗O O2 2量增加量增加支气管粘膜肿胀支气管粘膜肿胀气道阻力增加气道阻力增加 气体交换障碍气体交换障碍氧分压下降，通气增加氧分压下降，通气增加 呼吸困难呼吸困难病理生理学心功能不全113HFCOVR供血不足供血不足肺循环淤血肺循环淤血体循环淤血体循环淤血神经神经体液体液+病理生理学心功能不全114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 (
48、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)病理生理学心功能不全115劳力性呼吸困难劳力性呼吸困难轻度轻度体力活动而出现心慌、气促体力活动而出现心慌、气促 发生机制发生机制: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病理生理学心功能不全116端坐呼吸端坐呼吸患者被迫采取端坐位或半卧位，以减轻呼吸困难患者被迫采取端坐位或半卧位，以减轻呼吸困难机制机制端坐时端坐时部
49、分血液转移到躯体下半部，肺淤血减轻部分血液转移到躯体下半部，肺淤血减轻膈肌下移膈肌下移,改善通气改善通气可减少水肿液的吸收，肺淤血减轻可减少水肿液的吸收，肺淤血减轻端坐呼吸提示肺淤血严重端坐呼吸提示肺淤血严重病理生理学心功能不全117病理生理学心功能不全118夜间入睡后因气闷而被突然惊醒夜间入睡后因气闷而被突然惊醒伴伴 气喘咳嗽、如胸部听到哮呜音气喘咳嗽、如胸部听到哮呜音心性哮喘心性哮喘机制机制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平卧后下肢静脉血回流增多，肺淤血、水肿加重平卧后下肢静脉血回流增多，肺淤血、水肿加重v平卧时膈肌抬高，肺活量降低平卧时膈肌抬高，肺活量
50、降低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夜间阵发性呼吸困难病理生理学心功能不全119三、消化系统变化三、消化系统变化肝脂肪变肝脂肪变，肝硬化，肝硬化胃肠胃肠 食欲不振、消化不良食欲不振、消化不良呕心、呕吐、腹泻呕心、呕吐、腹泻四、肾功能变化四、肾功能变化心输出量下降心输出量下降 肾血流下降肾血流下降少尿，少尿，NPN增高增高 病理生理学心功能不全121五、水电介质和酸碱平衡紊乱五、水电介质和酸碱平衡紊乱 肾血管收缩肾血管收缩 肾素、肾素、II、醛、醛ADH 血流缓慢血流缓慢循环性缺循环性缺O2 肺淤血肺淤血低张性缺低张性缺O2 Na+H2O潴留潴留 代酸代酸高钾高
