病理生理学笔记

心力衰竭（heart failure）

在各种致病因素的作用下，心脏的收缩和（或）舒张功能发生障碍，使心输出量绝对或相对下降，以致不能满足机体代谢需要的病理生理过程 称为心力衰竭。

第一节 心力衰竭的发病学 一、病因

（一）心室负荷过度

A.压力负荷(pressure load)过度 心室收缩时承受的负荷称为压力负荷或后负荷 B.容量负荷(volume load)过度

心室舒张时承受的负荷称为容量负荷或前负荷 (二)心肌缺血缺氧

冠状动脉粥样硬化、贫血 （三)弥漫性心肌病变 A.病毒性心肌炎 B.心肌病 二、诱因

增加心肌耗氧或减少心肌供氧 （一)感染

(二)电解质及酸碱平衡紊乱 A.酸中毒 B.高钾血症 (三)妊娠与分娩 (四)心律失常

第二节 心力衰竭的分类

一、根据心力衰竭的发病部位 (一)左心衰竭 (二)右心衰竭 (三)全心衰竭

二、根据心力衰竭的发展速度 （一)急性心力衰竭 (二)慢性心力衰竭

三、根据心力衰竭病情程度 (一)轻度心力衰竭

安静或轻体力活动时可不出现心力衰竭的症状和体征。 (二)中度心力衰竭

轻体力活动时出现心力衰竭的症状和体征。 (三)重度心力衰竭

安静情况下即可出现心力衰竭的症状和体征。 四、根据心输出量的高低 (一)低输出量性心力衰竭 (二)高输出量性心力衰竭

心衰发生时心输出量较发病前有所下降，但其值仍属正常，甚至高于正常，故称为高输出量性心力衰竭。造成这类心衰的主要原因是高动力循 环状态。.

五、根据心肌收缩与舒张功能障碍

(一)收缩功能不全性心力衰竭 （收缩性衰竭）

(二)舒张功能不全性心力衰竭 （舒张性衰竭）

第三节 心力衰竭时机体的代偿 一、心脏的代偿 （一)紧张源性扩张

心室容量加大并伴有收缩力增强的心脏扩张。

根据Frank--starling定律，心肌收缩力在一定范围内随着心肌纤维初长度的增加而增强。 （二)心率加快

当心率过快时（>180次/分），可促使心力衰竭的发生：

①由于舒张期缩短影响冠脉灌流，导致心室充盈不足及心肌缺血，心输出量下降； ②心肌耗氧量增加。 (三)心肌肥大

心肌肥大是指心肌细胞体积增大，重量增加。 A.向心性肥大(concentric hypertrophy)

在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生。 B.离心性肥大(eccentric hypertrophy)

在长期容量负荷作用下，心肌纤维呈串联性增生。

意义：由于整个心脏重量增加，所以心脏总的收缩力加强。 二、心外代偿 （一)血容量增加

A.肾素--血管紧张素--醛固酮系统 B.抗利尿激素

C.心房利钠因子(atrial natriuretic factor， ANF) （二)血流重分布

交感--肾上腺髓质系统兴奋 (三)红细胞增多

肾合成红细胞生成素增多

(四)组织细胞利用氧的能力增强 细胞线粒体数量增多

肌肉中的肌红蛋白含量增多 第四节 心力衰竭的发病机制 一、心肌收缩功能障碍 (一)心肌能量代谢紊乱 1.心肌能量生成障碍

最常见的原因是心肌缺血缺氧。 2.心肌能量利用障碍

肌球蛋白ATP酶同工酶有V 1 、V 2 、V 3 三种。V 1 由两条α肽链(αα)组成，活性最高；V 2 由α及β肽链(αβ)组成，活性次之；V 3 由 两条β链(ββ)组成，活性最低。

过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶的活性下降，原因是该酶的肽链结构发生变异，由原来高活性的 V1 型ATP酶逐步转变为低活性的 V3 型 ATP酶。

（二)兴奋--收缩耦联障碍

1. 肌浆网处理Ca 2 功能障碍

肌浆网通过摄取、储存和释放三个环节来调节胞内的Ca2 浓度，心衰时肌浆网对钙处理功能紊乱，导致心肌兴奋-收缩耦联障碍。 （1）肌浆网摄取Ca2 能力减弱:

心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网Ca2 泵活性减弱可导致肌浆网从胞浆中摄取Ca2 的能力下降。

（2）肌浆网储存Ca2 减少:

心力衰竭时肌浆网Ca2 泵的摄钙能力下降，而线粒体摄取Ca2 反而增多，不利于肌浆网的钙储存，导致心肌收缩时释放到胞浆中的Ca2 减少， 心肌收缩性减弱。

（3）肌浆网Ca2 释放量下降： Ry-受体(ryanodin receptor,RyR)是肌浆网上重要的Ca2 释放通道，心衰时，RyR蛋白及RyR的mRNA均减少，使肌浆网Ca2 释放能力下降。 2.Ca2 内流障碍

Ca2 内流的主要途径有两条：经过Ca2 通道内流；经过Na -Ca2 交换体内流。 Ca2 通道分为“电压依赖性”Ca2 通道和“受体操纵性”Ca2 通道。 伴有严重心肌肥大的心力衰竭，其心肌内去甲肾上腺素含量降低，心肌肌膜β-受体密度相对减少，Ca2 内流受阻。

细胞外液的K 与Ca2 在心肌细胞膜有竞争作用，因此高钾血症时K 可阻止Ca2 的内流。 3. 肌钙蛋白与Ca2 结合障碍

各种原因引起的心肌细胞酸中毒时，由于H 与肌钙蛋白的亲和力比Ca2 大，使Ca2 无法与肌钙蛋白结合。

4. 心肌内去甲肾上腺素含量减少

当交感神经兴奋，释放去甲肾上腺素，后者与β-受体结合，激活腺苷酸环化酶，使ATP变为cAMP，cAMP再激活膜上“受体操纵性”Ca2 通道,使 其开放而Ca2 内流。

肥大而衰竭的心肌内去甲肾上腺素含量减少的机制： ①去甲肾上腺素合成减少 酪氨酸羟化酶活性降低 ；

心脏重量的增加超过了支配心脏的交感神经元轴突的生长； ②去甲肾上腺素消耗增加 （四）心肌肥大的不平衡生长

心肌肥大超过限度(成人心脏重量>500g或左室重量>200g)，将由代偿转为代偿失调而发生心力衰竭。肥大心肌发生衰竭的基础是心肌的不平衡 生长。

1. 心肌重量的增加超过心脏交感神经元轴突的增长，使单位重量心肌的交感神经分布密度下降，使心肌去甲肾上腺素含量减少;

2. 肥大心肌因毛细血管数量增加不足，常处于供血供氧不足的状态; 3. 心肌线粒体数量不能随心肌肥大成比例地增加, 导致能量生成不足; 4. 肥大心肌的肌球蛋白ATP酶活性下降，心肌能量利用障碍。 （五）心肌收缩蛋白的破坏 1. 心肌细胞坏死

当心肌细胞受到各种严重的损伤因素作用后，心肌细胞发生坏死。引起心肌细胞坏死最常见

的原因是急性心肌梗死。 2. 心肌细胞凋亡

细胞凋亡(apoptosis)是指由体内外因素触发细胞内预存的死亡程序而导致的细胞死亡过程。 对来自心力衰竭病人心肌标本的研究也证实，心肌凋亡指数(apoptotic index)高达35.5%，而对照仅0.2%--0.4%。 二、心肌舒张功能障碍 （一）钙离子复位延缓

心肌收缩完毕后，产生正常舒张的首要因素是胞浆中Ca2 浓度要迅速降至“舒张阈值”，即从10-5 mol/L降至10-7 mol/L，这样Ca2 才能与肌 钙蛋白脱离，肌钙蛋白恢复原来的构型。

在ATP供应不足时，舒张时肌膜上的钙ATP酶不能迅速将胞浆内Ca2 向胞外排出，肌浆网钙泵不能将胞浆中的Ca2 重摄回去，肌钙蛋白与Ca2 仍 处于结合状态，心肌无法充分舒张。 （二）肌球-肌动蛋白复合体解离障碍

正常的心肌舒张过程，要求肌球-肌动蛋白体解离，恢复到收缩前的位置。在ATP参与下肌球-肌动蛋白复合体才能解离为肌球蛋白-ATP和肌动蛋 白。

心力衰竭时，①由于Ca2 与肌钙蛋白的亲和力增加，使钙难以解离；②ATP缺乏，使肌动-肌球蛋白复合体难以分离。 (三)心室舒张势能减少

心衰时，由于心肌收缩性减弱，收缩时心室几何结构改变不明显，产生舒张势能减少，影响心室充分舒张。

第五节 心力衰竭时机体的机能和代谢变化 一、心血管系统的变化 （一）心功能的变化

1. 心输出量(cardiac output, CO)减少

2. 心脏指数降低 心脏指数(cardiac index, CI)是单位体表面积的每分心输出量

3. 射血分数降低 射血分数(ejection fraction,EF)是每搏输出量与心室舒张末期容积的比值

4. 心室dp/dt max减小 心室dp/dt max是指心室等容收缩期中心室内压上升的最大速度，即心室内压力上升随时 间的最大变化率，它可反映心 肌的收缩性。

5. 心室舒张末期容积增大、压力增高。

6.肺动脉楔压升高 肺动脉楔压(pulmonary artery wedge pressure，PAWP)或称肺毛细血管楔压(pulmonary capillary wedge pressure，

PCWP)是用漂浮导管通过右心进入肺小动脉末端而测出的。因为PAWP接近左房压和左室舒张末期压力，可以反映左室功能状态。 （二）动脉血压的变化

急性心力衰竭时,动脉血压可以下降。慢性心力衰竭时，可通过外周小动脉收缩和心率加快，以及血量增多等代偿活动，使动脉血压维持正常。 （三）器官、组织血流量的改变

由于各脏器的血管对交感神经兴奋的反应不一致，因而发生血液的重发布。 （四）淤血和静脉压升高

心力衰竭时静脉回流受阻,发生静脉淤血。静脉淤血和交感神经兴奋导致小静脉收缩，使静脉

压升高。

左心衰竭引起肺淤血和肺静脉压升高，严重时可导致肺水肿。右心衰竭引起体循环淤血和静脉压升高，体循环淤血可引起许多器官机能代谢变 化。

二、肺呼吸功能的变化

呼吸功能的改变是左心衰竭时最早出现的症状，是由肺淤血、肺水肿所引起。呼吸困难的表现形式有：

（一）劳力性呼吸困难

是指伴随着体力活动而出现的呼吸困难，休息后自行消失。其发生机制包括： 1. 肺顺应性降低;

2. 肺泡通气/血流比值失调,引起低氧血症; 3. 支气管粘膜水肿,使呼吸道阻力增大;

4. 肺毛细血管压力增高,刺激肺泡毛细血管感受器。 （二）端坐呼吸

心衰病人可加重呼吸困难而被迫采取端坐或半卧体位以减轻呼吸困难的状态称为端坐呼吸(orthopnea)。其发生机制为：

1. 端坐时部分血液因重力关系转移到躯体下半部，使肺淤血减轻; 2. 端坐时膈肌位置相对下移，胸腔容积增大,肺活量增加; 3. 平卧位时身体下半部的水肿液吸收入血增多，而端坐位则可减少水肿液的吸收，肺淤血减轻。

三）夜间阵发性呼吸困难

患者夜间入睡后突感气闷被惊醒，称为夜间阵发性呼吸困难(paroxysmal nocturnal dyspnea) 。其发生机制如下：

1. 入睡后由于中枢神经系统处于相对抑制状态，反射的敏感性降低;