心力衰竭概述

心力衰竭最常由左心室功能障碍引起（2）。因此，通用心力衰竭分类已根据左心室收缩功能将心力衰竭分为射血分数降低、保留、轻度降低和改善的类型（1）。左心衰竭时，心输出量减少，肺静脉压力升高。当肺毛细血管压力超过血浆蛋白的胶体渗透压（约 24 mmHg）时，液体会从毛细血管渗出到间质和肺泡中，从而降低肺顺应性并增加呼吸功。淋巴液引流增加但不能代偿肺内液体的增加。肺泡内明显积液（肺水肿）显著改变通气-灌注（V/Q）比值关系。缺氧的肺动脉血通过通气不良的肺泡，降低全身动脉氧合（动脉氧分压[PaO2]），引起呼吸困难。然而，呼吸困难可出现在V/Q比发生异常之前，可能是由于肺静脉压升高和呼吸功的增加；其确切的机制还不清楚。

在严重的或慢性左心衰竭患者中，常出现胸腔积液，进一步加重呼吸困难。分钟通气量增加；因此，动脉血二氧化碳分压（PaCO2）降低，血液pH值升高（呼吸性碱中毒）。明显的小气道间质水肿可以阻碍通气，PaCO2升高——预示呼吸衰竭即将发生的一个体征。

在HFrEF中（亦称收缩性心力衰竭），整体左心室收缩功能障碍为主要病理特征。左心室收缩不良，不能充分排空，导致:

• 舒张容积和压力增加

• 射血分数降低（≤ 40%）

能量利用、能量供应、电生理功能及收缩元件相互作用方面出现多种缺陷，同时伴有细胞内钙调节和环磷酸腺苷（cAMP）生成的异常。

显著的收缩功能障碍通常见于由心肌梗死、心肌炎和扩张型心肌病引起的心力衰竭。收缩功能障碍常首先影响左室或右室；左室衰竭常导致右室衰竭。

在 HFpEF（也称为舒张性心力衰竭）中，LV 充盈受损，导致

• 静息或运动时左室舒张末压升高

• 通常，正常的 LV 舒张末期容积

整体收缩功能及左心室射血分数维持在正常水平（≥ 50%）。

然而，在部分患者中，左室充盈受限导致左心室舒张末期容积减少，从而导致低心输出量和全身症状。左房压升高可引起肺动脉高压和肺淤血。

舒张功能障碍常起因于心室松弛（一个主动过程）受损，心室僵硬度增高，瓣膜病，或缩窄性心包炎。急性心肌缺血也是舒张功能障碍的一个病因。对充盈的抵抗随年龄的增长而增加，反映了心肌细胞的功能异常、心肌细胞的丢失以及间质胶原沉积增多；因此舒张功能障碍在老年人更常见。舒张功能障碍在肥厚型心肌病，伴有心室肥厚的疾病（如高血压，严重的主动脉瓣狭窄），以及心肌的淀粉样变中更多见。如果右室压力明显升高推动室间隔向左侧移动也会造成左室的充盈和功能受损。

舒张功能障碍被认为是心力衰竭的重要病因。约50%的心力衰竭患者患有射血分数保留型心衰；其患病率随年龄增长及糖尿病患者群体而增加（3）。HFpEF是一种复杂的、异质性的、多器官受累的全身性综合征，常伴随多种并存的病理生理机制。数据表明，多种合并症（如肥胖、高血压、糖尿病、慢性肾病）导致全身性炎症、广泛血管内皮功能障碍、心脏微血管功能障碍，最终，这些心脏的分子变化导致心肌纤维化和心室僵硬增加。因此，虽然HFrEF通常与原发性心肌损伤相关，但HFpEF可能与心脏外异常导致继发性心肌损伤有关。

射血分数轻度降低的心力衰竭（HFmrEF）定义为左心室射血分数在41%至49%之间。目前尚不清楚该组是一个独特的人群还是由患有 HFpEF 或 HFrEF 的患者混合组成。

心衰患者左室射血分数比先前值提高10%以上，且测量值超过40%，则归类为HFimpEF。

右心室衰竭通常作为左心室衰竭的后果或伴随发生。孤立性右心衰竭较为罕见。在涉及右心室功能障碍的心力衰竭中（参见右心衰竭），全身静脉压升高导致液体外渗，继而引发水肿，主要出现在下垂部位（能活动患者的下肢与足踝）及腹腔脏器。肝脏受影响最严重，但胃和肠也会充血；腹膜腔内可积聚液体，形成腹水。右心室衰竭通常会导致中度肝功能障碍，通常伴有结合胆红素和非结合胆红素、凝血酶原时间 (PT) 以及肝酶（尤其是碱性磷酸酶和 γ-谷氨酰转肽酶 [GGT]）的轻微升高。受损的肝脏降解醛固酮减少，进一步加剧液体潴留。慢性的内脏淤血可以产生食欲减退，营养和药物吸收不良，蛋白质丢失性肠病（主要表现为腹泻和明显低白蛋白血症），慢性胃肠道出血，和罕见的缺血性肠梗死。

当左心室收缩功能受损时（如射血分数保留的心力衰竭患者），需要更高的前负荷来维持心输出量。因此，心室会随时间发生重构。在重构期间，左室不再是卵圆形，而接近球形，并有扩张和肥厚；右室也可出现扩张或肥厚。重构在初期起代偿作用，但最终与不良结果相关，因为这些改变最终会增加心室舒张期的僵硬度和室壁的张力（即，舒张功能障碍随之发生），损害心脏功能，尤其是在体力活动的时候。 室壁压力增加，使心肌对氧的需求增加，加速了心肌细胞的凋亡（细胞程序性死亡）。扩张的心室还可以引起二尖瓣或三尖瓣反流（由于瓣环扩张），并进一步增加舒张末容积。

随着心排血量的减少，组织氧供的维持是通过增加血液中氧的摄取，有时也通过氧合血红蛋白解离曲线 (见图氧合血红蛋白解离曲线) 右移以促进氧气释放来实现的。

心排血量减少伴随着全身血压下降，激活动脉压力反射，增加交感神经张力，降低副交感神经张力。 结果，心率增加、心肌收缩力增强，选择性小动脉血管床收缩，静脉也收缩，引起水钠潴留。这些变化弥补了心室功能下降，有助于维持心衰早期的血流动力学稳态。 然而，这些代偿性改变增加了心脏做功、前负荷和后负荷；减少了冠脉和肾脏的灌注；引起液体积聚导致瘀血；增加钾排泄；并可能会引起心肌细胞坏死和心律失常。

当心功能恶化时，肾血流量减少（由于心输出量低）。 另外，肾静脉压增高，导致肾静脉充血。这些改变都会导致GFR（肾小球滤过率）降低、肾脏内血流重新分布。 滤过分数和钠滤过减少，但肾小管对钠的重吸收增加，导致水钠潴留。在运动时血流的再分布使肾脏血流更加减少，但休息时血供却反而增加。

肾脏灌注减少（以及可能由于心室功能下降而导致的动脉收缩期牵张降低）会激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统，从而增加钠和水的潴留以及肾和外周血管张力。 与心衰同时发生的强烈交感神经激活放大了这些效应。

肾素-血管紧张素-醛固酮-血管加压素（抗利尿激素[ADH]）系统引起一系列潜在有害的长期效应。 血管紧张素II通过引起血管收缩，包括肾小球出球动脉的收缩，以及增加醛固酮产生而加重心衰，醛固酮不仅增加远端肾单位对钠的重吸收，也使心肌和血管发生胶原沉积和纤维化。血管紧张素II增加去甲肾上腺素的释放，刺激血管加压素的释放，并触发细胞凋亡。血管紧张素II可能涉及血管和心肌肥厚，因而参与心脏和周围血管的重构，可能使心衰加重。醛固酮可以在心脏和血管中合成，而与血管紧张素 II 无关（可能由促皮质素、一氧化氮、自由基和其他刺激物介导），并且可能对这些器官产生有害影响。

心衰引起进行性肾功能不全（包括由治疗心衰的药物引起的肾功能不全）并促使心衰加重，称为心肾综合征。

在应激状态下，神经体液反应有助于增强心脏功能，维持血压和器官灌注。这些反应的慢性激活会破坏心肌刺激激素与血管收缩激素之间，以及心肌松弛激素与血管舒张激素之间的正常平衡。

心脏含有许多神经激素受体（如α-1、β-1、β-2、β-3、血管紧张素II 1型[AT1]和2型[AT2]受体、毒蕈碱受体、内皮素受体、血清素受体、腺苷受体、细胞因子受体、利钠肽受体）；所有这些受体的作用尚未完全明确。在心力衰竭患者中，β-1 受体（占心脏 β 受体的 70%）会下调，这可能是对强烈的交感神经激活的反应。下调的结果是心肌细胞收缩力受损和心率加快。

血浆去甲肾上腺素水平升高，很大程度上反映了交感神经激活，因为血浆肾上腺素水平并不升高。其有害作用包括血管收缩引起前负荷和后负荷增加，包括细胞凋亡在内的直接心肌损害，肾脏血流减少，激活其他神经激素系统，包括肾素-血管紧张素-醛固酮-血管加压素系统。

血管升压素的释放是由于血压下降，通过各种神经激素刺激所引起的一种反应。血管加压素增加，降低肾脏对自由水的排泄，可能是心衰患者发生低钠血症的原因。血压正常的心衰患者血管加压素水平存在差异。

心房利钠肽的释放是对心房容积和压力增加的反应；心室分泌的B型利钠肽（BNP）是对心室牵张的反应。 这些肽可促进肾脏的排钠作用，但在心衰患者，由于肾脏灌注压降低、受体下调，可能还有酶的降解作用增强，从而使这一作用被削弱了。 此外，利钠肽水平升高对肾素 - 血管紧张素 - 醛固酮系统和儿茶酚胺的刺激具有反馈调节作用。

由于心衰患者的内皮功能障碍，内源性的血管舒张因子（如，一氧化氮，前列腺素）分泌减少，而内源性血管收缩因子（如内皮素）生成增加，因而增加了后负荷。

衰竭的心脏和其他器官产生肿瘤坏死因子（TNF）-alpha。这种细胞因子增加了分解代谢，可能导致心性恶病质（肌肉组织丧失≥10%），这可能伴随严重症状性心衰，以及其他有害变化。衰竭的心脏也会发生代谢变化，表现为游离脂肪酸利用增加和葡萄糖利用减少；这些变化可能会成为治疗靶点。

与年龄相关的心脏和心血管系统的变化降低了心衰的表现阈值。心肌间质胶原蛋白增加，心肌僵硬，心肌舒张时间延长。 这些变化导致了左室舒张功能显著降低，即使是健康的老年人也是如此。随年龄增长心脏收缩功能也有中等程度降低。 与年龄相关的心肌和血管对beta肾上腺素能刺激的反应性下降进一步损害了心血管系统对增加做功需求的反应能力。

这些变化的结果是最大运动能力下降（30岁以后每10年下降8%），在运动顶点时心输出量也有一定的降低。有规律的体育锻炼可以减慢这种衰退。因此，老年患者比年轻患者更容易在全身性疾病的应激或相对轻微的心血管损害下出现心衰症状。应激因素包括感染（尤其是肺炎），甲亢，贫血，高血压，心肌缺血，缺氧，高热，肾衰竭，围术期静脉输液负荷，药物治疗依从性差或低盐饮食依从性差，和使用某些特定药物（尤其NSAIDs[非甾体抗炎药物]）。