病理生理学 心力衰竭

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1、心力衰竭 四川中医药高等专科学校病理教研室 主讲 赵江波 2 心脏的 泵 功能 若一个人活80岁 在他一生中 心脏将跳动30亿次之多 输送的血液将达3亿多升 足以装满1600架四引擎波音747客机的全部油箱 所作的功 相当于将3万公斤重的物体向上举到喜马拉雅山顶峰所作的功 3 心血管病已经成为世界性的负担 57 死亡是由心血管病引起世界性头号死亡原因和致残因素为此花费大量金钱和劳动 4 心力衰竭的概念 心力衰竭 Heartfailure 在各种致病因素的作用下 心脏收缩 或 和舒张功能发生障碍 以至于心输出量绝对或相对减少 不能满足机体功能代谢需要的病理过程 又称泵衰竭 心衰是以循环功能障碍为

2、主的病理过程 主要为体或肺静脉系统淤血和动脉系统血液灌流不足 临床上出现相应症状 5 各种致病因素 心脏收缩舒张功能障碍 心输出量降低 机体需要不能满足 在各种致并病因素作用下 由于心肌收缩和 或舒张功能障碍 使心泵功能降低 导致心输出量绝对或相对减少 不能满足机体代谢需要的病理过程 Heartfailureisaconditioninitiatedbyimpairmentoftheheart sfunctionasapump Concept 6 其他概念 1 充血性心力衰竭当心衰呈慢性经过时 往往伴有血容量及组织间液增多和静脉系统淤血 并出现水肿 心输出量 静脉回流受阻 充血 淤血 组织间液

3、 肾血流 激活RAAS 钠水潴留 血容量 水肿2 心功能不全与心衰无本质区别 只是程度的不同 临床上二者通用 心衰一般指心功不全晚期 有明显的临床症状和体证 而心功不全包括从代偿到失代偿的全过程 7 心力衰竭的病因 诱因和分类 一 心力衰竭的病因 一 原发性心肌舒缩功能障碍 1 心肌损害 心肌炎 心肌梗死 心肌病 心肌中毒 心肌纤维化 克山病等2 代谢障碍 VitB1缺乏 缺血 缺氧 8 二 心脏负荷过重1 压力负荷过重 高血压 主动脉 或瓣 狭窄 肺栓塞 肺动脉高压2 容量负荷过重 动脉瓣膜关闭不全 动 静脉瘘 室缺 甲亢 贫血 9 三 心室舒张受限见于心包积血 积液 心包缩窄 四 严重心律

4、失常见于重度心动过缓 心室颤动 10 病因 summarize 原发性心肌舒缩功能障碍 心肌损害 代谢异常 心脏负荷过度 压力负荷 容量负荷 后负荷 前负荷 病因 心室充盈受限 11 诱因 inducementfactors 基本病因为基础 某些因素为诱因诱发心力衰竭 全身感染 酸碱平衡及电解质代谢紊乱 心律失常 妊娠与分娩 劳累 紧张 激动 贫血 甲亢 常见诱因 二 心力衰竭的常见诱因 12 一 全身感染 感染 13 二 酸碱平衡及电解质代谢稳乱 1 酸中毒 酸中毒时H 竞争性抑制Ca2 与心肌肌钙蛋白结合 抑制Ca2 内流和肌浆网对Ca2 的释放 使心肌收缩力减弱 H 抑制肌球蛋白ATP酶

5、活性使心肌收缩功能障碍 使毛细血管括约肌松弛 而小静脉张力不变 导致微循环出现灌多流少 回心血量减少 心输出量下降 14 2 高钾血症 酸中毒并发血钾升高 心肌动作电位复极化期Ca2 内流 心肌收缩性降低高钾血症 心肌传导性 单向阻滞和传导缓慢 形成兴奋折返 reentry 心律失常 心输出量 心衰 15 三 心律失常 尤其是快速型心律失常 16 四 妊娠与分娩 妊娠期血容量 临产期 分娩时疼痛 精神紧张 稀释性贫血高动力循环状态心率 心搏出量 收缩阻力 心率 交感一肾上腺髓质系统兴奋 静脉回流 小血管收缩 心脏前负荷 左室 后负荷 心肌耗氧量 和冠脉流量 心输出量 17 三 心力衰竭的分类

6、一 按发生部位 左心衰竭右心衰竭 全心衰竭 二 按发生速度 急性心衰 发病急 代偿不充分 BP 慢性心衰 发病缓慢 代偿充分 BP正常 18 三 按心衰时心输出量 高输出量型心衰 心输出量绝对值高于正常 见于甲亢 严重贫血 VitB1缺乏 动 静脉瘘等 低输出量型心衰 心输出量绝对值低于正常 见于绝大多数心衰病人 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 20 轻度心衰心功能1 2级 体力活动不受限或轻度受限中度心衰心功能3级 体力活动受限重度心衰心功能4级 丧失体力活动能力 四 按病情严重程度分类 21 收缩障碍性心衰主要由心肌变性 细胞死亡所致 见于高血压性心

7、脏病 冠心病等 舒张障碍性心衰心室充盈受限所致 见于心包炎 肥厚性心肌病 心肌纤维化等 五 按发病机制分类 22 心力衰竭的发病机制 复习内容 心肌收缩的细胞和分子生物学基础 1 心肌细胞的组成 肌原纤维 由基本功能单位肌节组成 肌膜 横管系统 肌浆网 sarcoplasmicreticulum SR 膜系统 核 代谢和遗传控制中心 线粒体 能量供应站 心肌细胞 23 2 正常心肌舒缩的分子基础 钙离子 ATP 为粗 细肌丝的滑动提供能源 兴奋的电信号转化为机械收缩的中介 心肌兴奋 胞浆Ca2 Ca2 与调节蛋白结合 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

8、肌动蛋白滑动 心肌收缩 25 肌丝滑行过程 26 心泵功能的决定因素 每搏量 前负荷 收缩性 舒张性 心输出量 心率 后负荷 27 心力衰竭的发病机制 一 心肌收缩功能障碍 二 心肌舒张功能异常 三 心脏各部舒缩活动不协调 28 一 心肌收缩功能障碍 收缩相关蛋白质丧失能量的生成 储存 利用障碍兴奋 收缩偶联障碍心肌肥大的不平衡生长 心肌收缩性 myocardialcontractility 指心肌接受有效刺激后产生张力和缩短的能力 是决定心输出量最重要的因素 29 一 收缩相关蛋白质丧失 收缩性下降 30 1 细胞坏死 necrosis 原发损害 梗死 心肌炎 中毒 心肌病 继发损害 负荷

9、肥厚 舒张期短 缺血胶原 物质交换 高浓度NE AT 直接毒性作用 临床上 引起心肌坏死最常见的原因是急性心肌梗死 31 心肌细胞坏死 线粒体肿胀溶酶体破坏中性粒 巨噬细胞浸润 心肌梗塞的凝固性坏死 切片 12 18小时嗜伊红染色 肌纤维无核白细胞浸润大体 4 5天白梗塞充血性边界 正常心肌细胞 Coagulationnecrosis 33 2 细胞凋亡 apoptosis 凋亡指数 凋亡细胞数 每100个细胞 达35 5 N 0 2 0 4 凋亡相关因素 氧化应激 儿茶酚胺自氧化 促炎性因子引起呼吸爆发 黄嘌呤氧化酶激活 磷脂酶A2活化 细胞因子生成过多TNF IL 1 IL 6 IFN等

10、钙稳态失衡 线粒体功能异常 34 二 心肌能量代谢障碍 心肌能量代谢示意图 35 1 能量生成障碍 严重缺血缺氧葡萄糖有氧氧化及酵解的酶活性 肥大心肌线粒体相对 利用氧能力 ATP缺乏影响心肌收缩性的途径 肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP减少Ca2 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蛋白合成减少 2 能量利用障碍 肌球蛋白头部ATP酶活性下降 心肌能量代谢紊乱 36 肌球蛋白ATPase活性降低 37 肌球蛋白ATPase活性降低 代偿状态时 V1增多 失代偿时 V3增多 38 三 心肌兴奋 收缩偶联障碍 肌浆网Ca2 处理功能障碍 肌浆网摄取Ca2 能力 ATP PLN磷酸

11、化减弱 心肌缺血缺氧 ATP 肌浆网Ca2 泵活性 Ca2 本身酶蛋白含量 心力衰竭 心肌内NE 受体下调 受磷蛋白 PLN 磷酸化 肌浆网Ca2 摄取能力 39 肌浆网储存Ca2 SR摄取 线粒体摄取 胞膜Na Ca2 交换的Ca2 外排功能代偿性增强 后果 心肌收缩时释放到胞浆中Ca2 的减少 心肌收缩性降低 40 肌浆网释放Ca2 RyR 酸中毒Ca2 与肌浆网结合牢固 Ca2 通道受体蛋白及其表达 肌浆网Ca2 储存减少H Ca2 与钙储存蛋白结合紧密 后果 心肌收缩时释放到胞浆中Ca2 的减少 心肌收缩性降低 41 途径 钙通道 电压依赖性 受体操纵性 钠钙交换体作用 升高胞浆内Ca

12、2 浓度 诱发肌浆网释放Ca2 原因 肥大心肌 R密度相对 NE 酸中毒时 H 降低 R对NE的敏感性 高钾血症 胞外Ca2 内流 42 各种原因引起的心肌细胞酸中毒 可导致Ca2 与肌钙蛋白结合障碍 影响到心肌兴奋 收缩偶联过程 H竞争肌钙蛋白的结合位置 TnC 酸中毒时Ca2 与肌浆网结合牢固 除极化时释放Ca2 缓慢 酸中毒可引起高血钾 肌钙蛋白与Ca2 结合障碍 43 44 四 肥大心肌的不平衡生长 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

13、 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 含义 心脏重量的增加与心功能增强不成比例 过度肥大 心脏重量 500g 左室重量 200g 45 收缩性下降的机制 心肌收缩性减弱 能量代谢异常 生成障碍 利用障碍 心肌细胞的坏死和凋亡 兴奋 收缩藕联障碍 心肌重构的失代偿 钙离子与肌钙蛋白结合障碍 钙离子内流障碍 钙离子摄取储存释放 46 二 心脏舒张功能异常 一 Ca2 复位延迟 二 肌球 肌动蛋白复合体解离障碍 三 心室舒张势能减少 四 心室顺应性降低 47 一 Ca2 复位延迟 心肌缺血 缺氧等 Ca2 与肌钙蛋白解离障碍 肌浆钙降低速度慢 肌质网

14、摄取 结合钙的能力 ATP Na Ca2 交换 酸中毒 钙泵活性 48 二 肌球 肌动蛋白复合体 横桥 解离障碍 心肌舒张首先需拆除横桥 该过程不仅需要Ca2 与肌钙蛋白解离 尚须ATP的参与 心肌缺血 缺氧时 由于肌钙蛋白与Ca2 亲和力增加使Ca2 难以解脱 更重要的是由于ATP缺乏 使肌球 肌动蛋白复合体难以分离以致严重影响心脏的舒张充盈 49 三 心脏舒张势能降低 当心肌受损或心衰时 收缩末期心脏构型改变不明显 心脏的舒张势能亦减弱 而当冠脉阻塞或因室壁张力和室内压增大以致冠脉难以快速充盈时 舒张势能降低 影响心室的舒张 心室的收缩作用减弱 冠脉灌流减少 心室内压过高 50 四 心室顺

15、应性降低 心室顺应性 指心室单位压力变化所引起的容积改变 dv dp 原因 心肌肥大 心肌炎 水肿 纤维化 间质增生等 临床意义 左心衰竭 肺淤血 肺水肿 机制 心室顺应性 心室充盈障碍 心输出量 舒张末期压力 静脉回流障碍 51 心室顺应性降低 心室顺应性常以心室舒张未期压力 纵轴 容积 横轴 曲线 P V曲线 表示之 a b c 舒张末期压力 舒张末期容积 a顺应性降低 b顺应性正常 c顺应性升高 图13 4心室压力 容积 P V 曲线示意图 52 心肌舒张功能障碍 心肌舒张功能障碍 钙离子复位迟缓 钠钙交换体钙离子亲和力下降 ATP不足钙离子泵活性下降 肌球 肌动复合体解离障碍 心室舒张

16、势能减弱 心室顺应性降低 心肌肥大室壁变厚 水肿 间质增生纤维花 ATP不足 心肌肥大室壁变厚 间质增生纤维花 54 三 心脏各部分舒缩活动不协调 55 机体的代偿反应 代偿反应 心脏本身的代偿 神经内分泌系统 心脏以外的代偿 心率加快 心泵调节 心肌重构 交感 肾上腺髓质系统 RAS ANP ADH 血容量增加 bloodvolume 血流重分布 re distribution 氧离曲线右移造血功能增强 hematogenicfunction neuroendocrinesystem stateoftheheart sympatheticnerve adrenalmedulla 56 心功能的临床发展和分级 57 一 心脏本身的代偿 一 心率 HR 1 心输出量 BP 压力感受器 CNS兴奋性 2 心室舒张末期容积或压力 右房和腔静脉淤血压力或容量感受器 心率加快3 缺氧化学感受器呼吸加深加快影响循环功能心率 意义 1 可提高每分心输出量2 可提高舒张压 有利于冠脉的血液灌流 不利 心率180次 min 使心肌耗氧量增高 使舒张期明显缩短 58 二 心脏扩张 心腔紧张原性扩张 心肌收