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1、心力衰竭的发生机制心力衰竭的发生机制v一种病理生理过程而不是一种疾病一种病理生理过程而不是一种疾病v心血管疾病最常见的死亡原因心血管疾病最常见的死亡原因 英国：英国：4565岁岁 近近20年增加了年增加了1.5倍倍 65岁以上岁以上 近近20年增加了年增加了4倍倍 美国：每年心衰住院病人美国：每年心衰住院病人100万万 我国：我国：脑血管病、恶性肿瘤及心脏病为城脑血管病、恶性肿瘤及心脏病为城 镇居民的前三位死因，占总死亡数的镇居民的前三位死因，占总死亡数的60.3%60.3%v预后差：预后差：5 5年生存率仅年生存率仅50%50%，其恶性程度不低于癌，其恶性程度不低于癌 症及艾滋病症及艾滋病调
2、控心排出量的三个变量：调控心排出量的三个变量：心室充盈量心室充盈量 心肌舒缩活动的强度和速度心肌舒缩活动的强度和速度 心率心率 循环衰竭的概念循环衰竭的概念心力衰竭的概念心力衰竭的概念 由于由于心脏自身的泵血功能严重受损心脏自身的泵血功能严重受损，表现为心，表现为心排出量减少，不能满足组织的代谢需求，以及排出量减少，不能满足组织的代谢需求，以及神经神经体液调节活动异常体液调节活动异常的病理过程，称为心力衰竭。的病理过程，称为心力衰竭。原观点：原观点：心力衰竭是单纯的心脏工作性能低下引起的心力衰竭是单纯的心脏工作性能低下引起的血流动力学紊乱血流动力学紊乱9090年代初年代初(1992)(1992
3、)Packer MP Packer MP提出解释心力衰竭进展的神经提出解释心力衰竭进展的神经内分泌假说，认为心衰是内分泌假说，认为心衰是神经内分泌系统介导神经内分泌系统介导的的，涉及心、血管、肾、骨骼肌等许多器官、组，涉及心、血管、肾、骨骼肌等许多器官、组织的织的慢性全身性适应反应慢性全身性适应反应，其代价是，其代价是心脏重塑和心脏重塑和心功能进行性降低心功能进行性降低。第一节第一节 心脏泵血功能损害的适应和代偿机制心脏泵血功能损害的适应和代偿机制 心脏心脏对工作负荷增加及神经体液调节改变的适应对工作负荷增加及神经体液调节改变的适应 神经体液调节机制神经体液调节机制对心泵功能损害所引发的血流对
4、心泵功能损害所引发的血流 动力学稳态破坏趋势的适应动力学稳态破坏趋势的适应 组织组织(肾、骨骼肌等肾、骨骼肌等)对低灌流状态的适应对低灌流状态的适应 代偿代偿 失代偿失代偿一、心脏的代偿和适应一、心脏的代偿和适应迅速启动的代偿机制迅速启动的代偿机制(功能性调整功能性调整)缓慢持久的适应机制缓慢持久的适应机制(结构性改建结构性改建)心室负荷过心室负荷过重重神经体液调节神经体液调节机制激活机制激活心肌肥大心肌肥大心输出量心输出量 静脉回心血静脉回心血量量心肌收缩能心肌收缩能力力搏出量搏出量心率心率 1 1、动用心功能贮备、动用心功能贮备（1）增加前负荷，通过异长调节增加前负荷，通过异长调节(Sta
5、rling(Starling机制机制)使搏出量增加。使搏出量增加。神经体液调节机制神经体液调节机制 钠水潴留钠水潴留 容量血管收缩容量血管收缩 静脉回心血量静脉回心血量 心室舒张末容量心室舒张末容量(充盈压充盈压)LV充盈压：充盈压：56 1215mmHg肌小节：肌小节：1.71.9 2.02.2um 心肌细胞收缩强度心肌细胞收缩强度 ，搏出量，搏出量利：利：心肌固有的自身调节机制，快速、应急性调节心肌固有的自身调节机制，快速、应急性调节弊：弊：左室舒张末容量只能增加左室舒张末容量只能增加10%10%，代偿有限，代偿有限 充盈压的过度增加使充盈压的过度增加使静脉淤血加重静脉淤血加重；心腔半径增
6、大使收缩期室壁应力增加，导致心腔半径增大使收缩期室壁应力增加，导致心心肌耗氧量增大肌耗氧量增大；舒张末压升高和心肌静息张力增大，增加了心舒张末压升高和心肌静息张力增大，增加了心脏舒张期血液灌注阻力，可致脏舒张期血液灌注阻力，可致心内膜下心肌缺血。心内膜下心肌缺血。（2）心肌收缩能力增强，通过等长调节使心肌收缩能力增强，通过等长调节使搏出量增加搏出量增加 SNS EP、NE R 胞浆胞浆cAMP PKA 钙通道蛋白磷酸化钙通道蛋白磷酸化 Ca2i 升高速率和幅度升高速率和幅度 急性期，可维持心输出量和血流动力学稳态急性期，可维持心输出量和血流动力学稳态 慢性期，心肌收缩力降低及心肌对儿茶酚胺的慢
7、性期，心肌收缩力降低及心肌对儿茶酚胺的反应性降低，意义不大反应性降低，意义不大（3）心率加快心率加快SNS SNS 正性变时，正性变传导正性变时，正性变传导 HRHR 利：利：维持心输出量维持心输出量 弊：弊：HR HR 150 bpm 150 bpm HR HR 170 170180 bpm180 bpm 心肌耗氧量心肌耗氧量 ；冠脉血流冠脉血流临床应用：临床应用：阻滞剂阻滞剂，洋地黄，洋地黄2 2、心肌肥大与心室重构、心肌肥大与心室重构 由于心肌细胞、非心肌细胞及细胞外基质在由于心肌细胞、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，使心脏的结基因表达改变的基础上所发生的变化，
8、使心脏的结构、代谢和功能都经历了一个模式改建的过程，称构、代谢和功能都经历了一个模式改建的过程，称为心室重构（为心室重构（ventricular remodeling）,或心肌改建或心肌改建（myocardial remodeling）。）。心肌肥大心肌肥大 心肌细胞表型改变心肌细胞表型改变 非心肌细胞及非心肌细胞及细胞外基质改建细胞外基质改建（1 1）心肌肥大心肌肥大 肥大：功能负荷增加导致器官大小的比值增大肥大：功能负荷增加导致器官大小的比值增大 心肌细胞体积增大伴非心肌细胞及细胞外基质相心肌细胞体积增大伴非心肌细胞及细胞外基质相应增多所致的心室重量或（和）室壁厚度增加。应增多所致的心室重
9、量或（和）室壁厚度增加。在细胞水平在细胞水平 心肌细胞体积增大心肌细胞体积增大（myocyte hypertrophymyocyte hypertrophy）在组织水平在组织水平 心肌质量增加心肌质量增加（myocardial hypertrophymyocardial hypertrophy）压力超负荷性心肌肥大（向心性）压力超负荷性心肌肥大（向心性）容量超负荷性心肌肥大（离心性）容量超负荷性心肌肥大（离心性）利：利：适应室壁应力的变化并最终使室壁应力适应室壁应力的变化并最终使室壁应力“正常正常化化”。LaplaceLaplace定律，定律，S=pr/2h S=pr/2h 弊：弊：向心性肥大
10、可致心肌缺血及舒张功能异常，而离向心性肥大可致心肌缺血及舒张功能异常，而离心性肥大可致功能性二（三）尖瓣返流及收缩功能异心性肥大可致功能性二（三）尖瓣返流及收缩功能异常；常；由于心肌细胞表型改变及间质胶原增生，肥大心由于心肌细胞表型改变及间质胶原增生，肥大心肌最终会由于继发的舒缩功能降低而走向衰竭，两类肌最终会由于继发的舒缩功能降低而走向衰竭，两类心肌肥大都会转向进行性心腔扩大。心肌肥大都会转向进行性心腔扩大。（2）心肌细胞表型（心肌细胞表型（phenotypephenotype）改变）改变 由于所合成的蛋白质的种类变化所致的心肌由于所合成的蛋白质的种类变化所致的心肌细胞细胞“质质”的改变的改
11、变主要机制：同工型转换主要机制：同工型转换(isoform switches)(isoform switches)正常基因的表达改变（失活或活化）正常基因的表达改变（失活或活化）胎儿期基因被激活胎儿期基因被激活 某些基因表达受到压制某些基因表达受到压制 某些基因表达过度、缺失或突变某些基因表达过度、缺失或突变 如：线粒体基因（如：线粒体基因（mtDNAmtDNA）与核基因（与核基因（nDNAnDNA）成分成分 变化变化 mRNAmRNA水平水平 蛋白质水平蛋白质水平 心肌肌球蛋白重链心肌肌球蛋白重链 心肌肌球蛋白重链心肌肌球蛋白重链 肌球蛋白轻链肌球蛋白轻链1 1 胚胎胚胎/心房型心房型 心室
12、型心室型利钠多肽利钠多肽 肾上腺素受体肾上腺素受体型胶原前胶原蛋白型胶原前胶原蛋白 型胶原前胶原型胶原前胶原蛋白蛋白.意义：意义：v 正常功能改变正常功能改变 v 通过分泌的细胞因子和局部激素而相互作用，通过分泌的细胞因子和局部激素而相互作用，进一步促进细胞生长、增殖及表型改变，从而使进一步促进细胞生长、增殖及表型改变，从而使细胞器发生了在蛋白质水平的变化。细胞器发生了在蛋白质水平的变化。v 新近新近(1999)(1999)发现有些基因突变对机体是有利发现有些基因突变对机体是有利的，的，如：如：一磷酸腺苷脱氨酶一磷酸腺苷脱氨酶-I(AMPD-I)-I(AMPD-I)基因突变基因突变 （3）非心
13、肌细胞增生及）非心肌细胞增生及细胞外基质改建细胞外基质改建非心肌细胞（非心肌细胞（占细胞总数的占细胞总数的2/32/3 ）：）：成纤维细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞成纤维细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞细胞外基质（细胞外基质（ECMECM）：）：结构糖蛋白、蛋白多糖和糖胺聚糖结构糖蛋白、蛋白多糖和糖胺聚糖 最主要的是纤维状的最主要的是纤维状的I I型和型和型胶原型胶原 机械负荷机械负荷多潜能间质成纤维细胞多潜能间质成纤维细胞 心脏成纤维细胞心脏成纤维细胞 化学信号化学信号 表达生长因子及其受体，促增殖表达生长因子及其受体，促增殖 表达表达-SMA-SMA和粘附分子使其能迁移、收缩；和粘附分子使其
14、能迁移、收缩；表达组织蛋白酶表达组织蛋白酶D D参与局部参与局部RASRAS激活激活 分泌大量胶原及分泌大量胶原及ECMECM其它成分其它成分，调控胶原酶，调控胶原酶 的活性，促使胶原网络的生化改建及结构改建的活性，促使胶原网络的生化改建及结构改建利：利：早期早期 型胶原型胶原 侧向连接侧向连接 伸展性及回弹性较好，对于心肌细胞肥大及伸展性及回弹性较好，对于心肌细胞肥大及肌束组合的重新排列十分有利肌束组合的重新排列十分有利 后期后期 I I型胶原型胶原 与心肌束平行排列与心肌束平行排列 可提高心肌的抗张强度，防止在室壁应力过可提高心肌的抗张强度，防止在室壁应力过高的情况下，心肌细胞侧向滑动而造
15、成的室壁变高的情况下，心肌细胞侧向滑动而造成的室壁变薄和心腔扩大。薄和心腔扩大。弊：弊：心肌的僵硬度增大，心肌的僵硬度增大，心肌收缩的内阻力增大心肌收缩的内阻力增大 妨碍血管扩张和血流量增加妨碍血管扩张和血流量增加 （4 4）心肌改建的细胞和分子机制）心肌改建的细胞和分子机制 刺激心肌肥大和改建的信号及其整合刺激心肌肥大和改建的信号及其整合 机械信号机械信号 刺激信号刺激信号 化学信号化学信号 代谢信号代谢信号 跨膜信号传递：跨膜信号传递：化学信号化学信号 受体受体 蛋白激酶（蛋白激酶（PKCPKC）机械信号机械信号 刺激生长因子释放刺激生长因子释放 激活应力感受器激活应力感受器 细胞骨架细胞
16、骨架即刻早期反应基因即刻早期反应基因(immediate early gene)(immediate early gene)激活：激活：v 3030分钟内作为原癌基因的即刻早期基因分钟内作为原癌基因的即刻早期基因(如如c-c-fosfos,c-,c-mycmyc,c-,c-junjun,egregr1 1及及c-c-rasras)激活；激活；v 6 61212小时，胎儿期表达的基因重新激活小时，胎儿期表达的基因重新激活(如如MHC)MHC)，而相应的成年心脏表达的一些基因部分失，而相应的成年心脏表达的一些基因部分失活活(如如-MHC)-MHC)，导致同工型转换；，导致同工型转换；v 12122424小时，无同工型转换的固有基因上调小时，无同工型转换的固有基因上调（如肌球蛋白轻链（如肌球蛋白轻链-2-2、心肌肌动蛋白）；心肌肌动蛋白）；v 2424小时后，心肌细胞内蛋白质及小时后，心肌细胞内蛋白质及RNARNA总量增加，总量增加，细胞体积开始增大。细胞体积开始增大。肥大性反应肥大性反应牵拉牵拉Ang 蛋白质合成蛋白质合成蛋白质含量蛋白质含量DNA合成合成即刻早期基因表达（即刻早期基因表达
