第六节心力衰竭

心力衰竭，（heart failure)也称泵衰竭，指指由于心脏泵功能减弱，使心输出量绝对或相对减少，以致不能适应机体代谢需要的一种病理过程或综合征。当其呈慢性经过时，常伴有显著的静脉系统充血，故临床上亦称为充血性心力衰竭。各种原因所引起的心脏疾病最终均可能发生心力衰竭。
【心力衰竭的分类】通常按以下几种原则分类。
（一）根据发生的速度分为
1、急性心力衰竭发病急骤，心泵血功能急剧减弱，故机体不能及时充分发挥代偿作用。常伴有心源性休克。它主要由急性心肌梗死、重度心肌炎等疾病引起。
2、慢性心力衰竭发病较缓慢，病程较长，心力衰竭发生前一般均有较长期的心肌肥大等代偿过程。主要由心瓣膜病、高血压病、肺动脉高压等引起。
（二）根据发生的部位分为
1、左心衰竭它主要为左心室搏出功能障碍，以肺循环淤血为突出表现。多由高血压病、冠心病、主动脉瓣狭窄或关闭不全、二尖瓣关闭不全等引起。高度二尖瓣狭窄时引起的左心房收缩功能障碍，称为左心房衰竭。
2、右心衰竭它主要为右心室搏出功能障碍，以体循环淤血为突出表现。多由肺心。病、肺动脉瓣和三尖瓣的病变引起，也常继发于左心衰竭。
3、全心衰竭左、右心衰竭同时存在。见于：①心肌炎、心肌病和严重贫血等；②持久的左心衰竭继发右心衰竭，使左右心同时受累。
（三）根据心输出量的高低分为
1、低输出量性心力衰竭在静息状态下心输出量低于正常水平。见于各种心肌病变、心瓣膜病、冠心病、高血压病等。
2、高输出量性心力衰竭心力衰竭发生时，心输出量虽较心力衰竭前有所降低，但其绝对值仍高于或等于正常水平，由于此类患者组织需氧量增加或存在动－静脉短路，故其心输出量仍不能满足需要。它主要见于甲状腺机能亢进症、贫血、动静脉瘘及维生素B1缺乏等长期处于高动力循环状态的疾病。
临床上以慢性，低输出量性和左心衰竭最多见。
【心力衰竭的原因和诱因】
（一)原因
心力衰竭的根本问题是心肌收缩性降低。引起心肌收缩性降低的原因是多方面的，归纳起来不外是心肌本身的原发性损害和心脏负荷过重两个方面。
1、心脏负荷过重
（1）前负荷过重：前负荷也称容量负荷，是指心室在收缩之前所承受的负荷。相当于心室舒张末期容量，其大小取决于心室收缩前存于心室内的血量。由于心室容量增大，就引起每博输出量增加，从而使心脏负荷加重。导致左室前负菏过重的主要原因为主动脉瓣或二尖瓣关闭不全；引起右室前负荷过重的主要原因为肺动脉瓣或三尖瓣关闭不全，室间隔或房间隔缺损伴有左向右分流等。
(2) 后负荷过重：后负荷也称压力负荷，是指心脏在收缩时所承受的负荷，其大小取决于心脏射血时所遇到的阻力。一般可用主动脉压作为左心室后负荷的指标。由于后负荷过大，心肌必须作更有力的收缩才能将血液搏出，从而增加心负荷。造成左心室后负荷过重的主要原因为高血压、主动脉瓣狭窄；造成右心室后负荷过重的主要原因为肺动脉高压和肺动脉狭窄。
由于心脏负荷过重而引起的心力衰竭，一般都先发生心肌肥大等代偿适应性变化，故心脏功能在较长时期内能处于相对正常的状态，但长期负荷过重，引起代偿功能降低时，即可导致心肌收缩性减弱，以致出现心力衰竭。
2、心肌的原发性损害
(1)心肌缺血缺氧：心肌对氧的需求极大，必须有充分的血液和氧供应才能保持其正常功能。因此，任何引起心肌供血绝对或相对不足的因素，均可造成心肌收缩性减低。主要见于冠状动脉粥样硬化、严重贫血和低血压等。此外，维生素B1缺乏时，由于生物氧化过程障碍，也可引起心肌代谢障碍。
（2）、心肌病变：包括各种心肌炎和心肌退行性病变。由于心肌纤维变性、坏死，故心肌收缩性减弱，如果损害严重或发展迅速，而正常心肌又不足以代偿时，即可出现心力衰竭。
（二）诱因
促使心力衰竭发生的各种因素，主要是因引起心肌耗氧增加或供氧减少所致。心力衰竭常见的诱因有感染、过度体力活动、妊娠、分娩、心律失常、情绪激动，以及输液过多、过快等。
【机体的代偿活动】当心脏负荷过重或心肌受损引起心肌收缩性减弱时，并不能立即引起心输出量减少和出现静脉系统充血的临床表现。这是因为机体通过一系列代偿适应措施，仍能维持必需的心输出量。只有当心脏疾病继续加重，心肌收缩性进一步减弱时，才导致心力衰竭。机体的代偿活动主要有以下几个方面。
（一）心脏的代偿
1、心率加快在每搏输出量不变或稍有减少的情况下，一定程度的心率加快，一方面可使每分输出量增加，使血压维持正常水平；另一方面可使淤积于心腔和大静脉内的血液迅速流出，因而具有代偿意义。出现心率加快的机理，主要是由于每搏输出量减少所引起的血压偏低以及心房和腔静脉压的升高，反射性地通过交感神经兴奋所致。但是在心率过快（成人超过180次／分）时，因心舒期过短，心室充盈不足，而且心肌耗氧增大，此时反可引起心输出量明显下降，而促进心力衰竭的发生。临床上可用心率加快的程度作为判断。心力衰竭严重程度的一项指标。
2、心肌收缩力增强心肌收缩力增强可使每搏输出量增加，这是最有效的代偿方式。它可以通过以下两种形式来实现：
(1) 紧张原灶扩张：即伴有收缩力加强的心脏扩张。根据Frank－Starling关于长度张力相关定律，在一定限度内（肌小节长度2.0～2.2um），心肌初长度与心肌收缩力呈正相关。因此，容量负荷增加时，心腔扩张，肌小节的收缩强度增加，可使心肌收缩力增强，从而增加每搏输出量。
另外由于心力衰竭患者的交感神经活动加强，儿茶酚胺分泌增多，刺激心肌的肾上陷素能B受体，也可使心肌收缩力增强，心率加快。
（2）心肌肥大：心肌肥大是指心肌纤维变粗、变长，致使心壁变厚、心脏重量增加。可发生于整个心脏，也可局限于某一心房或心室。其发生机理尚不完全清楚，可能是由于长期负荷过大，使心肌代谢增强，细胞内的核糖核酸和蛋白质合成增多所致。心肌肥大不仅收缩力增强，在一定程度上还能增加心脏的储备力。因此是一种较为持久而有效的代偿方式。
（二）心外的代偿
在心力衰竭时，儿茶酚胺释放增多，可引起动、静脉收缩，由于动脉系统的收缩，可以提高外周阻力，使血压在心输出量下降情况下仍能保持不降或少降，保证重要器官的血液供应；由于静脉系统的收缩，可将其中所淤积的血液驱入心脏，增加回心血量，以提高每分输出量。故具有代偿作用。同时，由于肾血流减少，肾素－血管紧张素醛固酮系统被激活，引起体内钠、水潴留，也可使血容量增加。此外，由于心输出量减少，组织供血不足，还可使细胞内线粒体的数量增多、呼吸酶活性增强，从而使组织利用氧的能力增强。缺氧还可使血液红细胞数和血红蛋白量增多,增强带氧能力。
总之，通过上述代偿作用，可以在一定程度上提高心输出量，如心输出量能满足机体在劳动时的代谢需要，称为完全代偿；若仅能满足休息或轻微体力活动时的需要，则称为不完全代偿。由于心脏的代偿功能有一定限度，而且每种代偿方式都有其潜在的不良影响。如病因持续作用或某些诱因使心负荷加重，就会引起失代偿，而出现心力衰竭的各种病理生理变化和临床表现。故心力衰竭的发生，实际上就是心脏功能由完全代偿发展为不完全代偿，最后失代偿的过程，也是不断消耗心脏储备的过程。
【心力衰竭的发生机理】心力衰竭的发生机理至今尚未完全阐明，但随研究方法的不断完善，近年已从分子水平和亚分子水平研究正常和病理状态下的心脏活动，取得了很大进展。目前认为，心肌舒缩障碍是心力衰竭发生的基础，对引起心肌舒缩障碍的机理主要有以下认识。
(一)心肌收缩性减弱
1、心肌结构的破坏正常的心肌结构是心脏完成泵血功能的物质基础。因此，当严重的心肌缺血、缺氧、感染、中毒等造成大量心肌纤维变性、坏死，使心肌收缩蛋白大量破坏时，必然引起心肌收缩性的减弱而导致，心力衰竭。但这种因心肌结构严重破坏所引起的心力衰竭，临床上毕竟只占较少的数量。
2、心肌能量代谢障碍心肌活动必须消耗大量能量。正常情况下，心肌的能量来源主要是游离脂肪酸，其次为乳酸、酮体及葡萄糖等物质径线粒体内经有氧氧化产能；产生的能量经氧化磷酸化作用，以ATP和磷酸肌酸（CP）的形式贮存；心肌利用贮存的ATP，使化学能转变为机械能以供收缩作功之用。因此能量代谢的任何环节发生障碍，均可导致心肌收缩性减弱。
（1）能量产生障碍：常见于：①冠状动脉粥样硬化、严重贫血时，均可因供应或供氧减少，导致心肌缺氧，使能量产生不足；②维生素B1缺乏时，因丙酮酸氧化脱玫辅酶减少，致丙酮酸氧化障碍，影响能量的产生；③心肌过度肥大，一方面是因毛细血管的增生与心肌肥大的程度不相适应，单位体积心肌中的毛细血管数量减少，引起供血相对不足；另一方面增粗的心肌纤维与毛细血管之间距离加大，影响氧弥散至心肌纤维内部的速度，均可导致心肌缺氧，引起能量生成不足。
（2）能量利用障碍：心肌氧化磷酸化过程中所产生的ATP，主要是在心肌兴奋。收缩偶联过程中通过肌球蛋白头部ATP。酶水解，为心肌收缩提供能量。现在认为由高血压、心瓣膜病等引起的心力衰竭，主要是由于心肌利用能量障碍所致，其机理可能是心肌因负荷过重，引起ATP酶同工酶中活性最低的V3增多，而活性最高的V1减少、故ATP酶活性降低， ATP水解发生障碍，从而影响肌球蛋白与肌动蛋白相互作用的强度，造成心肌收缩性减弱。
3、兴奋。收缩偶联障碍正常心肌在复极化时，心肌细胞内肌质网中的ATP酶（钙泵）被激活，使细胞质中Ca2加逆浓度差被摄取到肌质网内储存，同时，另一部分Ca2加从细胞胞质内被转运到细胞外，结果使心肌细胞胞质中的Ca2加浓度降低，故心肌舒张；在心肌除极化时，肌质网向胞质内释放Ca2加，同时又有Ca2加从细胞外进入胞质，因而使心肌细胞胞质内Ca2加 浓度升高（＞10-5mo1／L，引起心肌收缩。因此，在心肌兴奋－收缩偶联过程中， Ca2加运转的速度与数量是决定心肌收缩的重要因素，而Ca2加运转失常就成为心肌收缩性减弱的关键。引起Ca2加运转失常的机理主要为：
（1）在过度肥大的心肌细胞中，肌质网ATP酶的活性降低，致使在心肌复极化时，肌质网摄取和储存的Ca2加量均减少，故在除极化时，肌质网向细胞质内释放的Ca2加也因之减少，从而导致心肌细胞除极化时胞质的Ca2加浓度降低（＜10-5mo1／L),心肌收缩性因而减弱。
（2）由于心肌内代谢物氧化不全，致细胞内产生酸中毒，H加浓度升高。固H加与肌钙蛋白的结合力比Ca2加与矾钙蛋白的结合力强许多倍，故H加浓度升高可竞争性地抑制肌钙蛋白与Ca2加结合，而使心肌的兴奋收缩偶联发生障碍。也有人认为，在H加浓度增高时，Ca2与肌质网结合比较牢固，因此除极化时，肌质网释放Ca2加减少而致兴奋。收缩偶联发生障碍。
（3)心力衰竭时虽然血中的儿茶酚胺增高、但心肌中的去甲肾上腺素含量却减少。正常情况下受体结合后，通过激活腺苷酸环化酶，可使心肌细胞构的AT P转变为cAMP，cAMP一方面能促使Ca2加内流，另方面又可通过蛋白激酶的活化而使心肌细胞肌 质网的一种蛋白磷酸化，使肌质网摄取和释放Ca2加的速度增加，故去甲肾上腺素有加强心肌兴 奋收缩偶联的作用。因此，心肌内去甲肾上腺素含量减少，也可引起心肌的兴奋。收缩偶联过 程发生障碍。心力衰竭时肥大心肌内去甲肾上腺素减少，除了可能与合成减少有关外，还可能 是由于消耗过多。
（二）心室舒张功能障碍和顺应性降低
心室舒张功能和顺应性是保证血液流入心脏的基本因素。若心室舒张延缓，或舒张顺应性降低，僵硬度增加，均可影响心室的舒张期充盈，从而影响心脏的搏出量和射血功能;还可减少冠状动脉的灌流。大约30％心力衰竭的发生与此种因素作用有关。如心肌缺血缺氧所致的心力衰竭，当心肌复极化时，由于ATP不足或肌质网Ca2加 ATP酶活性降低，致使心肌胞质中Ca2加浓度不能迅速降低到使Ca2加与肌钙蛋白分离的水平；或因ATP不足，肌球，肌动蛋白复合体分离延缓，从而导致心肌舒张延缓或舒张不全，严重影响心室的舒张期充盈。心室顺应性降低多见于心肌肥大或心肌炎性病变，因此时心室壁增厚,僵硬度增大。
(三)心室各部舒缩活动不协调
某些心脏疾患如心肌梗死、心肌炎和心内传导阻滞等，可能使心脏各部分的收缩或舒张活动在空间和时间上产生不协调性。心室收缩不协调，可减少心室的射血量，舒张不协调可影响心脏的舒张充盈，二者均可使心输出量减少。总之，心力衰竭的发生机理颇为复杂、可以认为心力衰竭的发生发展是多种机理共同作用的结果。但由于心力衰竭的原因不同，上述机理在各种心力衰竭发生发展中所起的作用也不尽相同。多数心力衰竭主要是由于心肌收缩性减弱所致。
【心力衰竭时机体的主要变化和临床表现】心力衰竭时，由于心脏泵功能减弱，不能将回心血液完全排出，从而导致心输出量减少，并使静脉系统血液回心障碍，引起肺、体循环淤血，这是心力衰竭时机体产生各种功能代谢变化和临床表现的病理基础。从血液动力学观点分析，可以归纳为以下三组变化。
（一）肺淤血的改变与临床表现
正常情况下，肺毛细血管内压比较低（0.8～1.6kPa），而血浆胶体渗透压则较高（3.3～4.0kPa），淋巴系统也很丰富，且毛细血管及肺泡壁通透性极低，因此能有效地防止水分在肺间质积聚，使肺泡保持干燥。心力衰竭，特别是左心衰竭时，由于左心房内压升高，肺静脉回流受阻，使肺毛细血管内压过高，这是造成肺淤血和肺水肿的决定性因素。肺组织淤血、水肿的发展过程常具有明显的阶段性和区域性。在肺淤血初期，淋巴回流明显增加，这是一种代偿反应，但随左心房内压逐渐增高，不仅使肺毛细血管内压升高，也使淋巴回流减少，因而形成间质性肺水肿；随水分在间质积聚过多，可引起肺泡上皮细胞结合处开放，水分即进入肺泡腔，形成肺泡水肿。同时，由于重力关系，肺毛细血管内压一般在肺底部比肺中部、高，肺中部又比肺尖部高。因此，当肺底部为间质性水肿时，肺尖部仅为肺充血；肺尖部为间质性水肿时，肺底部可能已形成肺泡水肿。由于这些变化特点，必将影响肺淤血改变的轻重缓急，因而可出现复杂的临床症状和体征。
肺淤血的基本症状为呼吸困难，主要体征是肺内的湿罗音。呼吸困难的发生机理为:
①肺的顺应性降低，吸入与正常同样量的空气必须增大胸廓运动幅度，致患者感到呼吸费力．②肺血管内压增高，刺激肺毛细血管感受器，通过迷走神经传入中枢，使呼吸中枢兴奋，呼吸运动增强，致患者感到呼吸费力；③肺泡毛细血管与肺泡间的气体交换障碍，动脉血氧分压降低，从而反射性地引起呼吸中枢兴奋，使呼吸运动增强。呼吸困难的程度与左心房内压升高和肺淤血的程度有密切关系，临床上根据呼吸困难的程度常将其分为以下三种形式：
(1)劳力性呼吸困难：心力衰竭早期或程度较轻时，仅在体力劳动时由于循环速度加快，回心血量增多，使左心房内压升高，加重肺淤血，而出现呼吸困难。这常是左心衰竭的早期表现，以后逐渐发展为轻体力劳动，甚至休息时也出现呼吸困难。
（2）端坐性呼吸：平卧时呼吸困难加重，故患者常被迫采取高枕、半卧位或坐位，以减轻呼吸困难，这是因为平卧时从下肢和腹腔静脉回心的血量增多，加重肺淤血；同时，卧位时隔肌上举，妨碍肺的扩张，特别是有肝肿大和腹水时更明显。相反，端坐时因重力作用，使血液聚积于腹腔和下肢静脉，回心血量减少，肺淤血减轻；而且此时胸腔容积亦较卧位时增大，有助于肺的扩张。
（3）夜间阵发性呼吸困难：这种呼吸困难主要发生在夜间熟睡后1～2小时，患者常因胸闷、气紧突然惊醒，立即坐起，频繁咳嗽，咯出泡沫样痰，并伴气喘，故又称为心脏性哮喘。其发生机理为：①夜间睡眠时，中枢神经系统高级部位和交感神经兴奋性降低，而迷走神经兴奋性相对增高，使支气管平滑肌痉挛；②夜间睡眠时，呼吸中枢兴奋性降低，故呼吸浅慢， CO2在血中逐渐聚积，当达到一定程度时，即可刺激中枢化学感受器，反射性地引起呼吸加深加快；③卧床后，下半身静脉血回流增多，而且在白天因重力关系积聚在下垂部位组织间隙中的水肿液也固体位改变而回流入血，使肺淤血加剧。
当左心衰竭患者同时伴有右心衰竭时，由于回到右心的血液减少，可使肺淤血减轻，呼吸困难也可随之减轻。仅有右心衰竭者，也可因缺氧和右心房压力升高，反射性地引起呼吸中枢兴奋，发生呼吸困难，但程度远较左心衰竭者轻。
（二）心输出量减少的改变与临床表现
心力衰竭时，由于出现代偿反应，心输出量早期不致过低，但随心肌损害和心脏负荷的进一步加重，即可出现心输出量减少和外周组织灌注不足的各种改变。
1、钠、水潴留这是慢性心力衰竭最重要的改变。其发生机理是：①心输出量减少，使肾血流减少，肾小球滤过率因而降低，致原尿生成减少；②由于肾血流减少，肾素，血管紧张素。醛固酮系统活动增强，使醛固酮分泌增多，血管紧张素2还能刺激下丘脑。神经垂体使抗利尿激素释放增多，因而使肾小管对钠。水的重吸收均增强，造成钠、水潴留。③因肝淤血，使肝对醛固酮和抗利尿激素的灭活能力降低，也起一定作用。由于钠、水潴留，加上因缺氧刺激骨髓使造血功能增强，红细胞生成增多，从而造成血容量增加。血容量增加在一定程度上可以改善组织的血液供应，减轻组织缺氧（但同时又可加重心脏负荷，促进心力衰竭的发展。
2、电解质和酸碱平衡失调心力衰竭时，可发生不同类型的电解质和酸碱平衡失调。电解质紊乱以钠、钾较为重要，但多数患者均可在正常范围内，只有严重的心力衰竭，或在忌盐、进食少、应用利尿剂等情况下，才出现低钠、低钾血症。严重心力衰竭时，可因发生低血流性缺氧而引起代谢性酸中毒，特别在伴有肾功能障碍时更易出现。
3、血液重新分布心输出量减少，可使动脉系统充盈不足，同时又通过窦弓反射引起外周小血管收缩，从而造成全身器官组织的血流量减少。由于各器官血管对交感神经兴奋的反应不一致，因而发生血液重新分布。心力衰竭时，肾血流量减少最显著，其次为皮肤和肝；但因交感神经兴奋时脑血管并不收缩，冠状血管反可扩张，故脑和心的血液供应可不减少。这种血液分布具有重要生理意义。
由于心输出量减少，常可造成全身组织、器官的血液灌注不足。如心指数（Cl，正常为45mls -1／m2～58.4m1s-1／m2 降至33.3mls-1/m2～36.7mls-1/m2时，即可出现外周血液灌注不足的各种症状， Cl降至30mls-1 ／m2～33.3mls-1／m2 时，即出现心源性休克。外周血液灌注不足的表现是多方面的，如疲乏无力、失眠。嗜睡、皮肤苍白或紫绀、皮温较低、易出汗、尿少及夜尿、脉压差变小等，严重者血压下降、昏迷、周期性呼吸，甚至休克。
（三）体循环淤血的改变与临床表现
慢性右心衰竭或全心衰竭时，体循环淤血十分严重。由于体循环淤血引起静脉压升高和血流变慢，而出现以下改变：
1、颈静脉怒张由于静脉压升高，使颈静脉极度扩张，并常有搏动。这是右心衰竭的早期表现。
2、 肝淤血表现为肝肿大并有压痛，肝颈静脉反流征阳性。也是右心衰竭的早期表现，长期慢性肝淤血，还可造成心源性肝硬变，少数患者可同时有脾肿大。
3、胃肠淤血常因胃、肠壁淤血水肿，患者表现消化不良、食欲不振、恶心、呕吐和腹泻、严重者可引起肠原性蛋白丧失，促进恶病质形成。
4、紫绀表现为指（趾）、唇、耳廓等末梢部位的皮肤呈紫蓝色，一般慢性左心衰竭时较轻，而急性左心衰竭和慢性右心衰竭时明显，特别是慢性肺心病和先天性心脏病（伴有右向左分流时）更为严重。
5、心性水肿多出现于颈静脉怒张和肝肿大之后。引起心性水肿的原因主要是钠、水潴留，其次是静脉压升高。水肿首先出现于下垂部位，随病情加重，可发生胸水和腹水。
6、血流缓慢由于血流缓慢，循环时间常延长。左心衰竭时，臂至舌循环时间延长，右心衰竭时，臂至肺循环时间延长。
上述三组变化在不同类型心力衰竭中表现有所差别。如急性右心衰竭突出的是有心输出量不足，慢性右心衰竭主要为体循环淤血；而慢性右心衰竭急性发作时，则可同时有体循环淤血和外周血液灌注不足。急、慢性左心衰竭则主要表现为肺淤血的改变，严重者有外周血液灌注不足。全心衰竭时，往往三组变化均存在，但又各具程度差异，因而构成复杂的临床征象。
（肖延熙）