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1、充血性心力衰竭的基础研究,陈 鹏 广州中医药大学08级博士,心脏的超微结构,了解心脏的超微结构及舒缩机制，对于阐明心肌的生理特性，解释心力衰竭的发生机制，认识某些强心剂的药理作用等等，都有重要意义。,心脏的超微结构,心肌由心肌纤维组成。每一条心肌纤维含有许多心肌细胞，表面盖有肌层。心肌的收缩细胞有闰盘互相连接呈网状。在肌膜下有肌浆、肌原纤维、细胞核等。肌浆内含有线粒体、肌浆网、溶酶体等（见下图）。,心脏的超微结构,1、短圆柱形，有分枝，由闰盘连接成心肌纤维网。 2、核卵圆形，单个，偶见双核，位于中央.,心脏的超微结构,（一） 肌膜 即心肌细胞膜，包绕在心肌细胞外面，其包括： 基膜,1、在心肌细
2、胞外，保护心肌细胞。,2、心肌细胞兴奋时ca2+经基膜进入 细胞内，参与兴奋-收缩偶联。,质膜：在内层，其上面镶嵌能选择性通过的 离子通道及能主动转运的离子泵。,心脏的超微结构,（二）肌原纤维 心肌细胞中含有大量密集纵向排列的肌原纤维，它纵贯心肌细胞并插入闰盘中，是心肌收缩的基本结构单位。这些与细胞长轴平行的的肌原纤维被无定形的横隔（z线）分割成许多重复的单位，称肌节。肌节是心肌收缩的功能单位。,心脏的超微结构,心脏的超微结构,1、肌球蛋白 是粗肌丝的主要组成部分，每条 粗肌丝内含有百万个肌球蛋白分子。其头部有一膨大部分横桥: 能与细肌丝上的结合位点发生可逆性结合; 具有ATP酶的作用。,心脏
3、的超微结构,2、肌动蛋白 是细肌丝的主要成份，与向肌球蛋白及肌钙蛋白构成细肌丝。许多球型的肌动蛋白构成的多聚体，系两个链扭成的双螺旋状结构，具有粘合剂作用。在两个肌动蛋白链的沟槽中，有向肌球蛋白作为基质。它们蜷曲在一起，形成细肌丝。,心脏的超微结构,心脏的超微结构,3、向肌球蛋白 位于两条肌动蛋白链之间的沟槽内，与肌动蛋白紧密连在一起。 作用：抑制肌球蛋白和肌动蛋白的相互作用，即阻断粗肌丝的横桥与细肌丝接触搭桥。从而对肌肉的收缩发生调节作用。,心脏的超微结构,4、肌钙蛋白 位于细肌丝上，每隔40nm出现一个，与向肌球蛋白相接触，两个形成一个复合体。有三个不同性质的亚单位： 钙受体（Tnc）：与
4、钙离子亲和力强。 抑制亚单位（ TnI ）:具有抑制肌球蛋白与肌动蛋白相结合的作用。抑制肌球蛋白的ATP酶活性。 向肌球蛋白亚单位（ TnT）:和向肌球蛋白亲和力强，与其结合成复合体。,心脏的超微结构,心脏的超微结构,（三）横管系统和肌浆网 横管系统:肌细胞膜从表面横向伸入肌纤维内。 部的膜小管系统。也是在z线处凹陷折入细胞内。 肌浆网 纵小管 终池或钙池或侧囊,小管网,三联体或二联体：是将电变化和机械变化连接 来的关键机构。,心脏的收缩与舒张机制,心室充血 心肌被动舒张,兴奋传到心肌 细胞心肌除极化,钙通道开放细胞外ca2+进入 肌浆网释放储存的ca2+,胞内游离 的ca2+增加,Ca2+与
5、肌钙蛋白结合 细肌丝反应位点暴露,粗肌丝头端与反应 位点结合-横桥形成,粗肌丝头端ATP 酶被激活释放能 量-横桥连续摆动,细肌丝滑 入粗肌丝 肌节缩短,Na+-Ca2+交换、钙 泵运转，Ca2+排出 胞质、储入肌浆网,横桥断开 肌钙蛋白复位,细肌丝复位 心肌主动舒张,钙离子在心肌舒缩中的作用,1、细胞外的钙离子浓度高出细胞内约2万倍，因为钙离子不能自由通过细胞膜。 2、在兴奋-收缩中起作用的是胞内游离的钙离子，其约占胞内钙离子浓度的0.1。 3、心肌细胞内的游离的钙离子稳态受两个互相依赖的循环调节：细胞质和细胞外液的间的ca2+循环；细胞质ca2+和肌浆网内储存的ca2+之间的循环。,钙离子
6、在心肌舒缩中的作用,心肌细胞膜的钙转运系统 1、钙通道：分为L通道T通道 2、钠离子-钙离子交换蛋白 3、细胞膜的钙泵（ca2+-ATP酶）,钙离子在心肌舒缩中的作用,心肌肌质网钙转运系统 1、肌质网的钙释放通道：雷诺亭受体（Ryanodine receptor,RyR） 2、肌质网钙泵 3、肌质网内的钙结合蛋白,心力衰竭的原因及诱因,（一）心力衰竭的原因 1、心肌伤失及间质的异常 2、心脏负荷过度及机械异常 3、心脏的激动形成及传导障碍,心力衰竭的原因及诱因,（二）心力衰竭的诱因 1、感染 2、体力过度和情绪激动以及气候变化 3、妊娠和分娩 4、药物影响以及输液不当 5、出血及贫血 6、电解
7、质紊乱及酸碱平衡失调 7、心律失常,心衰时的代偿与失代偿,1、Frank-Starling定律 2、神经内分泌的激活 A类： 儿茶酚胺、血管紧张素、血管加压素、内皮素等。（收缩血管，增加心肌收缩力，加快心率，钠水潴留等） B类：利钠肽、NO、前列腺素、肾上腺髓质素等。（扩张血管，排钠利尿，抑制肾素等）,心衰时的代偿与失代偿,3、心率加快 4、心肌肥厚 5、外周循环和组织代谢的改变 综上所述，心衰时的各种代偿机制都有双面性，既有代偿有利的一面，又有失代偿不利的一面，且后者随着代偿的超限和心衰的发展逐渐成为促进心衰恶化的危险因素。,心肌舒张和收缩功能减低的机制,一、收缩功能的减低 （一）心肌收缩成
8、份减少 1、心肌细胞的坏死 2、心肌细胞的凋亡 3、肥厚心肌中的收缩成分减少,心肌舒张和收缩功能减低的机制,（二）心肌结构的改变。如肥厚心肌中间质网络过度生长使心肌纤维化，僵硬度增加。 （三）心肌能量代谢的障碍 1、心肌缺血、缺氧与能量底物供应不足 2、线粒体能量利用障碍 3、心肌细胞能量储存障碍 4、心肌细胞能量利用障碍,心肌舒张和收缩功能减低的机制,（四）兴奋-收缩偶联障碍 1、心肌细胞钙离子转运障碍 2、肌钙蛋白。如酸中毒时H+浓度升高，使肌钙蛋白和ca2+的亲和力降低， 而H+可竞争ca2+与肌钙蛋白结合。,心肌舒张和收缩功能减低的机制,二、心肌舒张功能障碍 （一）心肌主动舒张障碍 心肌将胞质中的ca2+储存入肌质网和转运到细胞外都是耗能的过程，同时需肌球蛋白头部ATP结合点重新结合ATP，方能引起构型改变使横桥解离。因而凡是影响心肌能量生成的因素，必将影响主动舒张过程。 （二）心肌的顺应性降低，也是心肌的僵硬度增加。,心肌舒张和收缩功能减低的机制,（三）心室壁的舒缩不协调 （四）心肌的过度肥厚使心肌的舒缩性降低。 （五）心肌顿抑和心肌冬眠,心力衰竭的治疗,谢谢,