第12章心功能不全.ppt
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1、心力衰竭,病理生理学教研室,2,心脏的重要性,“泵”的作用,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,Lancet. 1998;352:1795.,57% 死亡是由心血管病引起 世界性的第一 死亡原因 首当其冲的致残因素 为此花费大量金钱,4,严重危害公众健康:心衰住院病人25年增加3倍!,NHLBI. Morbidity and Mortality: 2000 Chartbook on Cardiov
2、ascular, Lung, and Blood Diseases. Geneva: World Health Organization; 1996.,5,不同国家心衰的流行状况,Murray CJL, Lopez AD. Global health statistics: a compendium of incidence, prevalence and mortality estimates for over 200 conditions. Geneva: World Health Organization; 1996.中国医学论坛报 2000,6,我国冠心病和脑卒中的发病率和死亡率,我国
3、约有400万此类病人! 每年至少死亡200万! 每年花费至少100亿! 许多病人最后死于心力衰竭!,7,心血管病及肿瘤占总死亡率的百分比 (岁年龄调整率),8,本章讲授内容,心力衰竭概念 病因、诱因和分类 发病机制 机体的代偿功能 器官功能机能代谢变化 防治原则,9,心力衰竭的概念,心力衰竭(Heart failure)或泵衰竭(pump failure) ,心脏收缩和或舒张功能障碍,使心输出量绝对地或相对地不足,不能满足机体组织代谢需要的病理过程。,10,Heart Failure: Defective cardiac filling and/or impaired contraction
4、and emptying, resulting in the hearts inability to pump a sufficient amount of blood to meet the needs of the body tissues. 包括: 1. 心肌衰竭(myocardial failure):指原发性心肌肌原纤维舒缩功能障碍,如心肌炎、心肌梗死、心肌病/克山病等 2继发性心肌舒缩性减弱:心脏瓣膜病心肌肥大舒缩障碍,晚期也往往伴有心肌损害。,DEFINITION OF TERM:,11,其他概念:,1充血性心力衰竭(congestive heart failure):当心衰呈慢
5、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组织间液 肾血流 + RAAS钠水潴留血量 水肿 2心功能不全(cardiac insufficiency):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导失代偿的全过程。,The situation when the heart is incapable of maintaining a cardiac output adequate to accommodate metabolic requirements and the v
6、enous return.,12,第一节 心力衰竭的病因和分类,一、心力衰竭的病因(underlying causes),2.心脏负荷过重或机械性异常,1.原发性心肌舒缩功能障碍,3.心脏电传到障碍,13,一、心力衰竭的病因(underlying causes),14,原发性心肌舒缩功能障碍,15,二、心力衰竭的诱因,凡能加重心脏负荷,增加心肌耗氧,妨碍心室充盈和心肌的供血供氧、能量代谢及离子的转运的各种因素都可能诱发和加重心衰。 常见的诱因有:呼吸道感染、风湿热、心律失常、体力活动和情绪激动、妊娠和分娩、输血过快或过多、出血与贫血、电解质、酸碱平衡紊乱及药物使用不当等。,16,引起心衰加重而
7、住院的常见诱因,17,三、心力衰竭的分类,1.按部位:左心衰竭、右心衰竭、全心衰竭。,2.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。,3.按心输出量: 高输出量型心衰:心输出量绝对值高于正常,如甲亢、严重贫血、Vit B1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,见于临床绝大多数的心衰。,18,第二节 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,表面:肌膜、横管系统,膜系统:,核:代谢和遗传控制中心,里面:肌浆网sarcoplasmic reticulum
8、, SR,线粒体:能量供应站,心肌细胞,19,2肌节的结构:收缩蛋白和调节蛋白组成,Structure of Sarcomere,Z-Line,Actin 肌动蛋白,Myosin 肌球蛋白,Connective Proteins,Cross Bridges,20,Tropomyosin 向肌球蛋白,Troponin 肌钙蛋白,+,-,21,3. 工作原理:兴奋-收缩偶联原理,22,23,24,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,心泵功能的决定因素,26,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,27,一、
9、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,28,(一)收缩相关蛋白质丧失,收缩力下降,29,myocardial contractility: 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: CO=收缩性前负荷后负荷心率 决定和影响心肌丧失后泵功能的主要因素是: 心肌的丧失量; 未受损心肌的代偿。如MI20%可代偿,20%-40%心源性休克。,细胞坏死细胞凋亡,30,细胞受损后几乎都涉及3各关键的生化过程 - 钙稳态失衡 - ATP 耗竭 - 氧自由基产生,?,31,Ca2+稳态失衡,Ca+,Ca+,32
10、,线粒体功能异常,丙酮酸和脂肪酸氧化为 CO2 将 NAD 和FAD 还原为NADH 和FADH2 通过电子传递链将电子传递给O2 ATPsynthase (5th protein of chain) 利用电子梯度形成 ATP.,glucose,pyruvate,33,缺氧导致线粒体受损糖酵解增强,缺氧时糖原分解 乳酸产生增多,细胞pH 下降,葡萄糖,丙酮酸,乙酰CoA,完全氧化代谢,+36 ATP,34,H2O2 + Fe2+ OH + OH- + Fe3+,氧自由基产生,儿茶酚胺分泌与自氧化 促炎性因子致白细胞呼吸爆发,或使EC、Myo产生OFR Mit O2单电子还原 PLA2激活,AA
11、代谢产生OFR,O2- + Fe3+ O2 + Fe2+,超氧阴离子,过氧化氢,羟自由基,清除酶 (SOD, catalase) GSH 抗氧化剂(Vitamin E),35,OFR导致心肌细胞损伤,DNA 损伤 单链断裂 p53, 延长G1 加以修复 若损伤严重则激活apoptosis信号 蛋白质交连 构像改变 酶活性和膜电位改变,36,心肌缺血 可逆性损伤,Na+,K+ ATPase Na+ 进入细胞,水跟入,Ca+, Mg+ ATPase - 细胞内钙增多,糖酵解 pH,37,心肌缺血 可逆性损伤,缺血,Na+,K+ ATPase Na+进入细胞,水跟入,Ca+, Mg+ ATPase
12、-细胞内钙增多,38,心肌缺血 可逆性损伤,缺血,Na+,K+ ATPase Na+进入细胞,水跟入,Ca+, Mg+ ATPase -细胞内钙增多,ER肿胀 核糖体丢失,正常,39,Ca+, Mg+ ATPase - 细胞内Ca+,细胞骨架损伤 膜小泡形成,磷脂酶,蛋白酶,正常,染色质凝聚,心肌缺血 可逆性损伤,40,41,1 细胞坏死(necrosis),常见于严重心肌梗塞、心肌炎和心肌病。,42,心肌梗塞的凝固性坏死,切片 1218小时 嗜伊红染色,肌纤维无核 白细胞浸润 大体 45天 白梗塞 充血性边界,正常心肌细胞,Coagulation necrosis,43,2 细胞凋亡(apo
13、ptosis),44,2 细胞凋亡(apoptosis),45,心肌能量代谢示意图,(二)心肌能量代谢障碍,46,1. 能量产生障碍:,2.能量利用障碍:,V1,V3,shift,甲亢,ATP酶活性化学能-机械能,ATP,心力衰竭,V1,ATP酶活性 ATP分解,缺血性心脏病(冠心病)、严重贫血、维生素缺乏等。,(二)心肌能量代谢障碍,47,肌球蛋白ATPase活性降低,48,肌球蛋白ATPase活性降低,代偿状态时,V1增多;失代偿时,V3增多。,49,(三)心肌兴奋-收缩偶联障碍,1.肌浆网Ca2+摄取、储存和释放障碍。 (1)摄取能力 Ca2+泵活性、含量 +受磷蛋白(phosphola
14、mban)活性 (2)储存 SR摄取+线粒体摄取+Ca2+外排 (3)释放受抑制: 储存 酸中毒 Ryanodine受体(RyR)表达及合成,50,2. 胞外Ca2+内流受阻 电压依赖性 受体依赖性 Na+- Ca2+交换体:膜内电位为正时, Na+向外,Ca2+向内 3. 肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 肌钙蛋白与Ca2+结合能力下降:心肌细胞酸中毒时,H+与Ca2+竞争结合肌钙蛋白,51,52,(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
15、低,Ca2+内流;,4.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。,53,二、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,54,(一) Ca2复位延迟,心肌缺血、缺氧等,Ca与肌钙蛋白解离障碍,肌浆钙超载,肌质网摄取、结合钙的能力,ATP,Na-Ca交换,酸中毒,钙泵活性,55,(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,这一过程不仅需要Ca2+从肌钙蛋白结合处及时脱离,尚须ATP的参与。 心肌缺血、缺氧时,可能由于肌钙蛋白与Ca2+亲和力增加使C
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