病理生理第15章 心力衰竭.ppt

心力衰竭 Heart Failure,Heart Failure The Final Common Pathway,ischemic disease valvular disease cardiomyopathy pericardial disease hypertension congenital,Heart Failure,概述,概述,循环系统,概述,心力衰竭概念,概述,基本知识,心功能不全（Cardiac insufficiency ） 包括心脏泵血功能受损后从完全代偿直至失代偿的整个过程。,心力衰竭（heart failure） 患者出现明显的症状和体征，属于心功能不全的失代偿阶段。,充血性心力衰竭（congestive heart failure） 心力衰竭呈慢性经过时，由于钠水潴留和血容量增加，发生静脉淤血、组织水肿及心腔扩大。,心肌收缩性降低 （Deseased myocardial contractility） 心室负荷过重 （Overload for myocardium） 心室舒张和充盈受限 （Restricted filling of the heart）,病因与诱因,心力衰竭的病因与诱因,心力衰竭的病因,（一）心肌收缩性降低,病因与诱因,心力衰竭的病因,volume overload,左心 主动脉瓣关闭不全 二尖瓣关闭不全,右心 肺动脉瓣关闭不全 三尖瓣关闭不全,全心 甲亢、房室间隔缺损、 肺动静脉瘘,pressure overload,前负荷过重,后负荷过重,主动脉瓣狭窄 高血压,肺动脉瓣狭窄 肺动脉高压,血液粘性增大,心力衰竭的病因,病因与诱因,（二）心室负荷过度,（三）心室舒张及充盈受限,病因与诱因,心力衰竭的病因,心力衰竭的诱因,感染，尤呼吸道,心律失常,妊娠及分娩,其他,水及电解质紊乱、酸碱失衡,病因与诱因,心力衰竭的分类,1.按部位分类,左心衰竭 右心衰竭 全心衰竭,2.按病情发展速度分类,急性心衰 慢性心衰,分类,心力衰竭的分类,3.按心输出量高低分类,低输出量型 高输出量型,4.按心肌舒缩功能分类,收缩性衰竭 舒张性衰竭,分类,5.按心功能不全的严重程度分类,心力衰竭时机体的代偿,心脏以外的代偿,代偿机制,心脏本身的储备功能,心率加快、心收缩力增强、心脏扩张及心肌肥大等,血容量及RBC数增加、血液重新分配及组织利用氧的能力增加等,（主要代偿机制）,神经-体液调节机制激活：,1、交感神经系统激活,2、肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活,心脏代偿(cardiac compensation),1.心率增快,心输出量=每搏搏出量心率,不变,代偿机制,可代偿,心脏代偿,1.心率增快,代偿机制,心率增快的机制,心排血量,心率,心脏代偿,1.心率增快,180次/分，无代偿意义,心肌耗氧量,代偿机制,冠脉灌流量,失代偿,心室充盈量,心输出量 = 每搏搏出量 心率,？,心脏代偿,代偿机制,定义：交感神经兴奋，血中儿茶酚胺增多，直接引起心肌内在的收缩力增强。,1.心率增快,儿茶酚胺 心肌的收缩性增加,2.正性肌力作用-等长自身调节,细胞膜,腺 苷 酸 环 化 酶,细胞膜Ca2+通道开放 肌质网释放Ca2+,促进收缩蛋白磷酸化,胞 浆 Ca2+ ,收 缩 力 ,加强糖、脂肪分解,ATP ,NE,ATP,cAMP,PKA,前负荷不变情况下，增强心肌收缩力，增加心输出量,正性肌力作用的代偿意义,代偿机制,等长性自身调节,代偿有限,心脏代偿,3.心脏扩张,代偿机制,伴有心收缩力增强的扩张,-心脏肌源性扩张,-心脏紧张源性扩张,不伴有心收缩力增强的扩张,1.心率增快,2.正性肌力作用,-异长自身调节,心脏扩张,心脏扩张机制,代偿机制,根据Frank-Starling定律,2.2um,1.7-2.1um,异长性自身调节,心脏每搏功,最大活动,中度活动,安静,轻度心衰,重度心衰,正常,2.0 2.2 舒张末期容积或肌节长度(um),心功能曲线,代偿机制,心脏扩张,代偿机制,肌源性扩张,紧张源性扩张,可代偿,失代偿,心脏扩张意义,心脏代偿,3.心脏扩张,代偿机制,心肌肥大 （myocardial hypertrophy）：,1.心率增快,4.心肌肥大,急性代偿机制,-慢性代偿机制,心肌细胞体积增大、重量增加,2.正性肌力作用,向心性肥大,离心性肥大,心肌肥大的2种形式,代偿机制,压力负荷过大所致,容量负荷过大所致,室壁增厚明显,室腔扩大明显,每搏功,心肌肥大+,心肌肥大+,正常,左室舒张末期压(kPa),心功能曲线,代偿机制,心肌肥大的代偿意义,P1,P2,SW1,SW2,SW4,SW3,心肌总收缩力,心肌肥大的代偿意义,代偿机制,根据Laplace定律,心肌耗氧量,T = P · r / 2h,T:室壁张力与心肌耗氧量成正比 P:室内压 r:心室半径 h:室壁厚度,室壁厚度，相同室内压及心室半径,心室半径，相同室内压及室壁厚度,心室半径及室壁厚度均，相同室内压,？,？,？,心肌肥大是最经济、持久有效代偿方式！,心室重塑 （ventricular remodeling）,代偿机制,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。,心肌肥大的不平衡生长,心肌肥大的4个阶段,2. 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,3. 肥大心肌表面积与重量之比降低， Ca2+内流,4. 单位体积心肌线粒体数目,5. 肌球蛋白ATP酶活性：V1 V3,1. 心肌交感神经分布密度,代偿机制,心脏以外的代偿,1.血容量增加,容量负荷,心输出量,心肌耗氧量,代偿机制,心脏以外的代偿,1.血容量增加,2.血液重分配,交感-肾上腺髓质系统兴奋,血液重新分配,急性或轻度心衰 有代偿意义,慢性或重度心衰代偿有限,代偿机制,心脏以外的代偿,1.血容量增加,2.血液重分配,线粒体增多,糖酵解增强,氧离曲线右移,3.组织利用氧的能力增强,4.红细胞增多,携氧增加,血流阻力增加,心力衰竭时机体的代偿,代偿机制-小结,心肌舒缩性,发病机制,心衰的基本机制：,心泵功能,2,cTnC indicates cardiac troponin C; MyBP-C, myosin binding protein-C.,发病机制,心肌舒缩的分子基础,发病机制,心肌舒缩的分子基础,兴奋收缩耦联 excitation-contraction coupling,心力衰竭的发病机制,发病机制,1.心肌收缩功能降低（主要机制）,心力衰竭的发病机制,心肌收缩相关的蛋白改变,发病机制,1.心肌收缩功能降低,心肌细胞死亡(necrosis),心肌细胞凋亡(apoptosis),Myocardial Infarction,. 心肌细胞数量减少,心力衰竭的发病机制,心肌收缩相关的蛋白改变,发病机制,1.心肌收缩功能降低,. 心肌细胞数量减少,. 心肌结构改变： 胎儿期基因过表达 肌原纤维排列紊乱 心室几何结构改变,心肌能量代谢过程,发病机制,ATP产生,ATP储存,ATP利用,有氧氧化,磷酸肌酸,钙瞬变,肌丝滑动,化学能,机械能,心肌能量代谢障碍,发病机制,缺血、缺氧,维生素B1缺乏,有氧代谢,×,ATP产生不足,心肌能量生成障碍,ATP减少引起收缩性减弱,肌球蛋白头部的ATP酶水解ATP,发病机制,？,离子泵失活,收缩蛋白、调节蛋白等功能蛋白更新,钙泵失活,钠泵失活,细胞内钙超载,Na/Ca交换,细胞内水肿,心肌挛缩、断裂,心肌能量代谢障碍 心肌能量储存障碍,发病机制,心肌能量代谢障碍,发病机制,心肌能量利用障碍,代偿状态时，V1增多;失代偿时，V3增多,心衰时肌球蛋白ATP酶活性,？,发病机制,人类衰竭心肌的ATP酶活性降低主要与肌球蛋白轻链-1（myosin light chain, MLC-1）以及肌钙蛋白T亚单位的胎儿同工型表达增多有关联。,心力衰竭的发病机制,心肌结构破坏,发病机制,1.心肌收缩功能降低,心肌能量代谢障碍,心肌兴奋-收缩耦联障碍,关键在于心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅速升高，,发病机制,心肌兴奋-收缩耦联过程,以及Ca2+与肌钙蛋白结合,正 常,心 衰,发病机制,外钙内流,肌浆网释钙,心肌兴奋-收缩耦联障碍,钙与肌钙蛋白结合,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,发病机制,. 肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,钙,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,发病机制,肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍,心衰时,肌浆网功能障碍的结果,发病机制,SR摄取Ca2+障碍,储存Ca2+,下次收缩 释放Ca2+ ,胞浆Ca2+ 不能迅速,心肌收缩 功能,心肌舒张 功能,线粒体内Ca2+,线粒体功能,ATP合成,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,发病机制,. 肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍,. Ca2+内流障碍,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,发病机制,受体,腺 苷 酸 环 化 酶,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,发病机制,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,发病机制,外Ca2+内流障碍,心衰时,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,发病机制,. 肌浆网摄取、储存&释放Ca2+障碍,. Ca2+内流障碍,. Ca2+与肌钙蛋白结合障碍,心肌兴奋时，胞浆Ca2+浓度迅速升高，,发病机制,Ca2+与肌钙蛋白结合,Ca2+与肌钙蛋白结合障碍,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,心衰时，SR释放Ca2+减少，胞浆Ca2+浓度不能迅速升高；,发病机制,Ca2+与肌钙蛋白结合障碍,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,心衰时，缺氧导致酸中毒，H+与Ca2+竞争肌钙蛋白（TnC）的结合位点；,发病机制,Ca2+与肌钙蛋白结合障碍,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,心衰时，肌钙蛋白表型改变，胎儿型TnC增多，后者对Ca2+的敏感性低。,发病机制,Ca2+与肌钙蛋白结合障碍,心肌兴奋-收缩耦联障碍的机制,兴奋-收缩偶联障碍,发病机制,心力衰竭的发病机制,心肌结构破坏,发病机制,1.心肌收缩功能降低,心肌能量代谢障碍,心肌兴奋-收缩耦联障碍,心力衰竭的发病机制,发病机制,1.心肌收缩功能降低,2.心室舒张功能障碍,心肌舒张性减弱（主动性舒张功能减弱）,心室顺应性降低（被动性舒张功能减弱）,压 力,容 积,心室压力-容积（P-V）曲线,发病机制,心室顺应性降低（被动性舒张功能减弱）,顺应性降低,顺应性正常,顺应性升高,顺应性降低机制,顺应性降低结果,心力衰竭的发病机制,发病机制,1.心肌收缩功能降低,2.心室舒张功能障碍,3.心脏各部分舒缩活动不协调,部分心肌收缩性减弱 部分心肌无收缩 部分心肌收缩性膨出 心脏各部收缩不协调,心肌收缩成分减少,心肌能量代谢障碍,心肌兴奋-收缩藕联障碍,心肌收缩功能降低,心室舒张功能障碍,心力衰竭,钙离子复位延缓,肌球-肌动蛋白复合体解离障碍,能量生成障碍,能量转化储存障碍,肌浆网钙离子转运障碍,胞外钙离子内流障碍,肌钙蛋白与钙离子结合障碍,能量利用障碍,心肌细胞数量减少,心肌结构改变,心室顺应性降低,心脏各部分舒缩活动不协调,发病机制-小结,Cardiac pump Dysfunction,Venous stasis,Low cardiac output,心力衰竭临床表现的病理生理基础,低输出量综合征,静脉淤血综合征,机体变化,一、心排血量减少,1. 心输出量 2. 心脏指数 3. 射血分数 4. 心室充盈受损：肺动脉楔压（PCWP） 中心静脉压（CVP） ,机体变化,（一）心脏泵血功能降低,（二）器官血流重新分配,动脉血压,急性心衰，BP，甚至发生心源性休克； 慢性心衰，代偿充分，BP正常。,二、静脉淤血,1. 体循环淤血 当CVP16cmH2O时，即出现体循环淤血征， 见于右心衰竭及全心衰竭。 2. 肺循环淤血 当PCWP18mmHg时，即出现肺循环淤血征， 见于左心衰竭。,机体变化,体循环淤血主要表现 颈静脉充盈或怒张 肝肿大及肝功能损害 胃肠道淤血所致的食欲不振等消化道症状 心性水肿,机体变化,右心衰竭临床表现的病理生理基础,机体变化,肺淤血、肺水肿,急性左心衰竭-急性肺水肿,肺顺应性 肺血管旁感受器受刺激 低氧血症、酸中毒 气道阻力,肺循环淤血主要表现 呼吸困难,呼吸困难,机体变化,左心衰竭时，呼吸困难的表现形式：,1.劳力性呼吸困难,机制：体力活动时，回心血量，肺淤血加重；心率 加快，耗氧量增多；缺氧、H+等刺激呼吸中枢。,2.端坐呼吸,机制：平卧时，下肢血液回流增多，水肿液吸收增多，肺淤血加重；膈肌上移，影响肺扩张。,3.夜间阵发性呼吸困难,机制：平卧导致肺淤血加重、肺扩张受限；入睡后，迷走神经兴奋性较高，支气管收缩；入睡后，呼吸中枢敏感性下降。,临床表现,75,左心衰竭临床表现的病理生理基础,防治原则,防治原发病、消除诱因 改善心脏舒缩功能 减轻心脏负荷 纠正水电解质酸碱失衡 同种异体心脏移植,防治原则,病例,病例,(1)病人的原发疾病是什么？引起心力衰竭的直接原因和诱因有哪些？简述其发生机制。,患者的原发疾病是风湿热。 引起心力衰竭的直接原因是：风湿性二尖瓣关闭不全合并狭窄(心尖区有明显的收缩期和舒张期杂音)所致的左心负荷过度，以及肺动脉高压(肺动脉第二音亢进)所致的右心室压力负荷过度，并在此基础上产生心肌过度肥大而使心肌收缩性能和舒张性能障碍。其发生机制与心肌结构破坏、心肌能量代谢障碍、心肌兴奋-收缩偶联障碍以及心脏舒张功能和顺应性异常等有关。 引起心力衰竭的诱因是感染。各种感染特别是上呼吸道感染是引起心力衰竭的最常见诱因。这是由于：感染时的发热可通过交感神经兴奋和代谢率增加，使心率加快，心肌耗氧量和心脏负荷增加；感染产生的内毒素可直接抑制心肌的舒缩功能；呼吸道感染时，可因气体交换障碍，引起缺氧，肺动脉收缩，肺血管阻力增高，加重右心后负荷。,(2)你认为病人发生了哪种类型的心力衰竭？有何根据？,该患者为全心衰竭(心界向两侧扩大) 。左心衰竭的根据主要是肺淤血、水肿所致的呼吸急促、半卧位，两肺有广泛的湿啰音等表现。右心衰竭的根据有：颈静脉怒张、肝脾肿大、腹水和下肢水肿，以及肝肾功能障碍。,患者先出现劳力性呼吸困难，于住院前一个月发生夜间阵发性呼吸困难，入院时已呈端坐呼吸(半卧位)。最后死亡原因是：由感染致使心力衰竭加剧 急性肺水肿 心、肺功能急性衰竭而死亡。,(3)该病人先后出现了哪些形式的呼吸困难？最后的死亡原因是什么？,病例,(4)根据该病人的病情，找出水肿发病机制中的依据。,病例,水肿发病机制中的依据： 1)钠、水潴留：心输量减少、腹水形成有效循环血量减少ADH和醛固酮分泌增加，同时因肝功能障碍对它们灭活亦减少，以致血浆ADH和醛固酮增加肾小管对钠、水重吸收增加；肾功能障碍(尿量减少) 肾排钠、水减少。 2)毛细血管流体静脉压升高：右心衰竭体循环静脉回流减少静脉压升高毛细血管内压升高组织间液生成增多。左心衰竭肺静脉回流障碍肺毛细血管流体静压升高肺水肿。以上两点是患者水肿的主要因素。另外，因体静脉压升高淋巴回流减少，肝功能障碍血浆白蛋白含量减少血浆胶体渗透压下降，长期缺氧(表现有杵状指、口唇青紫、嗜睡等) 微血管壁通透性增加等，对全身性水肿的发生也有一定的影响。,yhlinjmu.edu.cn,Thank you!,