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1、12心功能不全 12、心功能不全 第十三章 心功能不全 第一节 教学大纲要求 掌握 心力衰竭的概念；病因；发生机制；心脏代偿反应；临床表现的病理生理基础。 熟悉 心力衰竭的诱因。 了解 心力衰竭的分类；心外代偿反应；神经-体液的代偿反应；防治的病理生理基础。 第二节 教材内容精要 一、基本概念 （一）心力衰竭的定义 在各种致病因素的作用下心脏的舒缩功能发生障碍，使心排出量绝对或相对减少，即血泵功能降低，以至不能满足组织代谢需要的病理生理过程或综合征称为心力衰竭（heart failure）。 这个定义有三个要点： （1）心力衰竭发病的基本机制是心肌舒缩功能发生障碍；（2）发病的关键环节是心输出

2、量减少；（3）血泵功能与代谢需要之间的平衡被破坏。 （二）心力衰竭与心功能不全的关系 心功能不全（cardiac insufficiency）包括心脏泵血功能受损但处于完全代偿阶段直至失代偿的全过程，而心力衰竭则是指心功能不全的失代偿阶段，两者在本质上是相同的，只是在程度上有所区别。 （三）心功能不全的病因 心功能不全是多种心血管疾病发展到终末阶段的共同结果，其发生主要是通过心肌受损或心脏负荷过重两个始动环节而使心脏的泵血功能降低。 （1）心肌舒缩功能障碍；（2）心脏负荷过重： 容量负荷过重；压力负荷过重。 （四）心力衰竭的诱因 病因是引起疾病的特定因素，但病因的存在不一定总是导致心力衰竭。

3、在临床上 90%以上心力衰竭的发生都是在心功能不全基本病因的基础上由某些因素诱发的。 常见诱因有： （1）感染；（2）水、电解质代谢和酸碱平衡紊乱；（3）心律失常；（4）妊娠与分娩。 （五）心力衰竭的发生机制 尽管引起心力衰竭的病因是多种多样的，但各种病因都可通过削弱心肌舒缩功能从而引起心力衰竭，这是心力衰竭最基本的发病机制。 1、心肌收缩功能降低 心肌收缩功能降低使血液循环的原动力不足，心输出量下降。 引起心肌收缩性减弱的基本机制是： （1）心肌收缩相关的蛋白质改变： a心肌细胞数量减少： 心肌细胞坏死；心肌细胞凋亡； b心肌结构改变 c心室扩张 （2）心肌能量代谢障碍： a能量生成障碍 b

4、能量储备减少 c能量利用障碍 （3）心肌兴奋收缩耦联障碍： a肌浆网钙转运功能障碍 b胞外 Ca 2+ 内流障碍 c肌钙蛋白与 Ca 2+ 结合障碍 2、舒张功能障碍： （1）钙离子复位延缓 （2）肌球肌动蛋白复合体解离障碍 （3）心室舒张势能减少 （4）心室顺应性降低 3、心脏各部分舒缩活动的不协调性 各种类型的心律失常可使心脏各部分舒缩活动的协调性遭到破坏，导致心输出量下降。 （六）心功能不全时机体的代偿与失代偿 心力衰竭发病的关键环节是心输出量的减少，它可通过多种信息传递途径，引起内源性神经-体液调节机制的改变。 1、神经-体液调节机制激活 这是心功能减退时调节心内与心外代偿与适应的基本

5、机制，但也是导致心力衰竭发生与发展的关键途径。 （1）交感神经系统激活： 心输出量减少可以激活交感神经，血浆儿茶酚胺浓度明显升高； （2）肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活： 心排出量减少可激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统。 此外，心功能不全还会激活心房钠尿肽，肿瘤坏死因子等炎症介质释放及内皮素和一氧化氮等血管活性物质的改变等。 完全代偿： 通过代偿反应，心输出能满足机体正常活动而暂时不出现心力衰竭临床表现者称为完全代偿。 不完全代偿： 心输出量仅能满足机体在安静状态下的需要，已发生轻度心力衰竭表现者称为不完全代偿。 失代偿或代偿失调： 如果经过代偿，心输出量仍不能满足机体安静状态下的需要，并出

6、现明显的心力衰竭表现者谓之失代偿或代偿失调。 机体的代偿反应在很大程度上决定了心力衰竭是否发生，以及发病的快慢和病情的轻重。 机体对心功能降低的代偿反应可分为心脏本身的代偿和心外代偿两部分： 2、心脏本身的代偿反应 （1）心率加快： 这是一种快速代偿反应，由于交感神经兴奋，心率加快，心率加快在一定范围内可提高心输出量，这对于维持动脉压和保证对心、脑的灌流有积极意义。 但这种代偿也有一定的局限性： a. 心率加快，耗氧量增加；b.心率加快到一定程度（成人 180 次/分）会影响冠脉灌流。 （2）心脏扩张： 心力衰竭时心脏的扩张分两种类型： 1）紧张源性扩张： 心力衰竭病人由于心搏出量下降，因此心

7、室扩张（即扩大舒张末期容积），能增强收缩力，心搏出量上升。 无疑这是心力衰竭一种有价值的代偿方式。 这种容量加大并伴有收缩力增强的心脏扩张称为紧张源性扩张。 2）肌源性扩张： 当心腔过度扩张，使肌节的初长度超过 Lmax 时，收缩力下降，心搏出量减少，这种心肌的拉长不伴有收缩力增强的心脏扩张称为肌源性扩张。 肌源性扩张已丧失代偿意义。 肌节过度拉长是心脏扩张从代偿转向失代偿的关键因素，除此之外，心腔扩大，张力增加，心肌耗氧量增多，也是失代偿的重要因素。 （3）心肌收缩性增强 心肌收缩性是指不依赖于心脏前负荷与后负荷变化的心肌本身的收缩特性，通常用等容收缩期单位时间内左心室内压上升的最大速率（+

8、dp/dt max ）来表示。 心功能受损时，在神经-体液因素的调节下可使心肌兴奋后胞浆 Ca 2+ 浓度升高而发挥正性变力作用。 但慢性心衰时，心肌-肾上腺素受体减敏，正性变力作用的效果显著减弱。 （4）心室重塑 心室重塑是心室在长期容量和压力负荷增加时，通过改变心室的结构，代谢和功能而发生的慢性代偿适应性反应。 1）心肌细胞重塑： 包括心肌肥大和心肌细胞表型的改变 心肌肥大： 心肌肥大在细胞水平是指心肌细胞体积增大，即细胞的直径增宽，长度增加；在组织水平表现为心室质（重）量增加。 当心肌肥大达到一定程度如成人心脏重量超过500g 时，心肌细胞亦可有数量上的增多。 心肌肥大有两种类型： a.

9、 向心性肥大： 长期压力负荷过大（如： 高血压病），引起心肌肌节呈并联性增生，心肌细胞增粗，心室壁厚度增加。 其特征是心室壁显著增厚而心腔容积正常甚或缩小，使室壁厚度与心腔半径之比增大，称为心肌向心性肥大。 b. 离心性肥大： 长期容量负荷增加（如： 主动脉瓣闭锁不全），心肌肌节呈串联性增生，心肌细胞增长，心腔容积增大；而心腔增大又刺激肌节并联性增生，使室壁有所增厚。 离心性肥大的特征是心腔容积显著增大与室壁轻度增厚并存，室壁厚度与心腔半径之比基本保持正常。 心肌肥大可在两个方面发挥代偿作用： 一是可以增加心肌的收缩力，有助于维持心输出量；二是降低室壁张力，降低心肌耗氧量，有助于减轻心脏负担。

10、 但过度肥大心肌可发生不同程度的缺血、缺氧、能量代谢障碍和心肌舒缩能力减弱等，使心功能由代偿转为失代偿。 心肌细胞表型改变： 即由于所合成的蛋白质的种类变化所致的心肌细胞质的改变。 如胎儿型蛋白质合成增加，同工型蛋白之间的转换。 2）非心肌细胞及细胞外基质的变化 细胞外基质是存在于细胞间隙、肌束之间及血管周围的结构糖蛋白、蛋白多糖及糖胺聚糖的总称，其中最主要的是和型胶原纤维。 不适当的非心肌细胞增殖及基质重塑（如型/型胶原纤维的比值增大），一方面会降低室壁的顺应性而使僵硬度相应增加，影响心脏舒张功能。 另一方面冠状动脉周围的纤维增生和管壁增厚，使冠状循环的储备能力和供血量降低。 同时心肌间质的

11、增生与重塑还会影响心肌细胞之间的信息传递和舒缩的协调性，影响心肌细胞的血氧供应，促进心肌的凋亡和纤维化。 3、心脏以外的代偿 （1）血容量增加： 心力衰竭时，机体为维持循环稳态通过增加血容量来提高心室的充盈量，有助于增加心输出量。 肾脏是增加血容量的主要器官，它主要通过增加肾小管对水钠的重吸收和降低肾小球滤过率来增加血容量。 血容量扩大在增加心室充盈，提高心输出量和维持动脉血压方面均有正面的代偿意义，但与此同时，也应注意血容量增加可能产生的负面影响，例如： 水钠潴留引起心性水肿的潜在危险增加、心脏前后负荷加大、心肌耗氧量增加等。 （2）血流重分布： 心力衰竭时由于交感-肾上腺髓质系统兴奋，使皮

12、肤、肾脏、胃肠等内脏的血管收缩（以肾脏血流减少最显著），血流量减少，而脑和心脏血管扩张，因此血液较多地流向心脏和脑，这样不但可保证心、脑重要生命器官的供血，同时也有助于维持动脉血压。 但是，周围器官的长期供血不足可导致脏器的功能紊乱，如肝、肾功能不全。 同时，外周血管长期收缩，外周阻力上升可引起心脏后负荷增大。 （3）红细胞增多： 血液红细胞增多，血液携氧功能增强，有助于改善周围组织的供氧，有积极的代偿意义，但红细胞过多，可引起血液黏度增大，心脏负荷增加。 （4）组织利用氧的能力增加： 心力衰竭时，由于血液循环系统对周围组织的供氧减少，组织细胞通过自身机能、结构、代谢的调整来加以代偿，以克服供

13、氧不足带来的不利影响。 （七）心功能不全时临床表现的病理生理基础 从血流动力学角度来看，心力衰竭的临床表现主要以心排出量不足、肺循环或体循环静脉淤血为特征，表现为相应的症候群。 1、心输出量减少 心力衰竭最具特征性的血流动力学化是心输出量绝对或相对减少，心输出量下降可引起一系列外周血液灌注不足的症状与体征，严重时将发生心源性休克。 （1）心脏泵血功能降低： a. 心排出量减少及心脏指数降低；b. 射血分数降低；c.心室充盈受损；d. 心率增快。 （2）器官血流量重新分配： a. 动脉血压的变化： 急性心衰时，由于心排出量锐减，导致动脉血压明显下降，甚至发生心源性休克。 慢性心衰时由于机体代偿，

14、动脉血压通常可维持在正常范围。 b. 器官血流量重新分配： 心衰较轻时， 心、脑血流量可维持在正常水平，而皮肤、骨骼肌、肾脏及内脏血流量显著减少。 当心衰发展到严重阶段，心、脑血流量亦可减少。 2、静脉淤血 （1）体循环淤血： 体循环淤血是全心衰或右心衰竭的结果，主要表现在体循环静脉系统过度充盈，压力增高，内脏器官充血、水肿等。 a 静脉淤血和静脉压升高： 在临床上表现为颈静脉怒张，臂肺循环时间延长、肝颈静脉返流征（+）等。 造成静脉淤血的主要原因是： 水钠潴留、血容量扩大，右心房压升高，静脉回流受阻。 b 水肿： 是全心衰，特别是右心衰竭的主要表现之一，根据水肿液分布的不同可表现为皮下水肿、

15、腹水、胸水等，尽管水肿的表现形式及部位不同，但均统称为心性水肿。 它们的发病机制基本上是相同的，水钠潴留和毛细血管静压的升高是心性水肿最主要的发病因素。 c 肝肿大及肝功能损害： 肝肿大是右心衰竭的早期表现之一，静脉系统淤血，使肝静脉压上升，肝小叶中央区充血，肝窦扩张、出血及周围水肿，导致肝脏肿大。 肿大的肝脏牵张肝包膜，引起疼痛，触摸时引起明显压痛。 肝小叶由于长时间淤血、缺氧，肝细胞变性坏死，导致肝功能异常，例如： 血清转氨酶增多，血清白蛋白减少，凝血酶原时间延长等。 d 胃肠功能改变 （2）肺循环淤血 当左心衰竭时，左室收缩功能减弱，负荷过重或顺应降低，引起左心室舒张末期压上升，并带动左

16、房压升高，肺静脉回流障碍，最终肺循环毛细血管静压升高，造成肺淤血状态，可引起不同程度的肺循环淤血，严重时可出现肺水肿。 肺淤血、肺水肿的共同表现是各种形式的呼吸困难。 呼吸困难有以下几种形式： （1）劳力性呼吸困难；（2）端坐呼吸；（3）夜间阵发呼吸困难、心源性哮喘。 重症急性左心衰竭时，由于肺毛细血管内压力升高，使毛细血管壁通透性增大，血浆渗出到肺间质与肺泡而引起急性肺水肿。 （八）心衰防治的病理生理基础 1、防治原发病，消除诱因 各种心力衰竭的病因是心力衰竭发病的源头，要从根本上防治心力衰竭就必须切断这个源头，这样，由此而引发的一系列病理反应链才有可能被中止。 2、调整神经-体液系统失衡及

17、干预心室重构。 3、减轻心脏前、后负荷 （1）调整心脏前负荷： 适度的前负荷是维持心功能稳态的重要条件之一。 前负荷过高可引起或加剧心力衰竭，前负荷过低会导致心输出量下降。 心力衰竭时前负荷可出现过高或过低的情况，在血容量扩大，回心血量增多，前负荷过高时可使用静脉血管扩张剂（如硝酸甘油），以减少回心血量，减轻心脏的前负荷。 前负过低时，在中心静脉压或肺毛细血管楔压的严密监测下，适当补充血容量，以利心输出量的增加。 （2）降低心脏后负荷： 使用血管扩张剂，如动脉血管扩张剂（肼苯达嗪）、血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI）、钙拮抗剂等，降低周围阻力，减轻心脏后负荷。 4、改善心肌的收缩和舒张性能 （

18、1）增强心肌收缩功能： 针对心肌收缩性减弱，可采用各类强心药物。 （2）改善心肌舒张性能： 可以改善心肌舒张不良的药物有： 钙拮抗剂、受体阻断剂、硝酸酯类等。 5、改善心肌的能量代谢 严重心力衰竭特别是左心衰竭时，患者可因血流速度减慢和肺换气障碍引起缺氧，吸氧可提高氧分压和血浆内溶解的氧量，改善组织的供氧。 心肌能量药物如能量合剂、肌苷等药物可能具有改善心肌代谢的作用。 二、重点和难点 （1）心力衰竭的发病机制是本章的重点，因此在学习时应注意： 学习每一具体的发病机制时应充分掌握其内涵，包括该机制的概念、形成该机制的生理、生化基础等。 例如： 心肌收缩相关的蛋白改变是心肌收缩性减弱的机制之一，

19、细胞坏死和细胞凋亡是心肌细胞数量减少的两种类型。 心肌收缩相关蛋白质，如： 肌球蛋白和肌动蛋白组成的收缩蛋白，肌钙蛋白和向肌球蛋白组成的调节蛋白，这些蛋白质是心肌收缩物质基础。 多种致病因素如： 缺血、感染、中毒等均可引起心肌细胞死亡（细胞坏死或/和细胞凋亡），从而使这些蛋白质随着心肌细胞的解体而被分解、破坏，心肌的收缩性自然也就减弱了。 （2）学习每一具体的发病机制时应注意联系其对应的临床疾病或病理过程，切忌单纯死记硬背发病机制。 例如： 心肌能量代谢紊乱引起心肌收缩性减弱可分成三种基本类型： 一种是能量生成障碍；另一种是能量利用障碍；还有一种是能量储备减少。 前者见于 VitB1 缺乏，心

20、肌的缺血、缺氧（如： 冠心病、严重贫血等）；第二种则见于各种原因引起的心肌肥大导致心肌肌球蛋白 ATP 酶活性下降，不能充分利用 ATP（如： 高血压）。 （3）每一疾病或病理过程发生心力衰竭时可能不只一个发病机制同时或先后起作用，故应予以综合分析。 例如： 心肌缺血引起心力衰竭时可能有多个机制介入其中，首先心肌缺血可引起心肌细胞的死亡，缺血、缺氧引起 ATP 生成不足，ATP 不足可引起肌浆网钙摄取能力下降，最终导致心肌收缩性减弱。 与此同时，ATP 不足可引起钙离子复位延缓和肌球肌动蛋白复合体解离障碍，引起心肌舒张障碍。 此外，心肌缺血，冠脉灌流减少，引起心室舒张势能下降以及 ATP 不足

21、引起钠泵运转失灵，大量水分进入心肌细胞内，心肌细胞水肿，心室顺应性降低，最终导致心肌舒张功能障碍。 心肌缺血时，由于心肌收缩性减弱和舒张功能障碍同时存在，因此心衰病情常常严重。 从上述可知，至少有 7 个机制参与了心肌缺血引起的心力衰竭。 （4）心肌兴奋-收缩偶联障碍在心力衰竭发病中的作用是本章的难点。 心肌的兴奋是电活动而收缩是机械活动，将两者偶联在一起的是钙离子，钙离子在把兴奋的电信号转化为收缩的机械活动中发挥了极为重要的中介作用，任何影响钙离子转运、分布的因素都会干扰心肌的兴奋收缩偶联，影响心肌的收缩性。 掌握下列要点有助于突破这个难点： 1）心肌细胞胞浆游离钙浓度的舒张阈值是 10 -

22、7 mol/L，收缩阈值是 10 -5 mol/L。 这两个阈值是控制心肌舒张和收缩的关键点。 如果心肌要舒张，胞浆游离钙浓度必须达到舒张阈值；反之，亦然。 2）下列机制有助胞浆游离钙浓度从高于舒张阈值的水平下降达到舒张阈值： （1）肌浆网上的钙泵可将胞浆内的钙离子摄入其中并加以储存；（2）细胞膜上的钙泵可将胞浆内的钙离子排到细胞外。 钙泵的运转需要能量，心力衰竭时由于 ATP 不足，不能为钙泵运转提供足够能量，故在心肌需要舒张时，由于胞内钙离子浓度未能及时、有效地降至舒张阈值，因此，心肌在收缩后不能充分舒张，不利于心室的充盈。 3）下列机制有助胞浆游离钙浓度从低于收缩阈值的水平上升至收缩阈值

23、： （1）肌浆网内的钙离子可通过肌浆网上的释放通道进入胞浆，使胞浆游离钙浓度迅速上升。 心衰时，由于肌浆网钙储存量减少，导致心肌收缩时释放到胞浆的钙离子减少，难以达到收缩阈值，如果有酸中毒存在，钙离子与钙储存蛋白结合较紧密，不易解离，也可使钙离子释放减少。 （2）细胞外钙离子进入细胞内也是使胞内游离钙浓度升高的重要机制，其主要途径： 一是经过钙通道内流；另一是经过钠-钙交换体。 心衰时，由于心肌内去甲肾上腺素减少，心肌细胞膜上的受体密度或/和亲和力降低，使钙内流下降，难以达到收缩阈值。 此外，心衰若有酸中毒存在，H + 可降低受体对去甲肾上腺素的敏感性，使 Ca 2+ 内流受阻。 细胞外液的

24、K + 与 Ca 2+ 在心肌细胞有竞争作用，因此，在高钾血症时 K + 可阻止 Ca 2+内流。 导致胞内 Ca 2+ 浓度降低，难以达到收缩阈值。 4）钙蛋白与 Ca 2+ 结合也是心肌兴奋-收缩偶联的重要环节之一，心肌从兴奋的电活动转为收缩的机械活动，这个转变的关键点就在 Ca 2+ 与肌钙蛋白的结合，它不但要求胞浆的 Ca 2+ 浓度迅速上升到足以启动收缩的阈值 10 -5 mol/L，同时还要求肌钙蛋白要有正常活性，迅速与Ca 2+ 结合，如此方能启动心肌收缩。 如果胞内 Ca 2+ 浓度达不到收缩阈值或/和肌钙蛋白与 Ca 2+结合的活性下降均可导致兴奋-收缩偶联中断。 例如： 各种原因引起心肌细胞酸中毒时，由于 H + 与肌钙蛋白的亲和力比 Ca 2+ 大，H + 占据了肌钙蛋白上的 Ca 2+ 结合部位，此时即使胞浆Ca 2+ 浓度已上升到收缩阈值，也无法再与肌钙蛋白结合，心肌的兴奋-收缩偶联就此受阻。 心肌缺血、缺氧导致 ATP 生成不足和酸中毒，ATP 不足可使肌浆网钙泵运转 Ca 2+ 能力下降，酸中毒使肌浆网对 Ca 2+ 亲和力增大，最终两者都使肌浆网在心肌收缩时不能释放足量 Ca 2+ ，使胞浆 Ca 2+ 浓度难以达到收缩阈值，此时即使肌钙蛋白的 Ca 2+ 结合活性是正常的也难以启动正常的收缩。