心力衰竭的病理生理课件.ppt

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1、心功能不全,心血管疾病,心血管疾病,目 录,心脏的收缩和(或)舒张功能发生障碍,心力衰竭的概念,（Concept of heart failure）,心功能不全:各种原因导致心脏泵血功能降低。 包括心脏泵血功能下降但处于完全代偿直至失代偿的整个过程。,心力衰竭 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。,第一节 心力衰竭的病因与诱因,一、病因,（一）原发性心肌舒缩功能障碍,原发性弥漫性心肌病变,能量代谢障碍,（二）心脏负荷过度,压力负荷过度 左：高血压，主动脉病变 右：肺动脉高压 容量负荷过度 左：主动脉瓣和二尖瓣关闭不全 右：肺动脉瓣和三间瓣关闭不全,二、诱因,（一）感染,发热时

2、，代谢增加，加重心脏负荷；心率加快，既加剧心肌耗氧，又通过缩短舒张期降低冠脉血液灌流量而减少心肌供血供氧；内毒素直接损伤心肌细胞；若发生肺部感染，则进一步减少心肌供氧。,（二）酸碱平衡及电解质代谢紊乱,酸中毒 H+与肌钙蛋白结合 抑制肌浆网释放Ca2+高钾血症,（三）心律失常 房室协调性紊乱，导致心室充盈不足，射血功能障碍；舒张期缩短，冠脉血流不足，心肌缺血缺氧；心率加快，耗氧量增加，加剧缺氧。,（四）妊娠与分娩,血容量增加,(五) 其他 过度劳累、情绪激动、输液输血过多过快、贫血、洋地黄中毒等均可诱发心力衰竭,一、 根据心力衰竭的发病部位,左心衰竭右心衰竭全心衰竭,第二节 心力衰竭分类,二、

3、 根据心力衰竭的发生速度,急性心力衰竭 (acute heart failure) 慢性心力衰竭 (chronic heart failure),三、 根据心输出量的高低分,低输出量性心力衰竭 (low-output heart failure)高输出量性心力衰竭 (high-output heart failure),低输出量型心衰,高输出量型心衰前,高输出量型心衰,正常心输出量,正常人,四、按心肌收缩与舒张功能障碍分类,收缩性心力衰竭 冠心病、心肌病 舒张性心力衰竭心室松弛性和顺应性降低，使心室舒张和充盈能力减弱 高血压伴左室肥厚、肥厚性心肌病,轻度心力衰竭：安静或轻体力活动时可不出现心力

4、衰竭 的症状和体征。 中度心力衰竭：轻体力活动时出现心力衰竭的症状和 体征。 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。,五、 根据心力衰竭的严重程度分,一、神经-体液调节机制激活,交感肾上腺髓质系统激活心率增快、心肌收缩力增强、心输出量增加,肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活钠水潴留、回心血量增加,第三节 心功能不全时机体的代偿,压力感受器效应：心输出量动脉血压主动脉弓和颈动脉窦心迷走 交感 容量感受器效应：心力衰竭心房淤血容量感受器交感神经化学感受器效应：缺氧心率,（一）心率加快,二、心脏本身的代偿方式,心率加快的机制：,心率加快的意义：,动员迅速，见效快迅速，贯穿始终； 一定

5、程度的心率加快可以增加心输出量；,代偿作用局限。当心率过快时（180次/分）增加心肌耗氧缩短心脏舒张期，心脏充盈不足、冠脉血流量减少。,（二）心脏紧张源性扩张,Frank-Starling定律,（三） 心肌收缩性增强,不依赖于心脏前后负荷改变的心肌本身收缩特性以等容收缩期单位时间内左心室内压上升的最大速率来表示受神经-体液因素的调节,（四） 心室重塑,是心室在长期容量和压力负荷增加是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。,心肌重塑（myocardial remodeling） 由于心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质在基因表达改变的基础上所发生的变化，使心脏的结构、代谢和功能经

6、历的模式重塑过程。,1.心肌细胞重塑,（1）心肌肥大向心性肥大（concentric hypertrophy）在长期压力负荷作用下，心肌纤维呈并联性增生。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（2）心肌细胞表型改变 蛋白质种类发生变化：如出现胎儿型蛋白质，或同共型蛋白质之间的转换 2.非心肌细胞及细胞外基质的变化,心肌组织中的胶原：型胶原和型胶原胶原增加使心肌顺应性降低,二、心外代偿,（一）血容量增加（Blood volume increase）,肾小球滤过率降低肾小管重吸收钠水增加,肾血流重新分布： 肾小球滤过分数增加： 促进钠水重

7、吸收的激素增多， 抑制钠水重吸收的物质减少,（二）血流重分布（Redistribution of blood） 肾血管收缩明显，血流量显著减少，其次是皮肤和肝,（三）红细胞增多（Increase of red blood cells）,（四）组织细胞用氧能力增强（Increased use of oxygen） 细胞线粒体中呼吸链酶的活性增强，线粒体的数量增多，,第四节 心力衰竭的发病机制,一、正常心肌舒缩的分子基础 收缩蛋白 肌球蛋白 肌动蛋白,收缩蛋白的病理损害： 缺血、缺氧、毒物使其变性，功能丧失 过度肥大心肌肌球蛋白头部的ATP酶活性降低,调节蛋白原肌球蛋白，肌钙蛋白缺血、缺氧、毒物使

8、其变性坏死H+与Ca2+竞争与肌钙蛋白结合，阻断兴奋收缩耦联,Ca2+ 酸中毒、能量缺乏、膜和通道的破坏影响Ca2+转运,ATP 生成减少或利用障碍,心肌兴奋收缩耦联,心肌收缩性减弱心肌舒张功能障碍 心脏各部舒缩活动的不协调性,一、心肌收缩性减弱,（一）收缩相关蛋白质的破坏,缺血、缺氧感染、中毒,心肌细胞坏死,收缩蛋白分解破坏,氧化应激细胞因子钙超载线粒体功能异常,心肌细胞凋亡,（二）肥大心肌收缩成分相对减少,（三）心肌排列改变,（二）心肌能量代谢紊乱,能量生成障碍 最常见的原因: 心肌缺血缺氧,肌球蛋白ATP酶同工酶有三种: V1 (): 活性最高 V2 (): 活性次之 V3 (): 活性

9、最低,过度肥大的心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降，原因是 V1 型转变为 V3 型。,1）ATP水解供能减少； 2）Ca2+转运异常3）细胞内Na+堆积； 4）收缩蛋白合成障碍,能量利用障碍,能量储备减少,（三）心肌兴奋-收缩耦联障碍,心肌兴奋、收缩耦联的过程即是心肌细胞的电活动转变为机械活动的过程，Ca2+起着至关重要的中介作用。,1. 肌浆网Ca2转运功能障碍,肌浆网Ca2+摄取能力 心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网 Ca2+泵活性减弱。收缩后的心肌不能充分舒张，影响心室充盈,肌浆网Ca2+储存量 心力衰竭时线粒体摄取Ca2+增多，不利于肌浆网的钙储存。心肌收缩力减弱,肌浆网Ca2+

10、释放量 心衰时Ry receptor蛋白及其mRNA均减少,2. 胞外Ca2+内流障碍,1,2,钙离子内流的两条途径：,两种钙通道：,交感神经兴奋,Na+ -Ca2+交换体,在膜内电位为正时打开作用方向：3个Na+向外1个Ca2+向内,心衰时Ca2+内流受阻原因 内源性儿茶酚胺减少，肥大的心肌细胞膜-受体密度相对减少， Ca2+通道受阻 酸中毒： 降低跨膜电位 降低受体对儿茶酚胺敏感性 胞外K+竞争性抑制Ca2+内流,3.肌钙蛋白结合Ca2+ 障碍心肌缺血时， H+增多H+与肌钙蛋白亲和力较Ca2+大肌浆网对Ca2+亲和力增大,（四）病理性心肌肥大向衰竭的转化,心肌重量的增加与心功能增强不成比

11、例心肌生长速度与交感神经肥大心肌细胞与线粒体肥大心肌与毛细血管肥大心肌肌球蛋白ATP酶活性降低肥大心肌肌浆网Ca2+处理障碍,三、心肌舒张功能障碍,心脏舒张功能异常与心衰的关系妨碍心脏舒张充盈，减弱Starling效应影响冠脉舒张期灌流导致肺淤血、肺水肿，妨碍肺部气体交换,Ca2+复位延缓 Ca2+泵活性降低肌球肌动蛋白复合体解离障碍,心室舒张势能减少, 收缩末期心室构型改变产生舒张势能 主动脉瓣关闭后，主动脉与室壁的压力差使冠脉充盈,ventricular compliance 是心室在单位压力变化下所引起的容积变化。其倒数是心室僵硬度。 扩张受限，影响心室充盈 舒张末压力增大导致肺淤血,心

12、室顺应性降低：室壁增厚、纤维化,四、心脏各部舒缩活动的不协调性,1、心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性2、同一心室心肌梗死区域性分布，导致心室活动不协调,第五节 心功能全时临床表现的病理生理基础,心输出量不足,肺循环淤血,体循环淤血,(一)呼吸困难,劳力性呼吸困难,端 坐 呼 吸,夜间阵发性呼吸困难,一、肺循环淤血,轻度心力衰竭患者，仅在体力活动时出现呼吸困难，休息后消失,重症心力衰竭患者，在安静时感到呼吸困难，甚至不能平卧位，故必须采取端坐位或半卧位方可减轻呼吸困难程度,左心衰竭特别是已经发生端坐呼吸的患者，常在入睡后突然感到气闷而惊醒，并立即作起喘气和咳嗽,劳力性呼吸困难发生的机制,体力

13、活动时，回心血量增多，加重肺淤血；肺顺应性降低通气做功增加，呼吸困难； 心率加快，使心脏舒张期缩短，由肺回流到左心室的血量减少，加重肺淤血；需氧量增加，但因心力衰竭时机体缺氧，CO2潴留，刺激呼吸中枢，使呼吸加深加快，出现气急。,端坐呼吸发生的机制,.端坐位时，受重力影响,机体下端血流回流减少，减轻肺淤血和水肿；膈肌下移，使胸腔容积变大，肺容易扩张； 下肢水肿液吸收入血减少，使血容量降低，减轻肺淤血。,夜间阵发性呼吸困难发生的机制,平卧位时下半身静脉回流增多，而且下肢水肿液回流入血增多，加重肺淤血、水肿； 入睡后迷走神经兴奋性升高，使支气管收缩，气道阻力增大；熟睡时神经反射敏感性降低，只有当肺

14、淤血比较严重时，动脉血氧分压降到一定水平后，才能刺激呼吸中枢，引起突然发作的呼吸困难。,（二）肺水肿,1、肺毛细血管压升高,2、肺毛细血管壁通透性增高,二、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,三、心输出量不足,（一）心脏泵血功能降低,射血分数 (ejection fraction, EF)降低 每搏输出量与心室舒张末期容积的比值。,心输出量 (cardiac output, CO)减少 心脏指数 (cardiac index,CI) 降低 是指单位体表面积的每分心输出量。,（二）器官血流量重新分配1.动脉血压的变化2.器官血流重新

15、分配 主要表现：皮肤苍白或发绀；疲乏无力；尿量减少；心源性休克,一、积极防治原发病，消除诱因二、调整神经-体液系统失衡及干预心室重塑三、减轻心脏前后负荷四、改善心脏舒缩功能五、改善心肌的能量代谢,第六节 心功能不全防治的病理生理基础,患者女性，53岁，农民，1991年7月27日入院。心慌、气短16年，近10天加重，伴有发热，咳痰，呕吐。,22年前曾患风湿性心脏病，无肾炎、肝炎、结核等病史，无过敏史。体检：体温39，脉搏116次/分，呼吸28次/分，血压13.3/9.3kPa（100/70mmHg）。发育正常，营养欠佳，声音嘶哑，呼吸急促，端坐位，口唇发绀，眼睑水肿，咽部红肿，扁桃体肿大，颈静脉

16、怒张，四肢末端轻度发绀，两肺散在大小水泡音及痰鸣音，心尖搏动在左第五助间锁骨中线外1.5cm，心界向左扩大，心率120次/min，节律不整，心音强弱不等，心尖部可闻及收缩期吹风样杂音及舒张期隆隆样杂音。,肝肋下3.2cm，剑突下4.5cm，质地中等，触痛明显。肝颈静脉回流实验阳性，脾在肋下2.5cm，腹部移动性浊音阳性，双下肢凹陷性水肿（+）。,实验室检查：RBC 4.801012/L，WBC 12.8109/L，中性细胞 85、嗜酸性细胞2、淋巴细胞13，Hb110g/L，血小板80109/L。血沉 26mm/h，抗“O”500单位。 PaO210.8kPa（81mmHg），PaCO28kP

17、a（60mmHg），HCO3-23mmol/L，BE-6mmol/L，pH7.23。尿蛋白（+），尿比重1.025，血钾6.6mmol/L，非蛋白氮（NPN）46mmol/L。心电图显示异位节律，T波高尖，ST段下移，两心室肥厚。X线显示两肺纹理增粗，双肺散在大小不等、模糊不清的片状阴影，心脏向两侧扩大，肺动脉段突出。,入院后经强心、利尿、抗感染等综合治疗，症状稍有改善。但于次日晚10时，患者病情突然加重，胸痛，呼吸极度困难，咳出大量粉红色泡沫样痰，两肺中下部有密集的中小水泡音，全肺可闻哮鸣音，心律呈奔马律。体温 38，血压6.1/1.9kPa（46/14mmHg）。立即进行抢救，6h后，患者

18、皮下及注射部位出现片状紫斑与点状出血，恶心，呕吐，吐出多量咖啡样液体，测得凝血酶原时间延长，血浆鱼精蛋白副凝实验阳性，血小板40109/L。抢救无效死亡。,1.找出病理过程，分析其主要发生机制。 2.分析各病理生理学改变之间有何关系。,该例病人因感冒，继发细菌感染，使风湿性心脏病发作，心力衰竭加重，相继发生了发热、水肿、心律失常、心力衰竭，急性呼吸功能损伤继而衰竭、呼吸性酸中毒合并代谢性酸中毒、高钾血症、功能性肾功能障碍、低氧血症，最终以休克、DIC和急性肺水肿而死亡。,该病例病理生理学改变的发生发展过程大致如下：感染导致发热、同时损伤心功能，引起心力衰竭，心衰使静脉回流受阻，导致肺部淤血加重，发生全身水肿。发热、呼吸功能受损、心力衰竭引起缺氧和二氧化碳排出障碍，导致代谢性酸中毒合并呼吸性酸中毒发生。心力衰竭，心输出量减少，致使肾血流量减少，导致功能性肾功能衰竭，进而加重全身水肿。酸中毒和肾衰是引起高钾血症的主要原因。由于DIC的发生，加重心衰，诱发急性肺水肿，继而发生休克，使病理变化过程进入恶性循环阶段，导致病人死亡。,