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概述 流行病学我国目前还没有确切的资料统计慢性心力衰竭的发病率和死亡率。在美国，2001年美国心脏病学会（AHA）统计报告，全美有500万心衰患者，每年大约增长50万人，每年死于心衰的患者有30万。我国与西方国家相比，引起心衰的基础心脏病的构成比有所不同，西方国家以高血压、冠心病为主，我国过去以心瓣膜病为主，但近年来其所占比例已趋下降而高血压、冠心病的比例呈明显上升趋势。 病因 2、心力衰竭的诱发因素（1）感染 呼吸道感染为最多，其次为风湿热。在儿童风湿热则占首位。女性患者中泌尿道感染亦常见。亚急性感染性心膜炎也常因损害心瓣和心肌而诱发心力衰竭。 （2）过度体力活动和情绪激动 如妊娠和分娩、暴怒等。 （3）钠盐摄入过多。 （4）心律失常 特别是快速性心律失常，如伴有快速心室率的心房颤动（房颤）、心房扑动（房扑）。 （5）治疗措施不当 如输液（特别是含钠盐的液体）、输血过快和（或）过多，洋地黄过量或不足。 （6）药物作用 ①使用抑制心肌收缩力的药物，如β受体阻滞剂，体内儿茶酚胺的消耗药物（如利血平类），交感神经节阻滞剂（如胍乙啶）和某些抗心律失常药物（如奎尼丁、普鲁卡因胺、维拉帕米等）；②水钠潴留，激素和药物的应用，如肾上腺皮质激素等造成水钠潴留。 （7）其它 出血和贫血、肺栓塞、室壁膨胀瘤、心肌收缩不协调、乳头肌功能不全等。 发病机制上述心力衰竭的基本原因，可通过下列机理影响心功能，引起心力衰竭。 （一）原发性心肌收缩力受损包括心肌梗塞、心肌炎症、变性或坏死（如风湿性或病毒性心肌炎、白喉性心肌坏死）、心肌缺氧或纤维化（如冠心病、肺心病、心肌病等）、心肌的代谢、中毒性改变等，都使心肌收缩力减弱而导致心力衰竭。 （二）心室的压力负荷（后负荷）过重肺及体循环高压，左、右心室流出道狭窄，主动脉或肺动脉瓣狭窄等，均能使心室收缩时阻力增高、后负荷加重，引起继发性心肌舒缩功能减弱而导致心力衰竭。 （三）心室的容量负荷（前负荷）过重瓣膜关闭不全、心内或大血管间左至右分流等，使心室舒张期容量增加，前负荷加重，也可引起继发性心肌收缩力减弱和心力衰竭。 （四）高动力性循环状态主要发生于贫血、体循环动静脉瘘、甲状腺功能亢进、脚气性心脏病等，由于周围血管阻力降低，心排血量增多，也能引起心室容量负荷加重，导致心力衰竭。 （五）心室前负荷不足二尖瓣狭窄，心脏压塞和限制型心肌病等，引起心室充盈受限，体、肺循环充血。 病理解剖： 充血性心力衰竭的病理解剖学改变包括：①心脏本身的代偿性病理改变，如心肌肥厚和心腔扩大等；②长期静脉压增高所引起的器官充血性病理改变；③心房、心室附壁血栓、静脉血栓形成，动脉栓塞和器官梗塞。长期左心室或左心房衰竭的患者，肺毛细血管充血，肺动脉和肺静脉中层肥厚，内膜不同程度纤维化；肺泡间含铁血黄素的吞噬细胞增多，肺泡壁增厚，弹性减退。长期右心衰竭的患者内脏器官毛细血管和静脉瘀血，肝小叶中央血窦瘀血，严重时可致小叶中央肝细胞坏死和结缔组织增生，形成心源性肝硬化。心腔内附壁血栓是心力衰竭的较特异性的病理改变，常见于左、右心耳和左心室心尖部。静脉血栓形成大多由血流迟缓引起，多见于下肢静脉，血栓近端易折断，可引起肺栓塞和不同程度的肺梗塞。左侧心脏附壁血栓脱落，可引起体循环动脉栓塞，多见于腹主动脉分支、主动脉分支处，引起脑、肾、四肢、脾和肠系膜的梗塞。右侧心腔附壁血栓脱落引起肺栓塞的较少见。 长期负荷增加导致心肌肥厚和心腔扩大，以致心力衰竭时，相应的病理改变可大致分为三个时期： 第一期 短暂的损伤期临床有肺充血的表现，病理检查发现心肌纤维水肿、相互分隔增宽。细胞内糖原和三磷酸腺苷（ATP）含量降低，磷酸肌酸显著减少，乳酸生成略增，蛋白合成旺盛，核糖核酸（RNA）及线粒体增多。 第二期 较长期的、稳定的功能亢进期临床症状不明显，组织病理发现心肌肥厚、心肌纤维增大、小量纤维化病变。细胞内糖原、ATP、磷酸肌酸含量正常，乳酸生成增加，蛋白合成正常。RNA含量正常，脱氧核糖核酸（DNA）减少。心肌纤维的增加相对地较线粒体的增多明显。 第三期 长期的耗竭和纤维化期临床上心力衰竭持续，组织病理发现心肌组织被纤维组织代替，出现不成比例的结缔组织增生和脂肪变性、肌肉细胞的细胞核固缩。细胞内蛋白合成和DNA明显减少，其它同第二期。 病理生理（一）正常心脏泵血的生理 心脏的泵血功能虽然主要取决于心肌的收缩和舒张特性，但也受心脏前、后负荷和心率的影响。 1.心肌的收缩与舒张特性肌节是心肌收缩和舒张的基本单位，由粗细两种肌丝交错排列构成。粗肌丝为肌凝蛋白，位于肌节中央。细肌丝为肌纤蛋白，位于肌节的两旁，并与肌凝蛋白部分重叠。在心肌舒张时，由于肌纤蛋白上的两种调节蛋白——向宁蛋白与向肌凝蛋白的复合体阻碍了其与肌凝蛋白结合，使两者保持分离状态，肌节弛展。当心肌细胞除极时，膜外的钙离子随同钠离子内流，经肌膜进入肌管系统（包括肌浆网和横管系统），微量Ca2+内流刺激肌浆网络池中贮存的钙离子通过Ca2+释放通道RYR受体大量释放，Ca2+作用于肌纤蛋白上的调节蛋白复合体，使肌纤蛋白上的受点暴露，肌凝蛋白的球形头端得以与肌纤蛋白结合，形成横桥，肌纤蛋白由两旁向肌节中央滑行，致肌节缩短，心肌收缩。心肌细胞除极导致心肌机械收缩的过程称为兴奋-收缩耦联。心肌收缩所需能量，由肌纤肌凝蛋白ATP酶作用于线粒体制造的ATP提供。心肌收缩的强度与速度取决于肌节的长度（正常为2.0～2.2μm），更取决于钙离子转运与能量供应状况。刺激位于肌纤维膜外层的β1受体，可兴奋与其相结合的鸟苷酸调节蛋白Gs.后者可激活腺苷酸环化酶，从而使ATP转化为cAMP，激活蛋白激酶，促使钙通道磷酸化，从而增加钙离子的内流，并由肌浆网迅速摄取，参与心肌兴奋-收缩的耦联，而增强心肌收缩力。抑制磷酸二酯酶可阻抑cAMP的降解，也可增加细胞内钙离子浓度而增强心肌收缩力。 兴奋-收缩耦联后，肌浆网再摄取Ca2+，肌膜钠-钙交换以及肌膜Ca2+泵转运Ca2+至肌膜外，肌质内Ca2+浓度下降，调节蛋白复合体与钙离子分离，调节蛋白作用于肌纤蛋白的受点上，使收缩蛋白间横桥分离，肌纤蛋白向两旁滑行回复原位，肌节弛展，心肌舒张。心肌舒张时所耗的能量较收缩时更多。当能量供应不足时，如心肌缺血或室壁肥厚，心肌的舒张功能较收缩功能更早受损。 2.前负荷指心室在收缩前所承受的容量负荷，即心室舒张末期容量。它受循环血量、静脉张力、心室顺应性及心房收缩的影响。根据Frank-Starling定律，前负荷的增加，由于使肌纤维牵张，在一定限度内使心肌收缩力增强，心搏量增加。但当前负荷的增加超过一定限度后，由于肌纤维过度牵张（＞2.2μm），心肌收缩力反而下降，心搏量减少。虽然晚近的电镜研究显示活体衰竭心脏的肌节长度平均在2.2μm，并不是在Frank-Starling曲线的下降支工作，提示心肌收缩力的减退主要在于其内在的缺陷（见下文）。临床上常用心室舒张末期压（即充盈压）来表示心室前负荷，用心室功能曲线（图1）来表示前负荷与心搏量的关系。对左心室而言，舒张末期压在2.0～2.4kPa（15～18mmHg）时，心搏量达峰值。前负荷不足或过度，均可导致心搏量减少。心功能不全时，心功能曲线向右下移位，心搏量随前负荷增加的幅度明显减小。 正常左心室的心搏量或心排血量随其前负荷（左心室舒张末压或容量）的增加而增加，直至储备耗竭。心力衰竭时左心室功能曲线受抑而向右下移位。使用正性肌力药或下降后负荷，可增强心肌收缩力，使左心室在高的舒张末压或容量的情况下心排血量低下。如予下降前负荷（利尿剂或静脉扩张剂）可使A点移至B点，充血症状可有所改善，但心排血量并不增加甚或下降。如予正性肌力药或下降后负荷，可使A点移至C点，充血与低排症状均有改善3.后负荷指心室射血时所承受的压力负荷，包括室壁张力和血管阻力。根据Laplace定律，室壁张力与心室内压力和心腔半径呈正比，而与室壁厚度呈反比。血管阻力主要取决于周围动脉阻力，也受主动脉压、主动脉壁顺应性、动脉内血容量及血液粘度的影响。后负荷增高时，心室肌收缩的速率和程度降低，心搏量减少。心功能不全时后负荷降低心搏量的作用更为明显。 4.心率直接影响心排血量心率增快在一定限度内可使心肌收缩力相应增强；但心率过快时，心室由于舒张期显著缩短而充盈减少，心搏量和心排血量反见下降。 在正常情况下，机体能通过神经激素系统和心血管系统本身的调节，调整心肌的收缩与舒张，以及心脏的前、后负荷及心率，使心搏量适应机体代谢需求的变化，例如正常心脏在机体静息状态下的心排血量约4L/min，而剧烈运动时通过交感神经兴奋，增强心肌收缩并加速心率，以及选择性血管收缩与血流再分配，心排血量可增高达38L/min，其中70％～80％流向运动的骨骼肌。表明心脏功能正常时，体内完善的调节系统可随时协调心脏作功与机体代谢需求间的关系。即正常心脏有相当大的储备适应机体代谢需要。 （二）心功能不全时的变化当各种原因导致心肌负荷过度或心肌丧失时，循环功能的立即短暂调节有赖于神经激素系统的血流动力效应；而长期调节则依靠心肌机械负荷诱发的与神经激素系统介导的心肌重构与心室重塑。若机体通过上述调节尚能维持静息和运动时心排血量正常，或静息时正常而运动时略不足，是为适应良好（adaptATion），心泵功能代偿，但心脏储备已减少。若经上述调节仍出现左心室舒缩功能障碍，是为适应不良（maladaptATion）。如仅有左心室舒缩功能障碍的客观证据而自觉症状不明显，即称为无症状左心室功能障碍或无症状心力衰竭。左心室功能障碍发展到心排血量不足以维持全身代谢需要，且出现由于心排血量低下和左心室充盈压增高，肺循环和体循环淤血以及水钠潴留等心力衰竭表现时，称为有症状心力衰竭。有症状心力衰竭阶段，神经激素系统激活使外周血管阻力增高，后负荷增加，收缩期室壁应力增高；也使容量血管收缩，水钠潴留，前负荷与舒张期室壁应力因而增高，而心排血量进一步下降。这样形成的恶性循环使心力衰竭持续进行性恶化。收缩性心功能不全以心室射血分数降低为特征；舒张性心功能不全时心室射血分数正常但心室充盈障碍。后者同样引起肺淤血和心排血量下降，临床上同样表现有呼吸困难和疲倦乏力，与前者颇难区别。部分病人两者可同时存在。 1.心肌重构由心室壁应力增高的机械信号，肾上腺素能α1或β受体刺激和血管紧张素ⅡAT1受体刺激等化学信号以及各种肽类生长因子所触发。这些信号经过肌膜通道和微管系统cAMP等的传递，抵达细胞核的DNA后，引起基因表达的改变。于是心肌细胞的蛋白合成加速，胶原蛋白合成超过分解，心肌细胞肥大，成纤维细胞增殖，心肌内微血管平滑肌增生，中层增厚。其结果是心肌肥厚、蛋白结构成份改变，心肌兴奋-收缩耦联过程改变，生化反应和功能发生相应变化。这些变化既具有益的方面，也存在不利的方面。 此外，心肌重构时非心肌细胞成份的重构可影响心肌硬度。冠脉微血管周围纤维变化还使心肌血供受损，冠脉储备降低。 2.心室重塑心室重塑除包括心肌肥厚和重构的变化外，还包括心室壁厚度、成分，心腔容积、形状，心肌硬度以及心肌内冠脉结构的变化。 透壁急性心肌梗塞后，左室经历复杂的几何形状与室壁结构改变，包括梗塞区膨展，非梗塞区心肌肥厚，心肌细胞沿侧边纵向滑离，心肌纤维拉长。心肌细胞呈环形排列，使心腔半径增大，并由正常的椭圆形转为球形，心腔顺应性增高。这个重塑过程可历时数年。持续心室重塑可致心腔进行性增大与心力衰竭。 压力超负荷时，肥大心肌的肌节横向增多，细胞直径增大，室壁增厚而心腔容积不变或缩小，形成向心性肥厚。非心肌细胞成分增长与心肌细胞生长不成比例，胶原不成比例地增多（胶原与心肌的容积比值增高），间质或心肌内微血管周围纤维变化，阻力冠状动脉的中层增厚。 容量超负荷时，肥大心肌的肌节纵向增多，细胞变长，心室壁相对变薄，胶原与心肌细胞成比例地生长，或胶原降解增多，心室腔顺应性增高、容积增大，形成离心性肥厚。 室壁肥厚开始时有助于纠正增高的收缩期和舒张期室壁应力，使之恢复正常，但一定程度的室壁应力增高将持续存在。心腔扩大开始时有助于调整降低的心排血量，使之有所增高，但室壁舒张期应力增高。持续心室重塑则肥厚心肌重构所致的生化反应与功能异常，以及心肌硬度的增高，心腔顺应性的改变，使心室舒缩功能进行性减退。此外，冠脉储备降低还使心肌重构所致能量供需失衡的矛盾加剧，心肌细胞数量减少，使残存的心肌所承受的负荷更重，如此形成的恶性循环，促使心力衰竭的发生和发展。 3.神经激素系统的变化近年大量的研究显示在心力衰竭的发生和发展过程中，始终有神经激素系统激活的因素参与。起初神经激素系统激活可能短期维持循环与重要器官灌注，长期活性增高则促使心肌重构和心室重塑持续进行，最终导致心力衰竭发生。此时，神经激素系统激活使心室前、后负荷增高的作用，进一步加重血流动力紊乱。 （1）交感神经-肾上腺系统激活： 心搏量下降或低血压通过动脉压力感受器引起的减压反射激活交感神经-肾上腺系统，交感神经输出冲动增强，肾上腺儿茶酚胺分泌增多，产生下列改变：①心率增快；②心肌β受体兴奋，激活cAMP酶，使细胞内cAMP水平增高，心肌收缩性增强；③全身血管收缩。静脉收缩使回心血量增多，通过Frank-Starling机制增加心搏量，选择性小动脉收缩则起维持血压并保证重要脏器血供的作用；④肾交感神经活性增高所致肾灌注压下降，刺激肾素释放，激活肾素-血管紧张素系统；⑤兴奋α1和β受体，促心肌生长。血浆去甲肾上腺素（NE）水平增高程度可反映交感神经-肾上腺素系统的激活程度。无症状左室收缩功能障碍阶段血浆NE水平已明显增高，随心力衰竭的发展逐渐进一步增高，至有症状心力衰竭阶段更显著增高。血浆NE增高显著的患者预后大多较差。有效的治疗可使明显增高的血浆NE水平降低。 （2）肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活： 心搏量下降或低血压使肾小球入球小动脉压力下降，交感神经活性增高，可刺激球旁细胞合成的肾素释放，水解，肝合成的血管紧张素原产生血管紧张素I，后者经主要存在于肺徽血管内皮细胞表面的血管紧张素转换酶（ACE）转化为血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）。AngⅡ与其受体结合产生下列生理效应：①强有力地收缩血管；②对心肌产生正性肌力作用；③促心肌细胞与心肌成纤维细胞以及血管平滑肌细胞生长；④促交感神经末梢释放去甲肾上腺素；⑤促醛固酮和血管加压素分泌；⑥促肾上腺产生去氧皮质酮；⑦促缓激肽降解；⑧抑制肾素分泌。醛固酮调控肾远曲小管钾-氢和钾-钠离子交换，潴钠排钾，同时使水潴留。此外，还促心肌胶元纤维增生。血浆肾素活性、血浆AngⅡ和醛固酮水平可反映肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活程度。无症状左心室收缩功能障碍患者血浆肾素活性可不增高或轻度增高，随心力衰竭的发展而逐步增高，至有症状心力衰竭阶段则显著增高。有效治疗可使明显增高的血浆肾素活性降低。 （3）血管加压素增加： 心搏量下降或低血压严重影响组织灌注时，血管加压素分泌增多。血管加压素的抗利尿和外周血管收缩作用导致水钠潴留和心室后负荷增高。无症状左心室收缩功能障碍患者血浆血管加压素水平可不增高或轻度增高。有症状心力衰竭患者血浆血管加压素水平的增高与否有较明显的个体差异。 （4）心钠素增加： 心钠素又称心房利钠因子（ATrialnATriuretic factor ANF），主要由心房肌合成和分泌，心房压力增高或心房肌牵拉是诱发心钠素释放的主要机制。晚近又发现了心室利钠因子（又称脑利钠肽）。心钠素强有力的扩血管和利尿排钠作用可调整机体对收缩血管和水钠潴留激素的反应。无症状左心室功能障碍阶段，心钠素起主导作用以对抗交感-肾上腺系统激活所致血管收缩和血管内容量增多。但心室功能持续恶化时，血浆心钠素水平虽进一步增高，其代偿作用最终被前述3种神经激素的收缩血管、水钠潴留作用所抵销并压倒。 （5）局部组织内激素系统的变化： 近年研究证实心脏、血管、肾等组织能独立于全身内分泌系统，在局部产生和分泌作用于自身或邻近细胞的激素，即所谓组织自分泌和旁分泌系统。心肌（包括心肌细胞、间质细胞和微血管细胞）内能产生作用于局部心肌微血管和心肌的收缩血管、正性肌力和促生长的激素（如AngⅡ、内皮素），同时也产生与之具对抗作用的扩张微血管，负性肌力和抑制生长的激素（如内皮原性舒张因子、心钠素、前列腺素E2和前列腺素I2）。它们相互保持调控的平衡。心肌超负荷或心肌丧失时，心肌内自分泌和旁分泌系统激活，收缩血管、正性肌力和促生长的激素占优势。有证据表明在循环的神经内分泌系统激活趋向恢复正常或低水平激活阶段，心肌内自分泌和旁分泌系统持续激活，介导心肌重构和心室重塑持续进行，并维持一个较长阶段。 近年还发现人心肌内存在心肌促胰酶（humanmyocardial chymase），衰竭心肌内该酶较正常增多。心肌内Ang I向AngⅡ转化大部分通过该酶，仅小部分通过ACE的作用。ACEI不能抑制该酶的作用。 4.周围血管的变化上述神经激素的调节，导致周围动、静脉收缩。周围小动脉收缩使周围阻力增加。压力感受器调节反应性减弱，因而使用扩血管剂常不伴有明显的心率增快反应。为保持脑和心脏重要脏器在有限的心排血量时仍有足够的血供，皮肤、内脏、骨骼肌和肾脏的血循环常明显减少。这一区域性血流的改变也形成了心力衰竭的部份症状与体征。 在心力衰竭病理生理变化过程中，代偿机制的过度（overshoot）可导致：①心率过快，甚至发生快速性心律失常。这不仅增加心肌氧耗量，而且影响了舒张期心室充盈及冠脉灌流；②小动脉过度收缩，使周围血管阻力异常增高，心脏后负荷增加。而且肾素、血管紧张素及血管加压素无选择性地加强周围血管收缩，还能影响重要脏器的血供。此时，缩血管反应占优势，远超过心房利钠素和前列腺素E2和I2的扩血管反应；③水钠潴留，血容量增多，加之静脉收缩，使心脏前负荷显著增高。当左室充盈压＞2.0～2.4kPa（15～18mmHg）时，心搏量不再增加甚至下降，可出现明显的循环淤血和周围水肿。最终导致低心排血量，高周围阻力和循环淤血的心力衰竭。 |
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