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(zhì)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(fù)荷過重：包括各種原因所致的瓣膜關(guān)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(dǎo)管未閉、主動脈竇瘤破裂、動靜脈瘺等。
(3)心室后負(fù)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(fù)荷不足：導(dǎo)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(jìn)、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(fēng)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(dǎo)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(yán)重心動過緩，如完全性房室傳導(dǎo)阻滯等。
(5)輸血或輸液(尤其含鈉液體)過多、過快。
(6)電解質(zhì)紊亂和酸堿失衡。
(7)藥物作用：如使用負(fù)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(yīng)用不當(dāng)?shù)取?br /> (二)發(fā)病機(jī)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(biāo)。決定心排血量的因素有以下6個方面。
(1)前負(fù)荷：心臟前負(fù)荷即收縮之前遇到的負(fù)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(fù)荷 (亦稱容量負(fù)荷、先加負(fù)荷、容積負(fù)荷或舒張期負(fù)荷)主要受靜脈回心血量和室壁順應(yīng)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(fù)荷的指標(biāo)。Frank-Starling心臟定律說明了前負(fù)荷與心排血量的關(guān)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(qiáng)，心搏量增多。反之心搏量則降低。Frank-Starling心臟定律進(jìn)一步闡明了心排血量與左室舒張末壓之間的關(guān)系。以左室舒張末壓為橫坐標(biāo)，反映前負(fù)荷;以每次心搏量或心搏做功或心臟指數(shù)為縱坐標(biāo)，反映心室做功。根據(jù)左心室在不同前負(fù)荷下心排血量的變化關(guān)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(fù)荷的關(guān)系。在心衰時，心功能曲線向右下偏移，當(dāng)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(fù)荷：后負(fù)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(fù)荷，故稱后負(fù)荷，也稱壓力負(fù)荷或收縮期負(fù)荷。后負(fù)荷是指單位心肌在等張收縮狀態(tài)下縮短時所承擔(dān)的總力，此總力也就是心室射血時心室壁的張力。后負(fù)荷的大小取決于動脈血管的順應(yīng)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(fù)荷的主要決定因素，但臨床上無法正確測定后負(fù)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(kuò)張劑的影響。在心肌收縮力與前負(fù)荷恒定的情況下，后負(fù)荷與心搏量之間呈雙曲線關(guān)系，即心搏量隨后負(fù)荷的減少而增加，隨后負(fù)荷的增加(動脈血壓升高)而減少。總之，后負(fù)荷與心搏量呈負(fù)相關(guān)。
(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(fù)荷無關(guān)的心肌本身的收縮力。收縮性的強(qiáng)弱可用既定負(fù)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(qiáng)。收縮性減弱是發(fā)生心衰的最常見原因。從分子生物學(xué)角度來講，心肌收縮性的強(qiáng)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(jié)合點結(jié)合的速度和數(shù)量;②收縮蛋白相互作用部位化學(xué)能轉(zhuǎn)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(yīng)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(guān)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(jié)構(gòu)的完整性：心臟結(jié)構(gòu)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(guān)閉不全，以及風(fēng)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(jī)制 心衰發(fā)生發(fā)展的基本機(jī)制是心肌舒縮功能障礙，其主要機(jī)制有以下幾方面：
(1)心肌喪失和構(gòu)型重建(重塑)：所謂構(gòu)型重建(又稱重塑，remodeling)就廣義而言即包括心肌細(xì)胞大小、數(shù)量和分布的改建，又包括膠原間質(zhì)的多少、類型和分布的改建，同時還包括心肌實質(zhì)和間質(zhì)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(xì)胞的死亡和功能喪失兩種含義。
引起心肌細(xì)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(xì)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(xì)胞的增生和死亡是處于動態(tài)平衡。但當(dāng)細(xì)胞死亡加速，使細(xì)胞死亡率超過細(xì)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(dǎo)心肌細(xì)胞凋亡，如缺血及缺血再灌注、心肌梗死、快速心室起搏、機(jī)械牽張和由主動脈狹窄引起的壓力超載等，最終導(dǎo)致心力衰竭。
心肌細(xì)胞功能喪失是指心肌細(xì)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(zhì)改建(重塑)：由心肌成纖維細(xì)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(luò)，不但對心肌細(xì)胞起著支架和固定的保護(hù)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(yīng)起著不可忽視的作用。間質(zhì)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(kuò)張型心肌病。增生性改建多見于心臟壓力負(fù)荷過度導(dǎo)致的心肌肥大以及容量負(fù)荷過度的晚期時，隨著心肌的肥大，其膠原網(wǎng)絡(luò)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(luò)的破壞或增生性改建，均可通過不同機(jī)制導(dǎo)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(jī)制是多方面的。其中主要是通過對細(xì)胞膜(包括線粒體、溶酶體膜等)結(jié)構(gòu)中的不飽和脂質(zhì)過氧化作用，使結(jié)構(gòu)和功能受損，輕者細(xì)胞功能障礙或喪失，重者細(xì)胞死亡。
(2)細(xì)胞能量“饑餓”和信息傳遞系統(tǒng)障礙：
①心肌細(xì)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(yīng)，當(dāng)心肌能量供不應(yīng)求出現(xiàn)心肌能量“饑餓”狀態(tài)時，則會導(dǎo)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(zhuǎn)上或者在粗細(xì)肌絲的滑行上，都必須有充分的能量供應(yīng)和利用。否則，即使收縮蛋白正常，也將導(dǎo)致收縮性能的減弱。當(dāng)原發(fā)性心肌病變、心肌缺血或梗死及心臟負(fù)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(dāng)本系統(tǒng)激活時，可使細(xì)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(xì)胞膜Ca2 通道開放促進(jìn)Ca2 的內(nèi)流，加強(qiáng)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(jìn)肌漿網(wǎng)對Ca2 的攝取，而加強(qiáng)心肌的舒張;同時還能加速竇房結(jié)的沖動發(fā)放，使心率加快等。故當(dāng)本調(diào)控系統(tǒng)發(fā)生障礙時，則可導(dǎo)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(zhì)調(diào)控效應(yīng)弱化或喪失，從而可導(dǎo)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)。現(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(dǎo)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(xì)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(jié)構(gòu)和表達(dá)異常：近年來，由于分子生物學(xué)理論和技術(shù)的進(jìn)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(jié)構(gòu)和表達(dá)異常有密切關(guān)系。認(rèn)為心臟負(fù)荷過度和(或)內(nèi)分泌激素所致的基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)異常是心衰發(fā)生的分子學(xué)基礎(chǔ)。
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(jī)體組織所需要的能量，這時就要動用心臟儲備以彌補(bǔ)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(qiáng)等)、亞急性(心臟擴(kuò)張、血容量增加等)和慢性(如心肌肥大)三種。其主要代償機(jī)制有以下5個方面。
(1)增加前負(fù)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(xì)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(zhì)增加兒茶酚胺的釋放以增強(qiáng)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(fù)荷。RAS主要包括血管緊張素原、腎素與血管緊張素轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(jìn)醛固酮分泌的作用，從而產(chǎn)生鈉水潴留和擴(kuò)容的生理效應(yīng)。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(xì)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(yīng)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(jī)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(jìn)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(jìn)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(xì)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(fù)荷增加的結(jié)果使心室壁張力升高，并刺激心肌蛋白和肌節(jié)的平行復(fù)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(fù)正常，心臟雖有心肌肥厚而不擴(kuò)大。但若壓力負(fù)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(jìn)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(jié)果是動靜脈內(nèi)氧含量差加大。
上述這些代償機(jī)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)，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(jī)體所造成的鈉水潴留和心臟前后負(fù)荷的過度，這是心衰的一個重要代償反應(yīng)。如心衰持續(xù)時間過長又發(fā)展比較嚴(yán)重時，心房對ANF的釋放由代償轉(zhuǎn)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(kuò)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(jī)體和心臟造成的不良后果。