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心力衰竭心肌损伤检查

时间:2022-03-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:慢性心力衰竭的发生与心肌细胞基因变异导致蛋白表型的改变而引起的细胞凋亡及重塑相关。在慢性心力衰竭的疾病进程中激素及血管活性物质起到了重要的作用,非肾上腺素机制在慢性心力衰竭的病理生理变化也得到了广泛深入的研究。并且与心功能的级别呈正相关,在临床上现已逐渐重视BNP对心力衰竭的诊断和鉴别诊断价值。

慢性心力衰竭的发生与心肌细胞基因变异导致蛋白表型的改变而引起的细胞凋亡及重塑相关。心肌重塑是导致心力衰竭不断加重的病理生理基础,慢性心力衰竭可以引发神经体液的改变,神经体液的异常改变反而又加重心肌重塑使心功能进一步恶化,慢性心力衰竭的病理生理主要表现在以下几个方面:

(一)自主神经及其受体异常

心率变异性代表交感神经和副交感神经活性的相互作用。慢性心衰患者自主神经功能活动与心功能损害的严重程度、左心室肥厚以及左心室收缩与舒张功能减退程度密切相关,心率变异性(HRV)降低能较好地反映心衰时心室重塑及心脏收缩与舒张功能损害的情况。慢性心力衰竭患者交感神经活性反射性增加,HRV各测值均显著低于正常人,交感神经和副交感神经均受损,但副交感神经损害更严重,且随着心功能受损程度的加重,副交感神经的损害也越趋严重。慢性心力衰竭患者由于Na-K-ATP酶活性增高出现继发性压力感受器功能迟钝、去甲肾上腺素初期分泌增加和随后的再摄取减少使得血液去甲肾上腺素分泌浓度增高。慢性心力衰竭时,β1肾上腺素能受体减少使β肾上腺素能受体密度降低、β肾上腺素能受体失偶联、β肾上腺素能受体激酶活性上调而腺苷酸环化酶活性降低等均可导致β肾上腺素能受体反应性降低。高浓度的去甲肾上腺素不仅可刺激转化生长因子β的表达,使成纤维细胞合成增加,而且产生心肌细胞的毒性作用,造成持续性心肌细胞死亡,而持续地损失有活力的心肌细胞是进行性心力衰竭的原因之一。

(二)激素及血管活性物质

在慢性心力衰竭的疾病进程中激素及血管活性物质起到了重要的作用,非肾上腺素机制在慢性心力衰竭的病理生理变化也得到了广泛深入的研究。

肾素-血管紧张素系统(RAS):交感神经活性的增强又可激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统。低钠血症可作为血浆肾素活性的标志物。醛固酮(ALD)除了具有钠水潴留的病理生理作用外,还能直接诱导胶原蛋白生成,作用于血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)受体使AngⅡ效应增强,激活三磷酸肌醇(IP3)途径,使c-fos,c-jun原癌基因表达,胶原生成增多,导致心肌纤维化。在CHF的发病过程中,RAS对纤溶功能具有重要调节作用,CHF患者RAS过度激活,而体内纤溶功能降低,并且随心力衰竭恶化而愈加明显。

内皮素及内皮功能:血管内皮细胞通过分泌内皮源性舒张因子(EDRF)和内皮源性收缩因子(EDCF)来调节内皮功能,而内皮素(ET)是最重要和最强大的EDCF。内皮素家族主要由ET-1,ET-2,ET-3组成。内皮素作为一种血管活性物质,与CHF密切相关。研究发现,血ET水平在CHF病人中升高,并与症状及血流动力学的严重程度相关,血ET水平与CHF的严重程度呈正相关。血ET其前体“大内皮素”水平是CHF病人病死率强烈的独立预后因素。在心力衰竭时,儿茶酚胺,肾素-血管紧张素及细胞毒素均参与了心衰的病理过程,这些因素同时可增加诱导型NO合成酶的转录,诱导型NO合成酶的增加可使血浆NO水平增加。另外,通过α肾上腺素受体可以激活原生型NO合酶活性,应激情况下NO的释放也可能增加。另外,神经因素通过释放去甲肾上腺素也可增加NO的释放。

利钠肽家族:利钠肽家族属于神经激素,它的成员包括A型利钠肽/心房利钠肽(ANP)、脑钠肽(BNP)、C型利钠肽(CNP)和尿扩张素(urodilatin)。在CHF的神经内分泌变化中,利钠肽拮抗肾素-血管紧张素-醛固酮系统的缩血管和体液潴留的作用,为CHF最初的保护性因素。正常情况下,ANP由心房肌分泌;慢性心力衰竭时,ANP由心室肌补充性分泌增加,可升高到正常人的5~10倍。ANP通过激活血管系统及其他组织膜上的鸟苷酸环化酶,从而使血管平滑肌的细胞松弛因子增加。而BNP只极微量地储存在心肌细胞中,只有在相对较长时间的刺激下,才导致心肌细胞BNP的合成及分泌的增加。因此,BNP比ANP更少受外界因素的影响。BNP具有利钠、利尿、血管舒张和平滑肌松弛等作用。并且与心功能的级别呈正相关,在临床上现已逐渐重视BNP对心力衰竭的诊断和鉴别诊断价值。

甲状腺素:慢性心力衰竭尤其是老年慢性心力衰竭患者由于机体处于应激状态,皮质醇分泌增高,抑制5′脱碘酶,使外周组织T4转化T3减少。外周组织包括甲状腺组织灌注不足,阻碍甲状腺素的合成和释放等常伴有T3水平降低,T3的生物活性远比T4生物活性高,T3水平减低会使心肌许多酶活性受到抑制,心肌内儿茶酚胺受体减少,心肌对儿茶酚胺敏感性减低,对心肌的收缩功能和舒张功能产生负性肌力效应,增加外周阻力,从而使心排血量减少,心衰加重。

(三)细胞因子的分泌异常

细胞因子是指细胞受到不同诱导刺激而分泌的5~30ku的一组小分子蛋白,细胞因子既可由免疫细胞分泌,也可由非免疫细胞如心肌细胞分泌,在慢性心力衰竭的进程中它们充当衰竭心脏的介质。细胞因子是具有生物学活性的可溶性多肽,通过细胞表面受体介导细胞-细胞之间相互作用,调节细胞活动、分化、增殖、死亡或者使免疫细胞获得效应器的功能;大多数细胞因子通过自分泌或旁分泌的作用方式在局部发挥生物学效应。临床研究资料显示,CHF患者血浆细胞因子水平增高,不仅能反映CHF程度,而且可成为CHF患者的预后指标。慢性心力衰竭时神经内分泌因子的激活可能直接影响着细胞因子的表达,如肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-1(IL-1)、IL-6及细胞间黏附分子(ICAM-1)等,这些细胞因子可通过诱导心肌细胞凋亡及肥大,心肌β肾上腺素能受体失偶联等使衰竭心肌进一步恶化。另外,CHF患者致炎症细胞因子(TNF-α,IL-1,IL-6,IL-18)增多,抗炎症细胞因子(TGF-β,IL-4,IL-10和IL-13)相对减少,不足以对抗致炎症细胞因子对心脏的损伤作用,可能也是使心衰进展和恶化的原因,持久的炎性细胞因子表达,可使心肌产生Frank失适应效应。由于细胞因子的多源性、多效性、双向性及网络平衡的特性,其在心力衰竭时不同阶段具体发挥的作用还需要根据局部细胞因子的浓度及细胞因子之间相互的作用。

TNF-α在CHF的发生及发展中起着重要的作用。TNF-α主要来源于激活的单核巨噬细胞。正常心肌细胞不能产生TNF-α,CHF时在多种因素,如肾上腺素系统及肾素-血管紧张素系统的激活刺激,心肌细胞大量表达TNF-α,使循环TNF-α水平升高,TNF-α表达的增加是心衰时循环TNF-α水平增高的主要原因。

(四)能量代谢异常

心肌能量的60%~80%来自脂肪代谢。慢性心力衰竭时心肌能量代谢紊乱,心肌细胞内肉碱缺乏,脂肪酸β氧化障碍,能量产生障碍,使ATP生成减少,心肌收缩功能受损。CHF时,常出现非代偿性代谢性酸中毒。酸中毒不仅影响高能磷酸盐代谢,还抑制糖酵解中的主要限速酶,减慢糖酵解的速率,使ATP生成减少。衰竭心肌中肌酸激酶的活性大幅度降低是衰竭心肌的特性,而能量储备的下降必然限制心脏的收缩贮备。在CHF过程中伴随的能量的改变主要有心肌能量产生、储备减少而自由基代谢加强,从而影响心功能。瘦素是近年发现的肥胖基因的表达产物,由脂肪细胞分泌,具有促进产热及抑制食欲的功能,参与人体的能量调节,CHF患者的血清瘦素水平较正常升高。慢性心力衰竭患者也存在分解/合成代谢失衡,从而产生心脏恶病质。

(五)其他

心肌胶原蛋白是构成心脏胶原网络的主要成分,其中Ⅰ型约占心肌胶原总量的80%,Ⅲ型约占10%。Ⅰ型前胶原羧基端肽(PⅠP)和Ⅲ型前胶原氨基端肽(PⅢP)在胶原合成过程中释放入血,被认为是体内Ⅰ及Ⅲ型胶原合成的间接标志。CHF患者血清PⅠP和PⅢP水平显著升高可以反映其左室重塑过程中细胞外基质的代谢变化。慢性心力衰竭时基质金属蛋白酶及其抑制系统(MMPs/TIMP)失衡可导致心肌纤维化。CHF患者存在骨骼肌重塑现象,结构及生化特性异常必然影响其功能,使CHF患者运动耐量下降。

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