病理生理學(xué)教案-第十二章 心功能不全

授課教師

周翔

課程名稱

病理生理學(xué)

課次編號

第十二章

授課日期

2006.4.3

授課年級

臨床醫(yī)學(xué)05級

授課方式

理論課

授課內(nèi)容

心力衰竭

學(xué)時數(shù)

4

教

學(xué)

目

的

掌握：心力衰竭的概念和發(fā)病機制。

熟悉：心力衰竭時機體的功能改變。

了解：心力衰竭的原因分類和治療。

主含

  重

要點

  、

內(nèi)難

  點

容  

1.心力衰竭的發(fā)生機制

2.心力衰竭時機體的功能代謝改變

復(fù)

習(xí)

思

考

題

試述心臟負荷過度引起心力衰竭的機制。

教參

  考

  文

材獻

   教  材：人民衛(wèi)生出版社出版的全國統(tǒng)編《病理生理學(xué)》教材第六版，金惠敏主編

   參考書：人民衛(wèi)生出版社出版的《病理生理學(xué)》，王迪潯主編

教

研

室

意

見

主任(教學(xué)組長)：

教  學(xué)  內(nèi)  容

時間

分配

媒體選 

第十二章  心力衰竭

第一節(jié)    概  述

一、心力衰竭的概念：心力衰竭（heart failure)，簡稱心衰，指心臟收縮和/或舒張機能障礙，導(dǎo)致心臟不能泵出與靜脈回流和機體組織代謝需求相稱的血量，即在有足夠靜脈血回流的情況下，由于心排出血量絕對和相對不足，不能滿足機體代謝需要而導(dǎo)致的以循環(huán)功能障礙為主的綜合征（或病理過程)。循環(huán)功能障礙主要表現(xiàn)為體或肺靜脈系統(tǒng)淤血和動脈系統(tǒng)血液灌流不足。臨床上主要表現(xiàn)為肺淤血或/和腔靜脈（包括門脈系統(tǒng))淤血綜合征。

二、心力衰竭的原因

（一)   原發(fā)性心肌舒縮功能障礙：最常見原因

1．  心肌的病變

2．  心肌代謝障礙

（二)   心臟負荷過度

1．  壓力負荷過度

2．  容量負荷過度

（三)   心臟舒張充盈受限

三、心力衰竭的誘因：凡能加重心臟負荷，增加心肌耗氧，妨礙心室充盈和心肌的供血供氧、能量代謝及離子轉(zhuǎn)運的各種因素都可能誘發(fā)和加重心衰。常見誘因有呼吸道感染、風(fēng)濕熱、心律失常、體力活動和情緒激動、妊娠和分娩、輸血過快或過多、出血與貧血、電解質(zhì)、酸堿平衡紊亂及藥物使用不當?shù)取?/p>

四、心力衰竭的分類

（一)   按心力衰竭發(fā)生的部位分類

1．  左心衰竭：左心室不能將肺循環(huán)回到左心的血液完全排出時所發(fā)生的心力衰竭。

血流動力學(xué)特點：肺循環(huán)淤血及心排血量降低。

臨床表現(xiàn)：呼吸困難、肺水腫，疲勞、乏力。

常見原因：心肌梗死，高血壓心臟病，主動脈瓣或二尖瓣疾病。

2．  右心衰竭：右心室不能將體循環(huán)回到右心的血液完全排至肺循環(huán)時所發(fā)生的心力衰竭。

血流動力學(xué)特點：體循環(huán)血量增加，體靜脈系統(tǒng)壓力增高以及右心輸出到肺的血量減少。

臨床表現(xiàn)：臟器功能障礙，頸靜脈怒張、肝脾腫大、下垂部水腫、胸水和腹水等。

常見原因：大多繼發(fā)于左心衰竭，其他原因包括高原心臟病、慢性阻塞性肺疾患、肺栓塞及先天性心臟缺陷。

3．  全心衰竭：又稱雙側(cè)心衰或雙心室衰竭，指左、右兩側(cè)心室都發(fā)生衰竭。通常先發(fā)生左心衰竭，其后并發(fā)繼發(fā)性右心衰竭。

血流動力學(xué)特點：同時具有左心衰竭和右心衰竭的特點。

臨床上常見的充血性心力衰竭大多是全心衰竭。

（二)   按心力衰竭發(fā)生的速度分類

1．  急性心力衰竭：主要指心力衰竭發(fā)病急驟，心輸出量驟然降低，機體往往來不及進行有效的代償就迅速出現(xiàn)肺水腫和心源性休克表現(xiàn)。絕大多數(shù)為左心衰竭。常見于急性心肌梗死、急性肺栓塞、高血壓危象、急性心臟排血或充盈受限等，亦可由慢性心衰急性發(fā)作。

2．  慢性心力衰竭：心力衰竭發(fā)生緩慢、病程長，往往有代償性改變出現(xiàn)，如心腔擴張，心肌肥厚，循環(huán)血量增多等。常見于高血壓、冠狀動脈疾病或/和心肌梗死患者。病程呈慢性經(jīng)過時，常伴有血容量和組織間液的增多，靜脈淤血和組織水腫，稱為充血性心力衰竭。

（三)   按心力衰竭時的心排血量的高低分類

1．  低輸出量型心力衰竭

2．  高輸出量型心力衰竭

第二節(jié)    心力衰竭的發(fā)病機制

一、bhskgw.cn/zhicheng/心肌收縮功能障礙

（一)   心肌細胞和收縮蛋白的喪失

（二)   肌球蛋白ATP酶活性降低

（三)   心臟腎上腺素能受體及其信號傳遞障礙

1．  心肌內(nèi)源性去甲腎上腺素減少

2．  心肌受體密度減少

3．  受體與腺苷酸環(huán)化酶脫偶聯(lián)

（四)   心肌興奮-收縮偶聯(lián)障礙

1．  肌質(zhì)網(wǎng)對鈣的攝取、釋放障礙

2．  鈣內(nèi)流受阻

3．  肌鈣蛋白結(jié)合鈣障礙

二、心臟舒張功能障礙

（一)   心室舒張功能障礙

1．  復(fù)極-舒張（失活－弛緩)偶聯(lián)障礙

（1) Ca^2＋復(fù)位延緩或障礙

（2) 肌球－肌動蛋白復(fù)合體（橫橋)解離障礙

2．  促進心臟舒張的外在負荷降低：收縮末期心臟構(gòu)型改變不明顯，冠脈阻塞、阻抗增高，或因室壁張力和室內(nèi)壓增大致冠脈充盈負荷降低。

（二)   心室順應(yīng)性降低

心內(nèi)因素：

（1) 室壁被動彈性降低：

（2) 室壁主動彈性降低：

心外因素：心包炎、心包填塞、胸膜腔內(nèi)壓升高或冠脈灌流壓過低或心室受對側(cè)心室過度擴張的壓迫

三、心肌能量代謝障礙

1．  心肌能量生成障礙：主要為ATP和肌酸磷酸含量減少。

（1) 直接影響心肌的舒縮

（2) 妨礙離子泵的轉(zhuǎn)運

（3) 妨礙心肌收縮蛋白酶和線粒體氧化磷酸酶的更新合成

（4) 長時間缺乏ATP可使心肌出現(xiàn)不可逆損傷

2．  能量利用障礙：失代償階段，ATP酶活性降低，不能為心肌收縮提供足夠能量

四、酸中毒在心力衰竭發(fā)生中的作用：酸中毒對心肌有負性肌力作用，心肌細胞內(nèi)PH值降低的作用更為明顯。呼吸性酸中毒較代謝性酸中毒的作用快而明顯。

1．  抑制肌膜Ca^2＋內(nèi)流

2．  增加肌質(zhì)網(wǎng)對Ca²⁺的親和力，使肌質(zhì)網(wǎng)結(jié)合鈣增加，當心肌興奮時，肌質(zhì)網(wǎng)不能及時釋放Ca^2＋。

3．  H⁺與Ca^2＋競爭結(jié)合肌鈣蛋白，妨礙了Ca^2＋在興奮－收縮偶聯(lián)中的作用。

4．  抑制肌球蛋白ATP酶活性，妨礙ATP的水解和能量釋放。

5．  影響心肌能量代謝：

（1) 抑制三羧酸循環(huán)酶的活性

（2) 通過抑制線粒體膜上的轉(zhuǎn)位酶、增加線粒體膜的通透性從而破壞線粒體的氧化磷酸化功能。

6．  嚴重酸中毒可破壞心肌細胞膜和亞細胞膜生物結(jié)構(gòu)，造成心肌細胞的不可逆性損傷。

第三節(jié)    心力衰竭發(fā)病過程中機體的代償與失代償

正常心肌具有強大的儲備能力。

當心臟負荷增加和/或心肌受損導(dǎo)致心排血量減少時，機體可動員心力儲備和多種代償功能來提高心排血量以滿足機體的代謝需要，這一過程稱為代償過程。

完全代償：通過代償使心排血量完全滿足機體正常生活需要。

不完全代償： 通過代償僅能滿足機體輕微活動或休息狀態(tài)下的需要。

失代償：通過代償對機體安靜狀態(tài)下的基礎(chǔ)代謝需要也不能滿足的情況。

代償機制：

1．  交感—腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮

2．  心腔擴張－starling反應(yīng)

3．  心肌肥大

4．  鈉水潴留和外周血管收縮

5．  組織氧攝取增加

一、 心臟本身的代償

（一)   心率增快

原理：交感－腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)興奮、兒茶酚胺釋放增多

代償意義：

1．  心率加快可以提高心輸出量

2．  通過升高舒張壓，可以增加冠脈血流量。

不良影響：心率過快超過170～180/min，心輸出量降低，轉(zhuǎn)為失代償，是病情加重的重要標志。

1．  心率過快使舒張期縮短，導(dǎo)致心室充盈不足，從而使心排血量減少

2．  對心臟舒張期的縮短作用大于對舒張壓的提高，從而影響冠脈灌流

3．  使心肌耗氧量增加

4．  肌質(zhì)網(wǎng)對鈣的釋放減少，引起收縮力減弱

（二)   心肌收縮力增強，心輸出量增加

1．  心肌收縮性增強

（1) 肌膜鈣通道和肌質(zhì)網(wǎng)鈣通道開放程度增大，心肌興奮后胞漿中的Ca^2＋濃度升高幅度加大，使橫橋聯(lián)結(jié)的比例加大，心臟收縮力增強

（2) 促進收縮蛋白磷酸化，直接加強心肌收縮力

（3) 加強糖原、脂肪分解，為心肌收縮提供能量

2．  前負荷增加，心腔擴張－Starling效應(yīng)（異長自身調(diào)節(jié))

Starling效應(yīng)：心肌收縮力和心搏出量在一定范圍內(nèi)與心肌纖維初長度或心室舒張末期容積成正比。

心功能曲線：心搏出量和舒張末期容積或壓力之間的關(guān)系曲線

（1) 原發(fā)的病理性容量負荷過度，或心肌病變致心室殘留血量增加

（2) 交感神經(jīng)興奮，靜脈緊張性增加，促使靜脈回流，前負荷增加

（3) 鈉水潴留使血容量擴張

不良影響：

（1) 擴張心室存在機械性弱點，當心室容積增加時，大部分收縮機械能耗費在傳遞張力于纖維上，小部分用于回縮或縮短

（2) 發(fā)生組織學(xué)改變

（3) 張力增大時心肌耗氧量增多，心肌需要更多的血供，而冠脈缺不能提供，致使心肌收縮性減弱，心功能轉(zhuǎn)為失代償

（三)   心肌肥大

心肌肥大是指心肌細胞體積（直徑、長度和肌節(jié)數(shù)量)增大并伴間質(zhì)增生的心臟重量增加。

向心性肥大：心臟重量增加，室壁增厚，沒有明顯的心腔擴大，室壁厚度與腔徑的比值大于正常，主要是由于心臟長期壓力負荷過度所致。

離心性肥大：是指心臟重量增加，伴有比較明顯的心臟擴張，室腔擴大，室壁稍厚，室壁厚度與腔徑的比值等于或小于正常，往往由長期容量負荷過度引起。

向心性肥大逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡x心性肥大室心臟儲備力降低的機制。

發(fā)生機制：生化基礎(chǔ)室蛋白質(zhì)合成增加，機制不明，可能與RNA聚合酶活性增加和RNA轉(zhuǎn)錄增強有關(guān)。信號機制分為兩類：

1．  機械牽張性刺激

2．  化學(xué)性刺激

單位重量的肥大心肌的舒縮性是降低的，但由于心肌總量的增加，心肌總的收縮力還是增加的。

優(yōu)點：

1．  心肌肥厚不使舒張期縮短，因而不產(chǎn)生代償性心動過速時的心肌疲勞

2．  心肌肥厚使心肌收縮力增加，但不需要心腔擴張使的心室充盈增加

不良后果：超過一定限度即可轉(zhuǎn)為失代償，使心功能曲線向右下移位。機制如下：

1．  隨著心肌肥大的發(fā)展，心肌缺血缺氧嚴重

2．  肥大心肌細胞的產(chǎn)能和用能障礙

3．  肥大心肌的肌質(zhì)網(wǎng)對Ca2+的轉(zhuǎn)運障礙，使心肌興奮－收縮偶聯(lián)和復(fù)極－舒張偶聯(lián)障礙，影響心臟舒縮功能

4．  心肌肥大和間質(zhì)增生，使心室舒張順應(yīng)性降低。

二、 心臟以外的代償

（一)   血容量增加

1．  腎小球濾過率降低

2．  腎小管對鈉水的重吸收增加

（1) 心力衰竭時，由于腎小動脈尤其是出球小動脈收縮，使腎小球濾過分數(shù)增大，結(jié)果導(dǎo)致腎小管周圍毛細血管內(nèi)壓下降，膠體滲透壓增高，使近曲小管對鈉水重吸收增加。

（2) 腎血流量降低時，腎素－血管緊張素－醛固酮系統(tǒng)被激活，通過醛固酮的保鈉作用，使遠曲小管和集合管對鈉水重吸收增加。

（3) 抗利尿激素（ADH)分泌增加，促進水潴留。

（二)   循環(huán)血量重新分配：心輸出量減少時，外周循環(huán)亦發(fā)生適應(yīng)性變化，通過調(diào)節(jié)各器官供血比例，減少次要器官的供血比例，以保證重要臟器的血液供應(yīng)。只是一種暫時性機制。

（三)   組織攝氧量增加

三、 交感－腎上腺和腎素－血管緊張素系統(tǒng)長期激活的不利作用

（一)   使心肌細胞功能進行性降低

1．  增加心肌耗氧量，降低心肌氧供

2．  直接的心臟毒性作用

3．  心肌細胞基因表達異常

（二)   導(dǎo)致心肌細胞喪失：細胞壞死和凋亡

（三)   誘導(dǎo)心肌改建（remodeling)

第四節(jié)    心力衰竭時機體的主要功能代謝變化

一、心臟功能及血流動力學(xué)的改變

（一)   心臟泵血功能改變

心功能I級：體力活動不受限制，一般活動時無任何心力衰竭的癥狀和體征

心功能II級：體力活動稍受限制，一般活動時由心悸、氣促等

心功能III級：體力活動明顯受限，稍事活動既有心力衰竭的癥狀和體征

心功能IV級：已喪失體力活動能力，靜息時亦有心力衰竭的癥狀和體征

1．  心輸出量降低

2．  心房壓和心室舒張末期壓升高

（1) 左室舒張末期容量和左心室舒張末期壓升高：LVEDP>15mmHg，特別是18mmHg時，表示左心衰竭存在。

（2) 右心房和右心室舒張末期壓升高：CVP>1.18kPa,說明右心室對回心血量泵出的能力降低或回心血量已超過心臟所能負荷的最大限度。伴有心源性休克時，CVP可不升高或降低。

（二)   心臟收縮功能和舒張功能改變

1．  等容收縮期指標

（1) dp/dt max：等容收縮期心室內(nèi)壓力上升的最大速率

（2) Vmax：零負荷時心肌最大的收縮速度

（3) T-dp/dt max：心室喀什收縮到壓力上升達到最大速度的時間

心力衰竭時dp/dt max和Vmax都降低，T-dp/dt max的時間都延長

2．  射血期指標

（1) 射血分數(shù)（EF)：為心搏出量與心室舒張末期容積之比，<0.5表示存在心力衰竭

（2) 左心室短徑縮短率（ΔD％)：表示左心室收縮時心臟短徑縮短的百分率，心力衰竭時小于25％

（3) 左心室周徑縮短速度（VCF)左心室周長在射血時的縮短率

（4) Emax：左室收縮末期壓和其收縮末期容積之比，心衰時Emax降低

3．  等容舒張期指標

（1) -dp/dt max：等容舒張期心室壓力下降的最大速率

（2) T值：等容舒張期壓力下降時間常數(shù)

舒張性能降低時-dp/dt max 降低，T值延長

4．  舒張充盈期指標

（1) 舒張充盈量：為左室舒張末期容積與收縮末期容積的差值

（2) 充盈率：指單位時間內(nèi)心室充盈量

（3) 充盈分數(shù)：指舒張各時相與心搏量之比

心室容量負荷增加時，充盈量、快充盈率增加、心衰早期快充盈分數(shù)和充盈率明顯降低

5．  順應(yīng)性指標

（三)   動脈血壓的變化

（四)   靜脈系統(tǒng)淤血，靜脈壓升高

二、呼吸功能的改變

（一)   呼吸困難

左心衰竭的主要癥狀是呼吸困難，其發(fā)生機制是：

（1) 肺順應(yīng)性降低

（2) 肺淤血影響肺的氣體交換，引起的低氧血癥反射性興奮呼吸中樞使呼吸加快

（3) 肺循環(huán)壓升高，肺血管擴張反射性刺激呼吸加速

右心衰竭引起呼吸困難的機制：

（1) 慢性肺源性心臟病患者呼吸困難的主要因素使肺疾患引起的肺功能不全

（2) 多數(shù)右心衰竭繼發(fā)于左心衰竭，存在肺淤血和呼吸困難，發(fā)生右心衰竭后，肺淤血減輕導(dǎo)致呼吸困難程度有所減輕

（3) 嚴重靜脈充血、淤血患者血氧含量降低，代謝產(chǎn)物聚集，可刺激呼吸

（4) 右心衰竭患者存在胸水、腹水、肝腫大等，使呼吸運動受限

按照發(fā)生機制和程度的分類：

1．  勞力性呼吸困難：左心衰竭最早的癥狀之一。早期僅在重體力勞動時出現(xiàn)，隨著病情加重，最后即使在休息狀態(tài)下亦有呼吸困難。

發(fā)生機制： bhskgw.cn/yishi/

（1) 體力活動時，體靜脈回心血量增加，因左心功能減退，不能將增加的回心血量全部排出，致肺淤血加重

（2) 耗氧量增加，心率加快，舒張期縮短，左室充盈減少，加重肺淤血

（3) 心力衰竭時，組織供血供氧不足，加之體力活動時需氧增加，因而可產(chǎn)生代謝性酸中毒，刺激呼吸中樞引起呼吸困難

2．  端坐呼吸：患者平臥時呼吸困難，被迫采取坐位或半臥位，方能減輕或緩解呼吸困難。

（1) 肺血容量的影響

（2) 肺活量的限制

3．  夜間陣發(fā)性呼吸困難：指夜間急性發(fā)作的呼吸困難常見于急性左心衰竭或嚴重二尖瓣狹窄患者。

（1) 患者入睡前采取半臥位，入睡后逐漸下滑而平臥，使靜脈回心血量增多，超過左心負荷的限度，致肺淤血加重

（2) 臥位后，體靜脈壓低，周圍皮下水腫液被吸收，循環(huán)血容量增多，返流到左室使其負荷過重，加重肺淤血

（3) 夜間迷走神經(jīng)興奮性增高，使支氣管平滑肌收縮，肺通氣減少，造成缺氧影響心功能，高碳酸血癥則對呼吸中樞刺激增強

（4) 熟睡后中樞神經(jīng)敏感性降低，待肺淤血較嚴重時，迫使病人因窒息感而清醒過來，被迫采取坐位，但已不能阻止陣發(fā)性呼吸困難的發(fā)生

（二)   急性肺水腫：突發(fā)性嚴重呼吸困難，極度焦慮，快而弱的脈搏，靜脈壓增高，以及少尿，皮膚濕冷，紫紺，可有咳嗽伴粉紅色泡沫痰，兩肺對稱性的布滿濕啰音及哮鳴音。給予治療后1～3天內(nèi)可逐步消退，但亦可迅速進展至休克甚至死亡，是急性左心衰竭的最嚴重表現(xiàn)。

發(fā)病機制：左心衰竭致肺毛細血管壓突然升高，超過了血漿膠體滲透壓，使液體滲出，當液體漏出超過間質(zhì)淋巴的引流能力時，即可產(chǎn)生肺水腫，結(jié)果肺泡充盈液體，氣體交換障礙，生命受到威脅。

三、消化系統(tǒng)功能的改變：體循環(huán)衰竭導(dǎo)致胃腸、肝功能障礙。

四、泌尿系統(tǒng)功能的改變：腎功能障礙，少尿或夜尿及尿成分改變。

五、腦功能的改變

六、水電解質(zhì)和酸堿平衡紊亂

第五節(jié)    心力衰竭的防治原則

一、積極防治原發(fā)病，消除誘因

二、改善心臟舒縮功能：重點是針對心臟的收縮功能還是舒張功能發(fā)生障礙，給予不同治療手段。

三、減輕心臟前后負荷

四、糾正水電解質(zhì)和酸堿平衡紊亂