病理生理学课件（石磊）心功能不全本科病例 15.ppt

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1、,开始上课了,同学们好,心功能不全,全国高等医学院校规划教材 病理生理学(案例版）,病理生理学教研室 刘 巍,心 功 能 不 全,病因、诱因与分类,代偿反应及其意义,发生机制,功能和代谢变化,防治原则,目 录,心泵功能,让我们通过计算来更加形象的认识一下心脏的重要性,假定人心脏跳动70次/分、70毫升/次，平均寿命有70岁，我们来计算一下，一生心脏跳动 次，泵血 升,心泵功能,让我们通过计算来更加形象的认识一下心脏的重要性,假定人心脏跳动70次/分、70毫升/次，平均寿命有70岁，我们来计算一下，一生心脏跳动25.75亿次，泵血1.81亿升,2,575,440,000,180,280,800,

2、25.75亿,1.81亿,心脏是一个强壮的、不知疲倦、努力工作的强力泵。,心血管疾病,中国：1998年，260万人死于心血管疾病 （13分钟死一人） 北京：1984 1999年3544岁死于心梗增154%， 77%归罪于胆固醇增高。 2004年，卫生部报告1.6亿血脂异常,Life style: (1)Eating (2)Car (3)Physical exercise,心血管疾病,心脑血管疾病,人类“第一杀手”,心力衰竭,在各种致病因素的作用下，心脏的收缩和/或舒张功能发生障碍，使心输出量绝对或相对下降，以至不能满足机体代谢需要的病理生理过程或综合征称为心力衰竭（heart failure)

3、。,概 念,心功能不全与心力衰竭,心功能不全,代偿阶段,失代偿阶段,心力衰竭,发病学的本质是相同的,收缩性,前负荷,后负荷,每搏输出量,心输出量,第1节 心衰病因、诱因及分类,一、病 因,心肌舒缩功能障碍,心肌结构损害,代谢异常,心脏负荷过重,容量负荷过重 （前负荷）,压力负荷过重 （后负荷）,第1节 心衰病因、诱因及分类,前负荷过重 后负荷过重,左心 主动脉瓣关闭不全 主动脉瓣狭窄 二尖瓣关闭不全 高血压,右心 肺动脉瓣关闭不全 肺动脉瓣狭窄 三尖瓣关闭不全 肺动脉高压,全心 高动力循环状态 血液粘性增大,心脏负荷过度,二、诱 因,1、各种感染,2、酸碱平衡及电解质代谢紊乱,3、心率失常,4

4、、妊娠与分娩,5、治疗措施不当,凡能引起心肌供 血减少、耗氧增 加、收缩性减弱 以及心脏负荷增 加的因素均可诱 发心衰。,感染,发热,代谢率,心脏负荷,心率,心肌耗氧率影响冠脉血流,内毒素,抑制心肌舒缩功能,肺血管阻力呼吸功能障碍,1各种感染,呼吸道感染,二、心衰诱因,H+,竞争性抑制Ca2+与肌钙蛋白结合,抑制Ca2+内流和肌浆网的释放Ca2+,抑制肌球蛋白ATP酶的活性,K+,抑制Ca2+内流,导致心律失常,2电解质及酸碱平衡紊乱,二、心衰诱因,小于40次/分,心输出量,心率过快,心肌耗氧量，冠脉灌流,心脏房室活动不协调,心律失常,3心律失常,大于150次/分,二、心衰诱因,妊娠,血容量,

5、心脏负荷,精神紧张、腹压,分娩,心脏负荷,临产期可增加20%,4妊娠与分娩,二、心衰诱因,劳累、紧张、激动、贫血、大量快速输液、洋地黄中毒、甲状腺功能亢进等。,二、心衰诱因,5其它,三、心力衰竭分类,（一）根据病情严重程度,1.轻度心力衰竭 2.中度心力衰竭 3.重度心力衰竭,（二）按起病及病程发展速度,1.急性心衰 如:心肌梗死、心肌炎 2.慢性心衰 如:高血压、心瓣膜病等,（三）按心输出量的高低,1.低输出量性心力衰竭 2.高输出量性心力衰竭,（四）按心力衰竭的发生部位,1.左心衰竭 2.右心衰竭 3.全心衰竭,（五）按心肌收缩与舒张的障碍,1.收缩功能不全性的心力衰竭 2.舒张功能不全性

6、的心力衰竭,根据心力衰竭病情严重程度 轻度心力衰竭：代偿完全处于一级或二级心功能状态 中度心力衰竭：代偿不全，心功能三级 重度心力衰竭：完全失代偿，心功能四级,1. NYHA 心功能分级法 （New York Heart Association）,2. 美国ACC/AHA心力衰竭分期法,（四）分期,6分钟步行试验,小于150米 重度心功能不全 150425米 中度心功能不全 426-550米 轻度心功能不全,低输出量 型心衰,高输出量 型心衰前,高输出量 型心衰,正常人,正常心输出量,（三）按心输出量高低分为：,心排血量升高,甲亢、贫血、VB1缺乏、动静脉瘘等,1、 心排血量降低,2、冠心病、

7、心肌梗死、心肌炎等,3、不能满足机体需要,不能满足机体需要,肺循环淤血 冠心病、 心肌病、 高血压、 主动脉及二尖瓣关闭不全。,体循环淤血 肺栓塞、 肺动脉高压、 慢阻肺、 法洛四联症 肺动脉及三尖瓣关闭不全。,心排出量减少 风湿性心肌炎、 严重贫血、 大面积心肌缺血。,第2节 心力衰竭时机体的 代偿反应及其意义,完全代偿,不完全代偿,失代偿,心泵功能障碍,组织器官供血,心输出量,一、心脏本身的代偿,代偿反应,（一）心率加快,（二）心脏扩张,（三）心肌肥大与心室重构,一、心脏本身的代偿,（一）心率加快,（急性代偿，限度空间小）,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

8、 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,机制:,利,一定范围内，心输出量维持动脉血压,弊,心率过快(180次/分)对机体不利: 增加心肌耗氧量 心脏舒张期过短，心室充盈不足 心率过快，影响冠脉灌流，心肌缺血,（一）心率加快,心脏代偿反应,正常心肌结构,动画: 心肌细胞结构,心脏代偿反应,（二）心脏扩张,Frank-starling定律,（亚急性代偿方式）,心脏代偿反应,（二）心脏扩张,（二）心脏扩张,（亚急性代偿方式）,心脏代偿反应,最适初长度,紧张源性扩张 心室容量加大并伴有收缩力增强的心脏扩张,肌源性扩张 心肌拉长不伴有收缩力增强的 心脏扩张,心脏

9、代偿反应,（二）心脏扩张,肌节长度1.7 m,肌节长度2.2 m,心室淤血,室内压,心腔适度扩大,肌节适度拉长,收缩力,意义：增加每搏心输出量。,(二)心脏扩张,（三）心肌肥大与心室重构,为适应心脏负荷增加，使心肌及心肌间质在细胞结构、功能、数量及遗传表型方面所出现的适应性、增生性的变化称为心室重构。,从心肌细胞水平观察心肌肥大 从组织水平观察心肌改建 从心脏器官水平观察心室重构,心脏代偿反应,1、心肌肥大的原因和机制,原因：过度负荷刺激 神经体液因素的作用,机制：心肌肥大信号细胞核 基因反应 心肌肥大,心脏代偿反应,2、心肌肥大表现形式,离心性肥大,向心性肥大,利,弊,（慢性经济、持久的代偿

10、方式）,（三）心肌肥大与心室重构,收缩速度减慢,顺应性降低,流出道受阻,肥大心肌不均衡生长,室壁张力降低,收缩力增加,心脏代偿反应,肥大心肌的不平衡生长： 冠脉微循环障碍 单位重量心肌的毛细血管数目减少 心肌细胞表面积相对不足 细胞Ca2+转运发生异常 心肌交感神经末梢密度相对降低 心肌去甲肾上腺素含量降低 肌球蛋白ATP 酶活性降低 用能障碍 线粒体数目和功能相对不足 心肌能量生成不足,二、心脏以外的代偿,(一)增加血容量,(二)血流重分布,(三)红细胞增多,(四)组织细胞利用氧的能力增强,1、降低肾小球滤过率 2、增加肾小管对水钠重吸收,1、保证心、脑血液供应 2、外周供血不足，器官功能紊

11、乱,(一) 血容量增多,肾小球滤过率,交感-肾上腺髓质系统,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,PGE2、,1、降低肾小球滤过率,心外代偿反应,(一) 血容量增多,肾内血流重新分布,肾素-血管紧张素-醛固酮系统,PGE2、利钠激素,肾小管重吸收,滤过分数增高,2、增加肾小管对水钠重吸收,心外代偿反应,积极作用:增加心室充盈， 维持心输出量；,不利影响:钠水潴留，心性水肿、 前后负荷增加，耗氧量增加,血容量增多的意义,心外代偿反应,各种心衰病因导致心输出量,交感肾上腺髓质系统兴奋,肾素血管紧张素醛固酮系统,三、神经-体液代偿作用,各种心衰病因导致心输出量,交感肾上腺髓质系统兴奋,神经-体液损伤作用,第

12、三节 心力衰竭的发生机制,正常心肌舒缩的基础,动画: 心肌舒缩过程,心力衰竭的发生机制,一、心肌收缩性减弱 二、心室舒张功能异常 三、心脏各部协调性障碍,（一）心肌结构破坏,(二）心肌能量代谢障碍,(三）心肌兴奋收缩耦联障碍,一、心肌收缩性减弱,心力衰竭的发生机制,（一）心肌收缩性减弱,1. 心肌结构的破坏,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,(disorder of myocardial energy metabolism),能量生成障碍 ( impaired energy production ) 能量转化储存障

13、碍 ( reduced energy reserve ) 能量利用障碍 ( impaired energy utilization ),2. 心肌能量代谢障碍,（一）心肌收缩性减弱,能量生成障碍,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,最常见原因心肌缺血缺氧,2. 心肌能量代谢障碍,ATP,肌酸,磷酸肌酸(CP),心肌肥大时，磷酸肌酸激酶活性,肌 肉,能量转化储存障碍,2. 心肌能量代谢障碍,肌球蛋白ATP酶同工酶有三种: V1 (): 活性最高 V2 (): 活性次之 V3 (): 活性最低,过度肥大心肌其肌球蛋白头部ATP酶活性下降，原因是

14、 V1 型转变为 V3 型,能量利用障碍,2. 心肌能量代谢障碍,(三）心肌兴奋-收缩耦联障碍,兴奋-收缩耦联障碍,一、心肌收缩性减弱,Ca2+摄取,肌浆网储存Ca2+,肌浆网释放 Ca2+,肌浆网钙泵活性及泵酶活性降低,1、肌浆网摄取、储存、释放 Ca2+,2.胞外Ca2+内流障碍, Ca2+ 内流的途径,钙通道,Na+-Ca2+交换体,电压依赖性,受体操纵性,膜内电位为正时Na+ 外流、 Ca2+ 向内转运,受膜电位调节 受受体、激素调控 除极时通道开放 去甲肾上腺素与受体 Ca2+内流、复极 结合后可激活此通道 时通道关闭 使Ca2+内流,交感神经兴奋,Ca2+内流,2.胞外Ca2+内流

15、障碍,心肌肥大、酸中毒、高钾血症,心肌肥大,去甲肾上腺素,受体操纵性,酸中毒,跨膜电位,受体异常,电压依赖性,高钾血症,Ca2+内流障碍,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,(三）心肌兴奋-收缩耦联障碍,酸中毒时H+抑制了Ca2与肌钙蛋白的结合使胞浆Ca2即使浓度上升到收缩阈值也无法结合兴奋-收缩耦联障碍,3.肌钙蛋白结合Ca2+障碍,心肌收缩性减弱,能量代谢障碍,生成障碍,利用障碍,心肌细胞的坏死和凋亡,兴奋 - 收缩耦联障碍,钙离子与肌钙蛋白结合障碍,钙离子内流障碍,钙离子 摄取 储存 释放障碍,心肌结构破坏,二、心室舒张功能异常,(一)钙

16、离子复位延缓,(二)肌球肌动蛋白复合体解离障碍,（三）心室舒张势能减少,（四）心室顺应性降低,(一)钙离子复位延缓,二、心室舒张功能异常,ATP 细胞膜钙泵障碍 外排障碍 ATP 肌浆网钙泵障碍 重摄障碍 钠-钙交换体能力降低 外排障碍,(二)肌球-肌动蛋白复合体解离障碍 心肌舒张时横桥拆除 肌钙蛋白与钙离子亲和力增加 当ATP生成不足时肌球-肌动蛋白复合体解离障碍,二、心室舒张功能异常,(三)心室舒张势能减小,二、心室舒张功能异常,冠脉灌注减少,心室收缩性降低, 收缩末期心室构型改变产生舒张势能 冠状动脉充盈利于心室舒张,(四)心室顺应性降低 （心室壁增厚、心肌炎、心肌纤维化） 心室扩张受限

17、，心输出量减少 容积扩大，压力增高明显，导致肺淤血 妨碍冠脉灌注，加重心肌缺血、缺氧,二、心室舒张功能异常,a,b,c,舒张末期压力,舒张末期容积,a 顺应性降低,b 顺应性正常,c 顺应性升高,心室压力-容积(P-V)曲线示意图,心室顺应性指心室在单位压力变化下引起的容积改变,心肌舒张功能障碍,钙离子复位迟缓,钠钙交换体钙离子亲和力下降,ATP不足钙离子泵活性下降,肌球 肌动复合体解离障碍,心室舒张势能减弱,心室顺应性降低,心肌肥大室壁变厚,水肿,间质增生纤维花,ATP不足,心肌收缩性降低,冠脉灌流不足,（三）心脏各部分舒缩活动不协调,心律失常破坏心脏各部舒缩活动的协调性 同一心室心肌梗死区

18、域性分布，导致心室活动不协调,第四节 机体的功能 和代谢变化,一、心功能的变化 二、静脉系统淤血及主要变化 三、动脉系统充盈不足及主要变化,心衰的发病环节,心输出量不足 （缺血）,回流障碍 （淤血）,临床表现,临床表现的病理生理基础,心功能的变化 1.心力贮备（ ） 2.心排血量及心排血指数（ ） 3.射血分数 （ ） 4.心室舒张末期压力（或容量）（ ） 肺动脉楔压和中心静脉压,左房(LA)：50mm（33/30mm） 左室(LV)舒张末期内径：79mm （4055/3550mm） 右室（RV)：24mm（20mm） 室间隔(IVS)：9.3mm（12/11mm） 左室后壁(LVPW)：8m

19、m（12/11mm） 射血分数(EF)：23%（50%70%） 搏动减弱 提示左房、左室、右室内径增大，心功能减低。,辅助检查心动超声,二、静脉系统淤血及主要变化,（一）肺循环充血、 肺静脉压增高,呼吸困难-肺淤血的主要表现,呼吸困难的机制:,肺淤血、肺水肿肺顺应性 刺激肺毛细血管旁感受器， 缺氧刺激呼吸中枢，呼吸加强 支气管粘膜充血水肿，气道阻力,二、静脉系统淤血及主要变化,呼吸困难的表现形式:,劳力性呼吸困难 端坐呼吸 夜间阵发性呼吸困难,（一）肺循环充血, 体力活动需氧但缺氧加剧，CO2 潴留 呼吸中枢产生“气急”的症状。 体力活动心率 舒张期冠脉灌注 心肌缺氧 且左室充盈 肺淤血 体力

20、活动回心血量 肺淤血肺顺应性 通气作功 呼吸困难,机制,1. 劳力性呼吸困难,体力活动发生的呼吸困难，休息时减轻或消失,（一）肺循环充血, 端坐时回心血量 肺淤血 端坐时膈肌下移 胸腔容积 肺活量肺通气 端坐时水肿液吸收肺淤血,心衰病人平卧可加重 呼吸困难而被迫采取 坐或半卧体位以减轻 呼吸困难的状态,2 .端坐呼吸,机制,（一）肺循环充血,若发作时伴有哮鸣音，则称为心性哮喘 （cardiac asthma）, 平卧胸腔容积通气 入睡后迷走神经兴奋支气管收缩 气道阻力 人睡后中枢抑制反射敏感性肺淤血 Pa O2刺激呼吸中枢通气 憋醒,3 夜间阵发呼吸困难,是左心衰竭 的典型表现。 患者夜间入睡

21、后因突感气闷被惊醒，在端坐咳喘后缓解,机制,表现为发绀、呼吸困难、端坐位、咳嗽、咳粉红色或无色泡沫痰等,1毛细血管压 左心衰左室舒张末期压力肺毛细血管压 超过其代偿能力肺水肿 2毛细血管通透性,（二） 肺水肿急性左心衰竭最严重的表现,肺循环淤血 肺泡通气血流失调缺氧 毛细血管通透性 肺水肿 肺泡表面活性物质破坏肺泡表面张力 毛细血管通透性 肺水肿,案例14-1 1、患者咳嗽、气喘，胸闷、呼吸急促，不能平卧。 2、患者出现端坐位，口唇紫绀，两肺可闻及弥漫性湿罗音。病情加重后，患者呼吸极度困难，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，全肺可闻及哮鸣音。 3、X线显示两肺纹理增粗，可见

22、模糊不清的片状阴影。 以上表现均为肺循环充血，肺静脉压增高所引起，最终病人发生了肺水肿。,（二）体循环淤血、 体静脉压增高,(一)心性水肿 （水钠潴留，流体静压增高） 颈静脉怒张，肝颈静脉返流（+）臂肺循环时间延长 (二)肝、脾肿大和消化道淤血 （肝淤血并牵张包膜 、胃肠道淤血等） (三)水、电解质代谢紊乱,二、静脉系统淤血及主要变化,案例14-1 患者右上腹饱胀，恶心，呕吐，腹泻，颈静脉怒张，肝颈静脉回流征阳性，肝肋下3.2cm，剑突下4.5cm，触痛明显。脾肋下2.5cm，腹部移动性浊音阳性，双下肢凹陷性水肿(+)。 上述表现是体循环淤血，体静脉压增高的结果。,三、动脉系统充盈不足及主要变

23、化,（一）动脉血压的变化 （二）皮肤苍白或发绀 （三）疲乏无力、失眠、嗜睡 （四）尿量减少和代谢性酸中毒,心力衰竭的临床表现,心力衰竭,肺循环充血,体循环淤血,心输出量不足,呼吸困难,肺水肿,颈静脉怒张 静脉压上升,水肿,肝功能异常,皮肤苍白发绀,疲乏无力失眠嗜睡,血压偏低脉压缩小 心源性休克,尿少,第五节 心力衰竭防治的病理生理基础,一、积极治疗原发病,二、消除诱因,三、改善心脏舒缩功能,四、减轻心脏前、后负荷,五、综合性治疗,（）增强心肌收缩功能 （二）改善心肌舒张性能,（）降低心脏后负荷 （二）调整心脏前负荷,本章小结：,1.掌握心力衰竭、心室重构的概念及诱因 心力衰竭发生机制中心肌收缩性减弱机制 心力衰竭心脏代偿方式、形式及意义 心力衰竭肺循环淤血呼吸困难的形式及机制 2.熟悉心力衰竭原因及分类 心力衰竭舒张功能异常和心脏各部舒缩不协调的机制 心外代偿和神经-体液代偿反应 3. 了解心力衰竭防治原则,thanks,