病理生理第15章-心力衰竭

1、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、,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,A

7、TP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

8、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

9、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

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