心力衰竭(heart failure,HF)的病理生理机制是一个复杂的多因素过程,涉及心肌结构、神经内分泌系统、血流动力学及细胞分子层面的异常。以下是其核心机制的总结:
一、心肌结构与功能改变
1. 心肌损伤与心室重构:心力衰竭的核心是心肌收缩或舒张功能障碍,常见于心肌缺血(如冠心病)、心肌炎或长期压力负荷(如高血压)。心肌细胞死亡(坏死或凋亡)导致心室壁应力增加,引发心室扩张或肥厚(心肌重构)。心室重构分为两种类型:
向心性肥厚:心肌细胞增粗,室壁增厚以应对压力负荷增加(如高血压)。 离心性肥厚:心室腔扩大,心肌变薄以代偿容量负荷过重(如瓣膜反流)。
2. 心肌纤维化与僵硬度增加
心肌损伤后,成纤维细胞活化导致胶原沉积,心肌纤维化使心室顺应性下降,影响舒张期充盈(如舒张性心衰)。
二、神经内分泌系统激活
1. 肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS):心输出量减少激活RAAS,导致血管收缩、水钠潴留及心肌纤维化,进一步加重心脏负荷。
2. 交感神经系统(SNS)兴奋*
心衰早期,交感神经激活通过增加心率和心肌收缩力短暂代偿,但长期激活引发心肌耗氧增加、β受体下调及心律失常风险升高。
3. 炎症因子与细胞因子释放
肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)等促炎因子促进心肌细胞凋亡和纤维化。
三、血流动力学异常与代偿机制
1. 前负荷与后负荷失衡
前负荷增加:心室舒张末期容积增大(Frank-Starling机制初期代偿),但持续容量超负荷导致肺循环或体循环淤血(如左心衰引起肺水肿)。 后负荷增加:外周血管阻力升高(如高血压)加重心肌收缩阻力,加速心功能恶化。
2. 代偿机制的失代偿:早期通过心室扩张、心肌肥厚和神经内分泌激活维持心输出量,但这些机制长期作用导致心肌耗能增加、氧供需失衡,最终进入失代偿期。
四、体液调节与水钠潴留
心输出量减少激活抗利尿激素(ADH)和醛固酮,导致水钠潴留、血容量增加,进一步升高心脏前负荷,形成恶性循环。
五、细胞与分子机制
1. 线粒体功能障碍:能量代谢异常(如ATP合成减少)导致心肌收缩力下降。
2. 钙离子调节异常:肌浆网钙离子摄取和释放障碍影响心肌收缩/舒张协调性。
3. 细胞凋亡与自噬失衡:氧化应激和炎症加速心肌细胞死亡,促进心衰进展。
六、分型与临床表现的病理基础
1. 射血分数降低型心衰(HFrEF):心肌收缩力显著下降(LVEF≤40%),常见于心肌梗死后的心室重构。
2.射血分数保留型心衰(HFpEF):心肌僵硬度增加和舒张功能障碍为主,多与高血压、糖尿病相关。
治疗进展与病理生理靶点
近年研究聚焦于抑制神经内分泌过度激活(如ARNI类药物)、改善心肌能量代谢(如SGLT2抑制剂)及抗纤维化治疗(如靶向TGF-β通路)。