充血性心力衰竭

(一)發(fā)病原因
1.慢性心衰的病因
(1)心肌舒縮功能障礙：這是引起心衰最常見原因，包括各種原因所致心肌炎、心肌病、心肌梗死、缺血性心臟病、心肌代謝障礙(如缺氧、缺血，水、電解質和酸堿失衡等)。其中以舒張功能不全為主，見于高血壓、左室肥厚、肥厚型心肌病、主動脈和(或)肺動脈口狹窄、限制型心肌病等。
(2)心室前負荷過重：包括各種原因所致的瓣膜關閉不全，心內(nèi)或大血管內(nèi)分流性疾病，如房室間隔缺損、動脈導管未閉、主動脈竇瘤破裂、動靜脈瘺等。
(3)心室后負荷過重：包括各種原因所致肺動脈高壓，體循環(huán)高壓(原發(fā)性和繼發(fā)性高血壓)，左、右心室流出道狹窄以及主、肺動脈口狹窄等。
(4)心室前負荷不足：導致左和(或)右心房、體循環(huán)和(或)肺循環(huán)淤血，這類疾病包括二、三尖瓣狹窄、心房黏液瘤、心包炎、心臟壓塞和限制型心肌病等。
(5)高動力循環(huán)狀態(tài)：包括甲狀腺功能亢進、貧血、維生素B1缺乏、體循環(huán)動靜脈瘺等。
2.慢性心衰誘因
(1)感染：尤其呼吸道感染是心衰最常見的誘因，其次是風濕活動、泌尿系統(tǒng)感染及消化系統(tǒng)感染。感染性心內(nèi)膜炎是導致心臟病病情迅速惡化的重要原因。
(2)過度體力活動、疲勞、情緒激動和緊張。
(3)妊娠和分娩。
(4)心律失常：特別是快速心律失常，如：陣發(fā)性房顫、陣發(fā)性室性或室上性心動過速，嚴重心動過緩，如完全性房室傳導阻滯等。
(5)輸血或輸液(尤其含鈉液體)過多、過快。
(6)電解質紊亂和酸堿失衡。
(7)藥物作用：如使用負性肌力藥或抑制心肌收縮力藥、潴留水鈉制劑以及洋地黃類正性肌力藥用量不足或應用不當?shù)取?br /> (二)發(fā)病機制
1.決定心排血量的因素 心排血量是衡量循環(huán)系統(tǒng)效率(包括心臟泵血功能)的重要指標。決定心排血量的因素有以下6個方面。
(1)前負荷：心臟前負荷即收縮之前遇到的負荷，是指回心血量，或心室舒張末期容量，或心室舒張末期心肌纖維周邊長度(初長度)。前負荷 (亦稱容量負荷、先加負荷、容積負荷或舒張期負荷)主要受靜脈回心血量和室壁順應性的影響，是影響和調(diào)節(jié)心臟功能的第一重要因素。一般用左心室舒張末期壓作為前負荷的指標。Frank-Starling心臟定律說明了前負荷與心排血量的關系，即在心肌收縮性允許的范圍內(nèi)，心搏量主要由回心血量所決定，心搏量與回心血量成正比，回心血量愈多，左心室心肌纖維就愈伸長(左室舒張期容積增大)，于是心肌收縮力加強，心搏量增多。反之心搏量則降低。Frank-Starling心臟定律進一步闡明了心排血量與左室舒張末壓之間的關系。以左室舒張末壓為橫坐標，反映前負荷;以每次心搏量或心搏做功或心臟指數(shù)為縱坐標，反映心室做功。根據(jù)左心室在不同前負荷下心排血量的變化關系畫出一曲線，即為左心室功能曲線，可定量表示左室功能。
左室功能曲線。該曲線表明在正常人和心力衰竭時左室收縮功能和左室前負荷的關系。在心衰時，心功能曲線向右下偏移，當左室舒張末壓>18mmHg時，出現(xiàn)肺充血的癥狀和體征;若心排血指數(shù)<2.2L/(min·m2)時，出現(xiàn)低心排出量的癥狀和體征。
(2)后負荷：后負荷系心室射血時所面對的阻抗 (亦稱噴血阻抗)，即心室肌開始收縮后才遇到的負荷，故稱后負荷，也稱壓力負荷或收縮期負荷。后負荷是指單位心肌在等張收縮狀態(tài)下縮短時所承擔的總力，此總力也就是心室射血時心室壁的張力。后負荷的大小取決于動脈血管的順應性、總外周阻力、血液黏稠度及血容量等因素，其總外周阻力是后負荷的主要決定因素，但臨床上無法正確測定后負荷，一般只能用動脈血壓來粗略估計。廣泛分布于體內(nèi)的小動脈的阻力或張力是決定總外周阻力的最重要因素，易受血管擴張劑的影響。在心肌收縮力與前負荷恒定的情況下，后負荷與心搏量之間呈雙曲線關系，即心搏量隨后負荷的減少而增加，隨后負荷的增加(動脈血壓升高)而減少。總之，后負荷與心搏量呈負相關。
(3)心肌收縮性：心肌收縮性用心肌收縮力表示之，后者是指與心室負荷無關的心肌本身的收縮力。收縮性的強弱可用既定負荷下，等張收縮期心肌纖維縮短的最大速度表示之。換言之，心肌纖維初長度相同，收縮力較大者表示其收縮性較強。收縮性減弱是發(fā)生心衰的最常見原因。從分子生物學角度來講，心肌收縮性的強弱即心肌收縮力的大小，取決于心肌內(nèi)收縮蛋白滑行而縮短程度的影響，而肌節(jié)的縮短程度主要受兩個因素影響：①肌球蛋白橫橋與肌動蛋白結合點結合的速度和數(shù)量;②收縮蛋白相互作用部位化學能轉化的速率，即肌球蛋白頭部(橫橋)的ATP酶水解ATP的速度。這些變化，最終又決定于從肌漿網(wǎng)釋放出來Ca2 的數(shù)量。
(4)心率：心率的變化可影響每搏輸出量(搏出量或心搏量)及每分鐘輸出量(心排血量)。在一定限度范圍內(nèi)，心率增快可增加心排血量，因為心排血量=心搏量×心率，但如果心率過快，心室舒張期明顯縮短，使心室的充盈不足，雖然每分鐘心臟搏動次數(shù)增加，但搏出量卻減少，故心排血量降低。反之，如心率太慢，心排血量亦減少，因為心臟舒張期過長，心室的充盈早已接近最大限度，再增加心臟舒張時間，也不能相應提高搏出量。因此，心率過快或過緩均影響心排血量，此時糾正心律失常是改善心功能的關鍵。
(5)心室收縮與舒張的協(xié)調(diào)性：心室收縮時，室壁運動的協(xié)調(diào)一致，是獲得最大心搏量的重要保證。心肌缺血或心肌梗死時，心室壁運動失調(diào)，使心搏量降低，從而使心排血量減少。
(6)心臟結構的完整性：心臟結構有異常，如急性心肌梗死時室間隔穿孔，或乳頭肌及腱索斷裂所致的二尖瓣關閉不全，以及風心病引起的瓣膜損害等，均可使心排血量減少。
在決定心排血量的6個因素中，以前三者對心泵功能的調(diào)節(jié)作用更為重要。
2.心力衰竭發(fā)生的基本機制 心衰發(fā)生發(fā)展的基本機制是心肌舒縮功能障礙，其主要機制有以下幾方面：
(1)心肌喪失和構型重建(重塑)：所謂構型重建(又稱重塑，remodeling)就廣義而言即包括心肌細胞大小、數(shù)量和分布的改建，又包括膠原間質的多少、類型和分布的改建，同時還包括心肌實質和間質兩者的比例改建。任何形式的改建，都會引起心臟舒縮障礙乃至心衰的發(fā)生。
①心肌喪失：心肌喪失包括細胞的死亡和功能喪失兩種含義。
引起心肌細胞死亡的原因有兩種，一種是由于心肌缺血、中毒和炎癥等原因所致的被動性死亡，發(fā)生局限性或彌漫性壞死、纖維化，使大量心肌喪失了收縮性能，可引起心衰甚至心源性休克。另一種是單個細胞自我消化的主動性死亡，稱為凋零性死亡(apoptosis)，簡稱凋亡或稱程序性死亡。正常情況下，細胞的增生和死亡是處于動態(tài)平衡。但當細胞死亡加速，使細胞死亡率超過細胞增生率時，可因平衡失調(diào)而出現(xiàn)各種病理現(xiàn)象或疾病。最近研究提示通過各種損傷可誘導心肌細胞凋亡，如缺血及缺血再灌注、心肌梗死、快速心室起搏、機械牽張和由主動脈狹窄引起的壓力超載等，最終導致心力衰竭。
心肌細胞功能喪失是指心肌細胞未死亡，尚具有收縮儲備功能。主要見于心肌頓抑和心肌冬眠。
②間質改建(重塑)：由心肌成纖維細胞產(chǎn)生、分泌的膠原蛋白(主要是Ⅰ型和Ⅲ型，兩者的比為7∶1)組成的膠原網(wǎng)絡，不但對心肌細胞起著支架和固定的保護作用，且對保證心肌的協(xié)調(diào)舒縮功能活動以及血液供應起著不可忽視的作用。間質改建表現(xiàn)為破壞性和增生性兩種改變。破壞性改建主要見于急性心肌缺血和擴張型心肌病。增生性改建多見于心臟壓力負荷過度導致的心肌肥大以及容量負荷過度的晚期時，隨著心肌的肥大，其膠原網(wǎng)絡的密度也過度增加，使心肌的僵硬度增高，影響心肌的舒張功能?？傊?，無論是膠原網(wǎng)絡的破壞或增生性改建，均可通過不同機制導致心肌的舒張和(或)收縮功能障礙，從而引起心衰的發(fā)生和發(fā)展。
③心肌舒縮協(xié)調(diào)性的改建：心臟舒縮協(xié)調(diào)性和(或)程序性發(fā)生了改建，則可降低其射血量甚至引起心衰。最常見的心臟收縮不協(xié)調(diào)性有：A、收縮減弱;B、無收縮;C、收縮性膨出;D、心肌收縮的不同步性。近來發(fā)現(xiàn)心臟的舒張也出現(xiàn)與收縮類似的不協(xié)調(diào)性。
④自由基在心肌改建和心衰中的作用：愈來愈多的資料證明，自由基在心肌改建和心衰發(fā)生發(fā)展中具有不可忽視的作用。自由基參與心肌改建和心衰的作用機制是多方面的。其中主要是通過對細胞膜(包括線粒體、溶酶體膜等)結構中的不飽和脂質過氧化作用，使結構和功能受損，輕者細胞功能障礙或喪失，重者細胞死亡。
(2)細胞能量“饑餓”和信息傳遞系統(tǒng)障礙：
①心肌細胞能量“饑餓”：心臟是一個高活力、高能量消耗的器官。無論心肌舒張或收縮都需要充足的能量供應，當心肌能量供不應求出現(xiàn)心肌能量“饑餓”狀態(tài)時，則會導致心肌的舒縮障礙，從而發(fā)生心衰。在心肌收縮過程中，無論在推動Ca2 的運轉上或者在粗細肌絲的滑行上，都必須有充分的能量供應和利用。否則，即使收縮蛋白正常，也將導致收縮性能的減弱。當原發(fā)性心肌病變、心肌缺血或梗死及心臟負荷過度等病變時，可發(fā)生心肌能量代謝障礙，都可引起心肌收縮減弱。
②心肌受體-信息傳遞系統(tǒng)障礙：心肌受體-信息傳遞系統(tǒng)尤其是β腎上腺受體-G蛋白-腺苷環(huán)化酶系統(tǒng)對心肌的變力和變時調(diào)控具有重要作用。當本系統(tǒng)激活時，可使細胞內(nèi)環(huán)磷腺苷(cAMP)水平升高，后者再通過cAMP依賴性蛋白激酶的磷酸化作用，一方面使細胞膜Ca2 通道開放促進Ca2 的內(nèi)流，加強心肌的收縮功能，另一方面又可通過磷酸接納蛋白的磷酸化，促進肌漿網(wǎng)對Ca2 的攝取，而加強心肌的舒張;同時還能加速竇房結的沖動發(fā)放，使心率加快等。故當本調(diào)控系統(tǒng)發(fā)生障礙時，則可導致心臟的舒縮功能減弱或異常。
現(xiàn)證明心衰時，本傳遞系統(tǒng)可在下列環(huán)節(jié)上出現(xiàn)障礙：A.β受體下調(diào)：心肌β受體有β1和β2兩個亞型，β1受體占總受體的80%，β2受體約占20%。心衰時β1受體下調(diào)(由80%可降至40%)，而β2受體相對增加(由20%增至40%)。因β1受體下調(diào)，故對兒茶酚胺類正性變力、變時物質調(diào)控效應弱化或喪失，從而可導致心肌的舒縮障礙;B.G蛋白改變和耦聯(lián)障礙：G蛋白是多種激素信息傳遞的耦聯(lián)因子和調(diào)節(jié)器，可分為激動性G蛋白(簡稱Gs)和抑制性G蛋白(簡稱Gi)?，F(xiàn)證明，心衰時Gi增加，Gs降低;同時由于β1受體下調(diào)，從而導致β腎上腺受體與Gs耦聯(lián)障礙，影響心肌的舒縮功能;C.細胞內(nèi)cAMP含量降低;D.肌漿網(wǎng)(SR)對Ca2 的攝取和釋放障礙。
③基因結構和表達異常：近年來，由于分子生物學理論和技術的進展，愈來愈多的事實證明許多心血管疾病及其心衰的發(fā)生、發(fā)展與其基因結構和表達異常有密切關系。認為心臟負荷過度和(或)內(nèi)分泌激素所致的基因結構和表達異常是心衰發(fā)生的分子學基礎。
3.心臟的代償功能 心衰時心搏量和心排血量不足以維持機體組織所需要的能量，這時就要動用心臟儲備以彌補心搏量的減少。心臟的代償功能按其奏效的快慢可分為急性(如心率加快、收縮加強等)、亞急性(心臟擴張、血容量增加等)和慢性(如心肌肥大)三種。其主要代償機制有以下5個方面。
(1)增加前負荷以提高心搏量：按照Frank-Starling定律，心室肌纖維伸展越長，心肌收縮時的縮短也增量，心搏量亦增加。根據(jù)電鏡研究，心肌肌節(jié)的最佳長度為2.2μm，在這個長度以內(nèi)，心腔內(nèi)體積和壓力的增加都不致使粗細肌纖維的脫節(jié)。這種代償也可稱為心臟舒張期的儲備。
(2)腎上腺素能心臟神經(jīng)和腎上腺髓質增加兒茶酚胺的釋放以增強心肌收縮力，增加心率，也能使靜脈收縮以增加回心血量。這種代償主要是利用心臟的收縮期儲備。
(3)激活腎素-血管緊張素系統(tǒng)(Renin-angiotensin system，RAS)：增加水、鈉潴留，以增加血容量和前負荷。RAS主要包括血管緊張素原、腎素與血管緊張素轉換酶三部分。血管緊張素原通過腎素的作用成為血管緊張素Ⅰ(angiotensinⅠ，AⅠ)，再通過血管緊張素Ⅰ轉換酶的作用生成血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ，AⅡ)，后者通過氨基肽酶的作用變成血管緊張素Ⅲ(angiotensinⅢ，AⅢ)，AⅡ和AⅢ都有縮血管、升壓和促進醛固酮分泌的作用，從而產(chǎn)生鈉水潴留和擴容的生理效應。心衰時由于腎灌流量和灌注壓降低、交感神經(jīng)興奮和血中兒茶酚胺增多等原因，引起腎小球旁器細胞分泌和釋放腎素增多，RAS激活，致使血管收縮、鈉水潴留和血容量增大，這對維持血壓和重要器官的血液供應起著重要代償作用。最近證明心血管局部的RAS也可通過不同的機制和途徑參與心衰的發(fā)生和發(fā)展。例如心臟的RAS可引起冠狀血管收縮，誘發(fā)缺血性損傷，促進心內(nèi)交感神經(jīng)末梢兒茶酚胺的釋放，增加心肌收縮力，并且還能促進心肌的肥厚。而血管的RAS，可通過交感神經(jīng)末梢釋放去甲腎上腺素(NE)，引起血管平滑肌的收縮，并能促使血管平滑肌細胞的生長和增殖。
(4)出現(xiàn)心肌肥厚以減少室壁張力和改善心肌收縮力：壓力負荷增加的結果使心室壁張力升高，并刺激心肌蛋白和肌節(jié)的平行復制，形成向心性心肌肥厚。按照Laplace定律，室壁張力和室壁厚度呈反比。心肌肥厚的出現(xiàn)在起初足以使室壁的張力恢復正常，心臟雖有心肌肥厚而不擴大。但若壓力負荷持續(xù)升高若干年后，肥厚的心肌也不能維持室壁張力時，心功能就進一步惡化。
(5)增加周圍組織對氧的提取能力以提高單位心排血量的供氧能力：其結果是動靜脈內(nèi)氧含量差加大。
上述這些代償機制均有一定的限度，超過這些限度致心臟代償無效時，就會出現(xiàn)心衰癥狀。
另外，左右心室排血量的平衡協(xié)調(diào)作用(即心臟的整合作用)對心臟代償功能起重要作用，主要通過兩室串聯(lián)的相互作用、室間隔的直接相互作用及心包對兩室的作用等三種機制來完成。
近年來，對心衰病人的心鈉素(cardionatrin)研究較多，心鈉素又稱心房利鈉因子(atrial natriuretic factor，ANF)或心房肽(atrial polypeptide，ANP)，它主要是由心房合成、儲存和分泌的一種具有強大的利尿、利鈉作用的活性肽。一般而言，在心衰的早期，由于心房壓力升高和心房肌被牽張，心房代償性分泌ANF加強，血液中ANF升高，ANF可直接地對抗和抵消心衰時縮血管保鈉系統(tǒng)給機體所造成的鈉水潴留和心臟前后負荷的過度，這是心衰的一個重要代償反應。如心衰持續(xù)時間過長又發(fā)展比較嚴重時，心房對ANF的釋放由代償轉入失代償性“耗竭”狀態(tài)，此時血漿中的ANF可能降低。另外，心衰時，擴血管前列腺素和緩激肽等分泌增加，可拮抗或降低縮血管保鈉系統(tǒng)激活給機體和心臟造成的不良后果。