第十四章 心力衰竭（ heart failure)

1. 第十四章 心力衰竭（heart failure) Dept. of Pathophysiology

2. 心血管疾病的严重并发症 Dyspnea, edema, dysfunction of kidney…… 第一节 概述 What causes heart failure? 冠心病 (CAD) 高血压 (Hypertension) 心肌病 (Cardiomyopathy) 瓣膜疾病 (Valvular heart disease)

3. Other factors • In addition to those causes above, the following factors also can play a role in determining if heart failure will affect you: • family history of heart failure(家族史） • diabetes（糖尿病） • marked obesity（肥胖） • heavy consumption of alcohol, or drug abuse（酗酒、 • 滥用药） • 5.failure to take medications （治疗不及时） • 6.large salt intake in diet （高盐饮食） • 7.sustained rapid heart rhythms （心律失常）

5. Concept 各种致病因素 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 心脏收缩舒张 功能障碍 心输出量降低 Heart failure is a condition initiated by impairment of the heart's function as a pump! 机体需要不能满足

6. Cardiac insufficiency 心泵功能下降的完全代偿阶段和失代偿阶段 两者在本质上是相同的

7. 第二节 心力衰竭的病因、诱因与分类 • 病因（summarize) 心肌损害 原发性心肌舒缩 功能障碍 病 因 代谢异常 压力负荷 后负荷 心脏负荷过度 容量负荷 前负荷 心室充盈受限

8. 第二节 心力衰竭的病因、诱因与分类 • 诱因(inducement factors) 基本病因为基础，某些因素为诱因诱发心力衰竭 常 见 诱 因 酸碱平衡及 电解质代谢 紊乱 全身感染 心律失常 紧张 激动 劳累 妊娠与分娩 甲亢 ….. 贫血

9. 第二节 心力衰竭的病因、诱因与分类 • 分类方法 根据心力衰竭起病及病程发展速度 根据心输出量的高低 根据心力衰竭的发病部位 根据心力衰竭病情严重程度 根据心肌收缩与舒张功能的障碍

10. 第二节 心力衰竭的病因、诱因与分类 根据心力衰竭病情严重程度 • 轻度心力衰竭：代偿完全处于一级或二级心功能状态 • 中度心力衰竭：代偿不全，心功能三级 • 重度心力衰竭：完全失代偿，心功能四级

11. 第二节 心力衰竭的病因、诱因与分类 起病及病程发展速度 • 急性心力衰竭(acute heart failure)： 起病急，发展迅速，心输出量在短时间内大幅度下 降，此时机体代偿机制常来不及动员 • 慢性心力衰竭(Chronic heart failure)： 起病缓慢，机体有充分时间动员代偿机制 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： 主要原因是高动力循环状态

12. 第二节 心力衰竭的病因、诱因与分类 按心力衰竭起病及病程发展速度分 • 左心衰竭 • 右心衰竭 • 全心衰竭 按心肌收缩与舒张功能的障碍分 • 收缩功能不全性心力衰竭（收缩性衰竭） • 舒张功能不全性心力衰竭（舒张性衰竭）

13. 第三节 机体的代偿反应(Compensatory response) 心率加快 心脏本身的代偿 心泵调节 心肌重构 state of the heart 代 偿 反 应 交感-肾上腺髓质系统 (sympathetic nerve-adrenal medulla) 神经内分泌系统 RAS ANP neuroendocrine system ADH 血容量增加(blood volume) 血流重分布(re-distribution) 氧离曲线右移 (oxygen-hemoglobin dissociation curve) 造血功能增强(hematogenic function) 心脏以外的代偿

14. 一、心脏本身的代偿 （一）HR 机制：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

15. 一、心脏本身的代偿 （二）心泵功能的自身调节 异长调节 心室充盈量=静脉回心血量+心室射血后剩余血量 平衡调节： 充盈量/搏出量 搏出量/回流量 心率快 舒张期短 充盈期短 不完全 充盈压低 静脉回流量少 搏出量少 静脉回流速度：外周静脉压与心房心室压力差 回心血量多 充盈压上升 搏出量上升

16. 异长自身调节:Frank-Starling Relationship The more a myocyte or ventricular chamber is stretched ,the more it will contract 心肌收缩力 2.2um 肌节长度

17. （二）心泵功能的自身调节 等长调节 • 等长自身调节 • 心肌收缩能力/与初长度无关 • 兴奋-收缩耦联过程 • 横桥活化数目 粗细肌丝重叠状态 • 肌凝蛋白ATP酶活性 肌钙蛋白与Ca2+亲和力 • 儿茶酚胺 增强收缩能力/搏出量 • -Adr受体/通过cAMP环节，增加Ca2+通透性 • Ach 抑制或降低心肌收缩 • 作用M-Ach受体/第2信使，增大K+通透性

18. 心肌重构 （二）心泵功能的自身调节 1.心肌肥大(myocardial hypertrophy) 向心性肥大(eccentric)：长期压力负荷作用下， 室壁增厚，心腔无明显扩大，肌节并联性增生 离心性肥大(concentric)：长期容量负荷作用 下，心室腔扩大较明显而室壁厚度增加较轻， 肌节串联性增生

19. 向心性肥大 离心性肥大

20. 意义：积极作用——心肌收缩力↑降低室壁张力，氧耗↓意义：积极作用——心肌收缩力↑降低室壁张力，氧耗↓ 不利影响——心肌过度肥大，可因心肌的不平衡生长 而发生心力衰竭 2.phenotype改变 3.心肌间质网络重建

21. 二、神经-内分泌系统的代偿性激活 （一）、交感-肾上腺髓质系统 心衰 心输出量 压力感受器 交感 迷走 心缩力、血管收缩 缺血缺氧 化学感受器 呼吸深快 回心血量 血压 肾血管收缩 （一）CA （二）RAAs （三）ANP （四）ADH GFR RAAs 钠水重吸收 AngⅡ

22. 三、心外代偿反应 • 血容量增加 • 血流重分布：全身性血液重新分布 • 红细胞增多：缺氧通过使肾脏的促红细胞生成素 释放增加 • 组织细胞利用氧的能力增强：组织细胞内线粒体数增加和线粒体生物氧化酶活性增加

23. BP↓肾灌注↓ 机制：①GFR↓ 交感 — 肾上腺髓质兴奋 肾素 — 血管紧张素 — 醛固酮系统激活 肾内血流重分布 ②钠水重吸收 ↑ 滤过分数（FF）↑ 醛固酮↑ADH↑ ANP↓ 意义：积极作用——心室充盈↑CO↑维持动脉血压 不利影响——心性水肿，心脏负荷↑耗氧↑

24. 第四节 心力衰竭的发生机制 • 收缩性下降 • 舒张功能障碍 • 心脏各部位收缩活动不协调

25. 一、收缩性下降 肌丝滑行过程

26. 胞浆内Ca 从10 上升到10 Ca 与肌钙蛋白TnG结合，使其构型改变 2+ -7 -5 2+ 肌动蛋白作用点暴露，与肌球蛋白头部接触，形成横桥 同时Ca 激活肌球蛋白头部ATP酶，水解ATP供能 2+ 一、收缩性下降 心肌cell兴奋去极化 正常心肌兴奋 - 收缩偶联 mol/L Tnl从肌动蛋白移开 肌球蛋白头部偏转，细肌丝向肌节中央滑行 肌节缩短，心肌收缩

27. 一、收缩性下降 • 正常心肌舒缩的分子基础 收缩蛋白 调节蛋白 钙离子：把兴奋的电信号转化为机械 收缩的过程中发挥中介作用 ATP：能量来源

28. （1）、坏死 原发损害：梗死、心肌炎、中毒、心肌病 ⒈细胞破坏 负荷↑、肥厚、舒张期短→缺血 胶原↑→物质交换↓ 高浓度NE、ATⅡ直接毒性作用 继发损害： （2）、凋亡 凋亡指数（凋亡细胞数/每100个细胞）达35.5％ ( N:0.2~0.4%）

29. 凋亡相关因素： ①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 ②细胞因子生成过多 TNF-α、IL-1、IL-6、IFN等 ③钙稳态失衡 ④线粒体功能异常

30. 2. 心肌能量代谢紊乱 • (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

31. ⒊心肌兴奋—收缩偶联障碍 ⑴ 胞外Ca2+内流↓ 途径：①钙通道（电压依赖性、受体操纵性） ②钠钙交换体 作用：升高胞浆内Ca2+浓度；诱发肌浆网释放Ca2+ 原因：①肥大心肌β-R密度相对↓NE ↓ ②酸中毒时，H+降低β-R对NE的敏感性↓ ③高钾血症

32. ⑵ 肌浆网Ca2+处理功能障碍 ①肌浆网摄取Ca2+能力↓ ：ATP↓，PLB磷酸化减弱 ②肌浆网储存Ca2+ ↓ ③肌浆网释放Ca2+ ↓ ：RyR↓，酸中毒Ca2+与肌浆网结合牢固 ⑶肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 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： ①H竞争肌钙蛋白的结合位置（TnC） ②酸中毒时Ca2+与肌浆网结合牢固，除极化时释放Ca2+缓慢 ③酸中毒可引起高血钾

33. Ca2+内流 肌浆网摄取、 释放 Ca2+ Ca2+与肌钙 蛋白结合障碍 兴奋-收缩偶联障碍

34. ⒋心肌重构(myocardial remodeling)的失代偿 机制：①单位重量心肌交感N分布密度↓ ②线粒体数目相对↓，以及线粒体氧化磷酸化 水平↓，能量生成不足 ③肥大心肌毛细血管数量增加不足，心肌微循 环 灌流不良 ④肌球蛋白ATP酶活性↓，能量利用障碍 ⑤肥大心肌肌浆网Ca2＋处理功能障碍，胞外 Ca2＋内流↓，肌浆网释放Ca2＋↓

35. 收缩性下降的机制 心肌收缩性减弱 能量代谢异常 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 生成障碍 利用障碍 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

36. 二、心室舒张功能异常 ⒈ Ca2+复位延缓：ATP↓、钠钙交换体外排Ca2+减少 ⒉ 肌球—肌动蛋白复合体解离障碍 ⒊心室舒张势能降低：①心室的收缩作用减弱 ② 冠脉灌流减少、心室内压过高 ⒋心室顺应性（单位压力变化所引起的容积改变）降低 原因：室壁增厚及间质增生、心肌炎及心肌水肿 意义：①顺应性↓心室充盈受限，CO↓ ②左室舒张末期压力↑肺静脉压↑导致肺淤血、 水肿，加重心力衰竭的临床症状

37. 舒张障碍 心肌舒张功能障碍 钙离子复位迟缓 肌球 –肌动复合体解离障碍 心室舒张势能减弱 心室顺应性降低 钠钙交换体钙离子亲和力下降 ATP不足钙离子泵活性下降 ATP不足 间质增生纤维花 心肌肥大室壁变厚 间质增生纤维花 心肌肥大室壁变厚 水肿

38. 三、舒缩不协调 • 部分心肌收缩性减弱 • 部分心机无收缩 • 部分心肌收缩性膨出 • 心脏各部收缩不协调

39. 第五节 心力衰竭临床表现的病理生理基础 • 肺循环淤血 呼吸困难：1、劳力性呼吸困难 2、端坐呼吸 3、夜间阵发性呼吸困难 肺水肿： 发病机制 1、毛细血管压升高 2、毛细血管通透性加大

40. 第五节 心力衰竭临床表现的病理生理基础 • 体循环淤血 体循环淤血的临床表现 静脉淤血和 静脉压升高 水肿 肝肿大压痛和 肝功能异常

41. 第五节 心力衰竭临床表现的病理生理基础 • 心输出量不足 尿量减少 疲乏无力、失眠、嗜睡 表现形式 皮肤苍白或发绀 心源性休克

42. 第五节 临床表现的病理生理 一、 左心衰竭 以肺淤血及心排血量降低表现为主。1、不同程度的呼吸困难　　（1）劳力性呼吸困难。　　（2）端坐呼吸。　　（3）夜间阵发性呼吸困难。　　（4）急性肺水肿。2、咳嗽、咳痰、咯血3、乏力、疲倦、头晕、心慌4、少尿及肾功能损害症状

43. 二、 右心衰竭 以体静脉淤血为主 1、消化道症状：腹胀、食欲不振、恶心、呕吐。2、劳力性呼吸困难。 三、全心衰竭 右心衰继发于左心衰形成的全心衰，阵发性呼吸困难等肺淤血症状反而减轻，扩张型心肌病表现为左右心室同时衰竭者肺淤血往往不很严重。

44. 急性心力衰竭 临床表现 突发严重呼吸困难，呼吸频率长达30-40次/分钟，强迫坐位、面色灰白、发绀、大汗、烦躁，同时频繁咳嗽，咳粉红色泡沫痰。极重者可因脑缺氧而致神志模糊。肺水肿早期可因交感神经激活，血压可一度升高；但随着病情持续，血管反而减弱，血压下降。肺水肿如不能及时纠正，则终致心源性休克。

45. 指以往无感觉的体力活动后出现气喘、逐渐发展成轻度活动甚至休息时也发生呼吸困难，也属心衰常见症状。有的病人睡眠逐渐不能平卧，必须高枕、半卧位。还有的病人表现食欲不振、恶心、呕吐，夜尿多、腹胀等内脏淤血的症状。指以往无感觉的体力活动后出现气喘、逐渐发展成轻度活动甚至休息时也发生呼吸困难，也属心衰常见症状。有的病人睡眠逐渐不能平卧，必须高枕、半卧位。还有的病人表现食欲不振、恶心、呕吐，夜尿多、腹胀等内脏淤血的症状。 呼吸困难dyspnoea “劳力性呼吸困难” • 体力活动时肺淤血加重 • 氧供求矛盾加剧

46. 是在病人卧位发生的呼吸不舒畅,迫使病人取坐位.产生端坐呼吸的原因是回流入左心的静脉血增加,而衰竭的左心不能接受这种增加的前负荷.其次是由于卧位时呼吸用力增加。是在病人卧位发生的呼吸不舒畅,迫使病人取坐位.产生端坐呼吸的原因是回流入左心的静脉血增加,而衰竭的左心不能接受这种增加的前负荷.其次是由于卧位时呼吸用力增加。 夜间阵发性呼吸困难 是急性左心功能不全时常的症状，夜间发作的原因，一般认为是睡眠时迷走神经兴奋性增高，使冠状动脉收缩，心肌供血不足，以及仰卧时肺活量减少和下半身静脉回流量增多，致肺瘀血加重之故。中枢系统敏感性降低，肺淤血严重到一定程度时才发生。 端坐呼吸

47. 左心衰竭的最严重表现 其发生机制可能包括：患者平卧后下半身静脉血液回流增多，肺淤血、水肿加重；膈肌上升，肺活量减少；睡眠时迷走神经紧张性增加，支气管口径变小，通气阻力增加，肺通气量减少。睡眠时神经反射的敏感性降低，待肺淤血严重时才能刺激呼吸中枢，乃突然出现呼吸困难。 急性肺水肿

48. 肺淤血、肺水肿引起呼吸困难的可能机制为①肺顺应性降低。当肺组织间隙渗入组织液和（或）血液后，肺泡表面活性物质被大量破坏或消耗，肺泡表面张力增加，肺弹性回缩力减弱，使肺不易扩张。故吸气时弹性阻力增加，产生限制性通气障碍。此外，小气道内液体增加，尤其当合并支气管痉挛时，管腔变窄而不规则，气道阻力明显增加，亦存在阻塞性通气障碍和通气/血流比例失调。②在限制性通气障碍时，肺-毛细血管旁感受器（J感受器）受刺激，冲动经迷走神经传入，兴奋呼吸中枢，反射性地使呼吸运动增强，患者感到呼吸费力。③肺毛细血管与肺泡间气体交换障碍，致动脉血氧含量降低，兼呼吸作功增加，乃加重缺氧和呼吸困难。肺淤血、肺水肿引起呼吸困难的可能机制为①肺顺应性降低。当肺组织间隙渗入组织液和（或）血液后，肺泡表面活性物质被大量破坏或消耗，肺泡表面张力增加，肺弹性回缩力减弱，使肺不易扩张。故吸气时弹性阻力增加，产生限制性通气障碍。此外，小气道内液体增加，尤其当合并支气管痉挛时，管腔变窄而不规则，气道阻力明显增加，亦存在阻塞性通气障碍和通气/血流比例失调。②在限制性通气障碍时，肺-毛细血管旁感受器（J感受器）受刺激，冲动经迷走神经传入，兴奋呼吸中枢，反射性地使呼吸运动增强，患者感到呼吸费力。③肺毛细血管与肺泡间气体交换障碍，致动脉血氧含量降低，兼呼吸作功增加，乃加重缺氧和呼吸困难。

49. 主要见于重度二尖瓣狭窄，二尖瓣狭窄引起二尖瓣口的机械性梗阻。正常二尖瓣口面积约4～6cm2，当瓣口狭窄、面积小于1.5cm2时，左房扩张超过代偿极限，致心室舒张期左房血难以充分流入左室，左房淤血，压力明显升高，尤其伴有心动过速、心室舒张期缩短时。随之肺静脉压和肺毛细血管压亦升高。当支气管内膜微血管破裂时，常咯血丝痰；支气管静脉与肺静脉侧支循环曲张破裂时，可喷射样咯血；出现急性肺水肿时可咯粉红色泡沫浆液痰。主要见于重度二尖瓣狭窄，二尖瓣狭窄引起二尖瓣口的机械性梗阻。正常二尖瓣口面积约4～6cm2，当瓣口狭窄、面积小于1.5cm2时，左房扩张超过代偿极限，致心室舒张期左房血难以充分流入左室，左房淤血，压力明显升高，尤其伴有心动过速、心室舒张期缩短时。随之肺静脉压和肺毛细血管压亦升高。当支气管内膜微血管破裂时，常咯血丝痰；支气管静脉与肺静脉侧支循环曲张破裂时，可喷射样咯血；出现急性肺水肿时可咯粉红色泡沫浆液痰。 咳嗽、咯血 

50. 第六节 防治心力衰竭的病理生理基础 防治基本病因、消除诱因 防治的病理生理基础 改善心脏舒缩功能 改善心脏舒缩功能 改善心脏舒缩功能 改善心脏舒缩功能 减轻心脏前、后负荷 改善心脏舒缩功能 控制水肿