循环系统病理生理学.ppt

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1、循环系统 病理生理学,据世界心脏联盟统计，在全世界范围内，每死亡3人，就有1人的死因是心血管病症。该统计材料还显示，80死于心血管疾病的人来自于中低收入的国家和地区，而且这些国家和地区心血管疾病的死亡率随着肥胖症患者和吸烟人数的增加继续呈上升趋势，心血管疾病的死亡率仍远远高于包括癌症、艾滋病在内的其它疾病，它的危害无年龄、身份、地域之分，并且已经逐渐升至为威胁人类健康的“第一杀手”。,循环系统疾病的病理生理学,病因与分类病理生理变化心力衰竭防治的病生基础,循环系统疾病的分类,按病因分类,按病变部位分类,-先天性心血管病-后天性心血管病,-心脏瓣膜病-心肌病-心包疾病-大血管疾病-各组织结构的先

2、天畸形,循环系统疾病的主要致病因素,生物性因素物理因素生活方式精神心理因素遗传因素年龄性别等因素,循环系统疾病的病理生理变化,细胞无氧酵解增强 心率加快 心肌收缩力增强 心排血量增加 呼吸深快,早期的代偿性变化,失代偿后的病理生理变化,循环系统疾病的病理生理变化,心律失常 血液分流 高动力循环状态 冠脉循环功能不全 心力衰竭 其他病理改变,失代偿后的病理生理变化,心功能不全,心 泵 功 能,完全代偿阶段(满足机体需要),失代偿阶段(不能满足需要),心力衰竭,心输出量,心舒缩功能,心力储备,Heart Failure,心力衰竭,心力衰竭,病因,心脏收缩和/或舒张功能障碍,(heart failu

3、re),概述,基 本机 制,高动力循环状态(hyperkinetic state),指在安静情况下，心脏排血量及外周循环血液灌流量高于正常的状态。,可见于动-静脉瘘、严重贫血、甲亢、妊娠等情况时出现,5.25L/min,心力衰竭,病因,心脏收缩和/或舒张功能障碍,(heart failure),概述,基 本机 制,病因与诱因,*心肌舒缩功能障碍,*心脏负荷过度,*心脏异常冲动形成,*心肌舒缩功能障碍,心肌细胞损害,心肌代谢异常,心肌细胞直接受损所致,最常见,缺血 缺氧 VitB1缺乏,心肌炎 心肌中毒 心肌纤维化,-原发性,*心肌舒缩功能障碍,心肌细胞直接受损所致,最常见,-原发性,心输出量减

4、少,*心脏负荷过度,-压力负荷(后负荷)过度,-容量负荷(前负荷)过度,高血压、主动脉瓣狭窄等肺动脉高压、肺动脉瓣狭窄等,主(肺)动脉瓣关闭不全二(三)尖瓣关闭不全 严重贫血等,心肌舒缩功能障碍,心肌肥大,-继发性,心输出量减少,*心肌异常冲动形成,心律失常,心脏舒缩活动不协调,各种病因,心输出量减少,全身感染,病因与诱因,-代谢增加，加重心脏负荷-心率加快，加剧供需矛盾-感染源直接损伤心肌-肺部感染，供氧进一步减少,心律失常 尤其快速型,-心率加快，心脏耗氧增加-冠脉充盈不足，供氧减少-心率加快，心室充盈不足-房室活动不协调,妊娠与分娩,-血容量增加，前负荷增大-心率加快，加大心脏供需矛盾-

5、分娩时外周阻力增大-其他,酸碱失衡及电解质代谢紊乱,-钾代谢紊乱-酸中毒,与Ca2+竞争肌钙蛋白 抑制Ca2+内流 抑制肌浆网释Ca2+抑肌球蛋白ATP酶活性 使血管扩张,劳累,-回心血量增多，加重肺淤血，供氧减少-心率加快，舒张期缩短，加重肺淤血-机体需氧量增加，加重供需矛盾,医源性因素,输液过快停药不当,其他,妊娠与分娩,诱因,全身感染,心律失常,酸碱失衡和电解质代谢紊乱,其它,以 病 因 为 基 础,*按发生速度,*按心输出量高低,*按病情轻重,低输出量性心衰高输出量性心衰：高动力循环状态,*按发生速度,*按心输出量高低,*按发病部位,*按病情轻重,*按舒缩功能障碍,相关概念,心肌衰竭(

6、myocardial failure),充血性心力衰竭(congestive heart failure),-心肌自身舒缩功能严重降低所致,-常呈慢性经过，并常伴有血容量和组织间液增多及体循环和肺循环静脉淤血水肿,心力衰竭,病因,心脏收缩和/或舒张功能障碍,(heart failure),基 本机 制,*正常心肌舒缩的分子基础,Ca2+,ATP酶,心肌舒缩过程,I C T,Ca2+,ATP酶,心肌舒缩过程,收缩蛋白调节蛋白Ca2+ATP,*正常心肌舒缩的分子基础,兴奋-收缩耦联的关键,能源,舒缩三要素：1.完整的结构 2.足够的能量 3.正常Ca2+转运(10-7mol/L10-5mol/L)

7、,心肌舒缩功能障碍,心肌收缩功能降低心肌舒张功能异常心脏各部舒缩活动不协调,机制,心肌在肌膜动作电位触发下 产生张力和缩短的能力是决定心输出量的最关键因素,心肌收缩性(Myocardial Contractility)：,机制,(Decreased Myocardial Contractility),心肌收缩成分减少(Damaged Cardiomyocyte),心肌能量代谢障碍(Metabolic Dysfunction of Myocardium),心肌兴奋-收缩耦联障碍(Dysfunction of Excitation-Contraction coupling),机制,收缩成分减少,-

8、心肌细胞数量,坏死,凋亡,缺血、缺氧、感染、中毒（急性心梗）,心肌收缩功能降低,机制,氧化应激、细胞因子作用、钙稳态失衡、线粒体功能异常,收缩成分减少,-心肌细胞细胞数,-肥大心肌收缩成分相对减少,机制,心肌收缩功能降低,心肌能量代谢障碍,能量生成能量储存能量利用,障碍障碍障碍,机制,心肌收缩功能降低,*能量生成障碍,心肌缺血、缺氧 VitB1缺乏,心肌能量代谢障碍,原因,影响机制,肌丝滑动用能,钙泵用能,钠泵用能,收缩相关蛋白合成,ATP,Ca2+转运异常,钙超载,线粒体受损,机制,*能量储存障碍,肌酸激酶活性降低,心肌能量代谢障碍,影响机制,肌丝滑动用能,钙泵用能,钠泵用能,收缩相关蛋白合

9、成,PCr、ATP,Ca2+转运异常,钙超载,线粒体受损,机制,*能量利用障碍,心肌过度肥大 酸中毒,横桥头部 ATP酶活性降低,同工酶活性：V1 V2 V3()()(),(V3 型),原因,影响机制,心肌能量代谢障碍,机制,心肌兴奋-收缩耦联障碍,关键：Ca2+转运失常,机制,心肌收缩功能降低,静息,兴奋-收缩(去极化),10-7mol/L,正常兴奋-收缩耦联,心肌兴奋-收缩耦联障碍,关键：Ca2+转运失常,*肌浆网Ca2+转运功能障碍,*细胞膜Ca2+转运障碍,*肌钙蛋白与Ca2+结合障碍,机制,心肌收缩功能降低,*肌浆网Ca2+转运功能障碍,缺血缺氧 ATP 钙泵活性,Ca2+摄取能力,

10、机制,钙泵,ATP,复极化时,PLB,P,Ca2+10-7mol/L,NE-R,心肌舒张不充分,机制,肌浆网泄露Ca2+,Ca2+储存量,储90%的胞内Ca2+,肌浆网摄Ca2+,*肌浆网Ca2+转运功能障碍,Na+/Ca2+交换外排Ca2+,Ca2+储存量心肌收缩期释Ca2+,机制,收缩期肌浆网释Ca2+心肌收缩力减弱,Ca2+释放量,胞膜钙通道与RyR2脱偶联,肌浆网Ca2+储量,肌浆网钙释放蛋白,*肌浆网Ca2+处理功能障碍,机制,心肌兴奋-收缩耦联障碍,关键：Ca2+转运失常,*肌浆网Ca2+处理功能障碍,*胞外Ca2+内流障碍,*肌钙蛋白与Ca2+结合障碍,机制,心肌收缩功能降低,*

11、Ca2+内流障碍,Ca2+内流,途径：,胞膜钙通道胞膜钠钙交换体,作用：,升高胞内Ca2+浓度诱发肌浆网释Ca2+,机制,Ca2+内流途径,-,-,膜“电压依赖 性”钙通道,“受体操纵性”钙通道,Na+/Ca2+交换体,NE,Ca2+,*Ca2+内流障碍,衰竭心肌 NE 受体,机制,*肌钙蛋白与Ca2+结合障碍,酸中毒,胞内Ca2+浓度达收缩阈值,肌钙蛋白与Ca2+结合活性正常,不够,下降,H+与 Ca2+竞争结合肌钙蛋白,机制,心肌收缩成分减少,心肌能量代谢障碍,兴奋-收缩偶联障碍,心肌收缩功能降低,小结,基本机制：心肌舒缩功能障碍,静息,兴奋-收缩(去极化),舒张(复极化),10-7mol

12、/L,正常兴奋-收缩耦联,*钙离子操纵异常,*肌球肌动蛋白复合体解离障碍,*心室舒张势能减少,*心室顺应性降低,机制,*钙离子操纵异常,心室舒张功能障碍,肌浆网Ca2+泄露,胞浆Ca2+10-7mol/LCa2+与肌钙蛋白解离难,肌浆网钙泵,Na+/Ca2+交换体,机制,*肌球肌动蛋白复合体解离障碍,机制,(impaired dissociation of the catin-myosin plex),*肌球肌动蛋白复合体解离障碍,ATP,机制,ATP,*肌球肌动蛋白复合体解离障碍,机制,ATP,钙瞬变时间延长,收缩蛋白自身异常,*心室舒张势能减少,心肌收缩性,几何构型改变小,前后负荷增大室壁

13、张力增大,舒张势能减小,机制,(Decreased centricular diastolic potential),*心室顺应性降低(reduced ventricular pliance),心室顺应性(dv/dp),心室僵硬度(dp/dv),正常,降低,升高,P-V曲线,舒张末压,舒张末容积,见于：心肌肥厚 心肌炎症 水肿纤维化 间质增生,机制,*心室顺应性降低(reduced ventricular pliance),心肌肥厚心肌炎症水肿纤维化间质增生,机制,肌联蛋白N2B异构体表达增加肌联蛋白磷酸化减少,心室顺应性降低,*心室顺应性降低(reduced ventricular plia

14、nce),心室顺应性,机制,*钙离子操纵异常,*肌球肌动蛋白复合体解离障碍,*心室舒张势能减少,*心室顺应性降低,小结,基本机制：心肌舒缩功能障碍,发病机制,房-室间舒缩不协调,左-右心间舒缩不协调,同室各区域间舒缩不协调,表现为：运动同步失调,机制,(asynergic myocardial contraction-relaxation),心室壁收缩不协调常见类型,*原因,病因引起心律失常所致,机制,(asynergic myocardial contraction-relaxation),心脏各部病变不均一所致,*机制,机制,受损心肌电活动异常,心室壁各部舒缩不同步,心输出量 减 少,各型

15、心律失常,各部病变不均一,心脏各部舒缩不同步,心力衰竭,心肌收缩功能降低,心脏各部舒缩不协调,心室舒张功能障碍,机制总结,心衰时机体代偿反应,满足正常活动需要,轻度心衰,明显心衰,机体代偿,满足安静状态需要,不能满足安静需要,无心衰,心衰时机体代偿反应,代偿反应,*交感-肾上腺髓质系统激活,*RAAS激活,*其他神经内分泌因子激活,是机体全部代偿反应的基础,*代偿意义,*不利影响,维持心输出量保证重要脏器血液供应,长期持续激活可促进心衰进展,*心率加快,*心脏扩张,*心肌肥大,*心肌收缩性增强,特点,发动快 见效速 有限度 不经济,*心率加快,机制,意义,有利：提高心输出量(一定范围内),不利

16、：增加氧耗 缩短舒张期,心脏代偿,特点,发动快 经济 有效 有一定限度,*心肌收缩性增加,机制,意义,有利：提高心输出量,不利：增加氧耗,心脏代偿,快速代偿 但有一定限度,特点,机制,心脏代偿,*心脏扩张(cardiac dilatation),增加肌节初长度收缩力,最适初长度：2.2 m,正常时:1.72.1 m,增加肌节初长度收缩力,肌节过度拉长：,心脏代偿,收缩力,*心脏扩张(cardiac dilatation),心脏代偿,*心脏扩张(cardiac dilatation),紧张源性扩张,-心肌拉长不伴收缩力增强,代偿,失代偿,肌源性扩张,-心脏扩大伴收缩力增强,表现,*心肌肥大(my

17、ocardial hypertrophy),指心肌细胞体积增大 重量增加,特点,慢性代偿 经济 持久 有效但也有一定限度,分类,心脏代偿,向心性肥大(concentric hypertrophy)离心性肥大(eccentric hypertrophy),并联性增生,串联性增生,室壁增厚,室壁似正常,向心性,离心性,压力负荷过度,容量负荷过度,心腔无扩大,心腔明显扩大,心脏代偿,两种心肌肥大比较,机制,意义,*心肌肥大(myocardial hypertrophy),代偿：提高心肌总收缩力 降低室壁张力,失代偿：,心脏代偿,心肌肥大超过一定限度,心肌过度肥大,射血阻抗增大,线粒体数目不足,毛细血

18、管数量增加不足,肌球蛋白ATP酶活性,肌浆网Ca2+转运障碍 心肌间质胶原增生,长期负荷过度,心肌 过度肥大,*血容量增加,*血液重新分配,*组织利用氧能力增强,*红细胞增多,慢性心衰重要代偿机制由钠水潴留所致,注意:这些代偿也有一定限度,代偿反应,思考：长期高血压患者是如何发生心力衰竭的？,概述 病因、诱因 发病机制 机体代偿反应 临床表现的病生基础 防治的病生基础,心力衰竭,患者，男，35岁，风湿性心脏病14年，以往每逢重体力劳动后即感心慌气喘，休息后可缓解，且逐年加重，重时胸闷，不能平躺，有时出现下肢浮肿。近日受凉后出现胸闷气短，昨夜间睡眠时突然惊醒，伴咳嗽、咯少量粉红色泡沫痰。查体：颈

19、静脉怒张，肝颈静脉回流征（+），双肺底可闻及散在湿啰音。心界向两侧扩大，心音低钝，心尖区可闻及3级舒张期隆隆样杂音，肝肋下3厘米，质稍硬。腹胀，双下肢浮肿。,临床表现的病生基础,心力衰竭,心输出量不足,肺循环淤血,静脉回流障碍,体循环淤血,*静脉淤血和静脉压升高,全心衰或右心衰,*心源性水肿,*肝、肾和胃肠道功能异常,临床表现,(congestion of systemic circulation),*呼吸困难,左心衰,临床表现,*肺水肿,(congestion of pulmonary circulation),左心衰最早症状,*呼吸困难(dyspnea),劳力性呼吸困难 exertiona

20、l dyspnea,活动时,耗氧 酸性物质兴奋呼吸中枢,回心量加重肺淤血,心率 左室充盈，加重肺淤血,肺循环充血,*呼吸困难(dyspnea),端坐呼吸(orthopnea),肺循环充血,安静时感到呼吸困难，甚至不能平卧位，必须采取端坐位或半卧位方可减轻呼吸困难程度。,体位对回心血量和肺活量的影响,*呼吸困难(dyspnea),端坐呼吸(orthopnea),肺循环充血,平卧时,端坐位时，症状可以减轻，故病人被迫坐起。,夜间阵发性呼吸困难(paroxysmal nocturnal dyspnea),-左心衰典型表现,*呼吸困难(dyspnea),肺循环充血,夜间入睡后突感气闷被惊醒，在端坐咳喘

21、后缓解,夜间阵发性呼吸困难(paroxysmal nocturnal dyspnea),*呼吸困难(dyspnea),肺循环充血,平卧时,入睡后,*肺水肿(pulmonare edema),机制,肺毛细血管压,-急性左心衰最严重表现,肺毛细血管通透性,肺泡表面活性物质破坏,肺循环充血,*皮肤苍白或发绀,-外周血液灌注不足,*疲乏无力、失眠、嗜睡,*尿量减少,*心源性休克,临床表现,(low cardiac output),患者，男，35岁，风湿性心脏病14年，以往每逢重体力劳动后即感心慌气喘，休息后可缓解，且逐年加重，重时胸闷，不能平躺，有时出现下肢浮肿。近日受凉后出现胸闷气短，昨夜间睡眠时突然惊醒，伴咳嗽、咯少量粉红色泡沫痰。查体：颈静脉怒张，肝颈静脉回流征（+），双肺底可闻及散在湿啰音。心界向两侧扩大，心音低钝，心尖区可闻及3级舒张期隆隆样杂音，肝肋下3厘米，质稍硬。腹胀，双下肢浮肿。,请思考：1.该患者目前发生的最主要的病理过程是什么？试分析其原因和诱因。2.该患者出现的呼吸困难的类型有哪 些？试分析其发生机制。,概述 病因、诱因与分类 发病机制 机体代偿反应 临床表现的病生基础 防治的病生基础,心功能不全,防治心衰的病生基础,强心药 钙拮抗剂等,调整前负荷 降低后负荷,利尿等,The end!,