心肌缺血的病理生理改变

一、心肌缺血

（一）心肌缺血的确定

心肌的需血和冠状动脉的供血在正常情况下，通过神经和体液的调节，两者保持着动态的平衡，当血管腔轻度狭窄时（＜50%），心肌的血供未受影响，病人无症状，各种心脏负荷试验也未显示出心肌缺血的表现，故虽有冠状动脉粥样硬化，还不能认为已有冠心病。当冠状动脉粥样硬化发展到一定程度，造成一支或几支冠状动脉狭窄时（没有完全堵死），使部分心肌得不到良好的血液供应而处于“半饥饿”状态，如果冠状动脉病变狭窄达50%～75%时，将严重影响心肌的供血、供氧。即出现明显的血流动力学改变和心肌缺血的表现。但尚不至于引起心肌细胞坏死，临床上可确诊为冠心病心肌缺血。

（二）心肌缺血范围

冠状动脉供血不足、心肌缺血范围的大小，取决于病变动脉支的大小和多少，其程度取决于管腔狭窄程度及病变发展速度。发展缓慢者，细小动脉吻合支由于代偿性的血流量增大而逐渐增粗，促进了侧支循环，改善心肌血供，此时即使动脉病变较为严重，心肌损伤也不重；如果病变发展较快，管腔迅速堵塞，心肌出现损伤、坏死；心肌长期血供不足，引起心肌萎缩、变性、纤维组织增生，心脏扩大。粥样硬化可累及4支中的1、2或3支，亦可4支冠状动脉同时受累。其中以左前降支受累最为多见，病变也最重，然后依次为右冠状动脉、左回旋支和左冠状动脉主干。病变在血管近端较远端的严重，主支病变较边缘分支重。

除了冠状动脉粥样硬化外，还有一些因素也可导致心肌缺血，如主动脉瓣疾病、左室肥厚、冠状动脉栓塞、冠状动脉炎和痉挛等非狭窄性改变。

（三）心肌缺血的心电图诊断

临床上心肌缺血主要是通过心电图来确诊的。

1．当ST段水平下降或下斜形下降≥0．1mV，被普遍认为是心肌缺血的阳性指标。

2．运动心电图出现ST段上升≥1mm，提示透壁性心肌缺血，是更加严重的心肌缺血指标。

3．U波倒置亦被认为是重度冠脉病变的指标。

二、心绞痛的发病机制

（一）心肌缺血致心绞痛发作

心绞痛发作实际上是心肌缺血急性短暂发作的一种形式，当冠状动脉血液供应与心肌需求之间不平衡，出现一过性减少，不能满足心肌代谢的需求，引起心肌一过性缺血与缺氧；当管腔狭窄＞75%时，心肌氧耗量增加到一定程度，而冠状动脉血供不能满足心肌代谢增加的需要时，则患者出现心肌缺血或心绞痛症状。

（二）无疼痛表现的心肌缺血

某些患者出现心肌缺血，却无疼痛发生，例如糖尿病和心肌梗死后，这可能和这些患者神经变性和损害有关。临床资料表明；心绞痛的患者至少有1支冠状动脉的主支管腔显著狭窄达横切面的75%。有侧支循环形成者，则冠状动脉的主支有更严重的阻塞才会发生心绞痛。

（三）心绞痛产生的机制

心肌缺血引起心绞痛的机制并不完全清楚。目前认为，短暂性心肌细胞缺血缺氧使心肌无氧代谢加强，产生和积聚过多的酸性代谢产物——如乳酸、丙酮酸、磷酸性产物等聚积，局部酸中毒或血钾浓度增高，可激发腺苷、缓激肽、组胺或5－羟色胺类物质的释放，这些物质刺激心肌内自主神经末梢，兴奋经由胸1～5交感神经节和相应脊髓段，传至大脑皮质而产生痛觉，并且可以引起上肢、颈部、腹部及胸1～5等脊神经所分布的相应皮肤区域的疼痛。

心绞痛发作时除产生疼痛外，还可发生下述改变。

1．电生理改变　由于局部心肌缺血，产生损伤电流，心电图出现ST段降低，T波倒置。

2．病理生理改变　左心室收缩力、收缩速度降低，心搏出量和心排血量降低，左心室舒张末期压和血容量增加等左侧心力衰竭的病理生理改变。

三、急性心肌梗死的病理过程

（一）心肌的氧供或氧需比例失调

急性心肌梗死是由于冠状动脉供血急剧减少或中断而导致心肌缺血、坏死。临床上以剧烈持久的胸骨后疼痛，特殊的心电图改变，血清心肌酶增高，伴心律失常、心力衰竭等并发症，病死率较高。

冠状动脉是供应心脏血液的动脉，正常情况下，心脏活动必须有足够的血液及氧的供给。冠状动脉能为心脏提供充足的血液，心肌本身有很强的摄氧能力，从而保证了心肌足够的氧供。当冠状动脉病变部位粥样硬化或痉挛狭窄或破溃、出血、血凝块形成，使管腔狭窄，导致心肌血液供应减少，造成心肌缺血缺氧，心肌得不到足量的氧和能量，就会引起收缩无力，心肌代谢产物堆积，引起胸闷、胸痛、憋气等心绞痛症状。如果某支冠状动脉发生严重粥样硬化性狭窄或完全堵塞，就会使受其供应部分的心肌发生缺血性坏死，即所谓的“心肌梗死”，甚至猝死。原认为血管的狭窄程度与病情的严重程度成正比，但经过越来越多的冠脉造影结果显示，很多狭窄程度不是很重的血管，竟在意料之外发生了心肌梗死。

（二）急性心肌缺血坏死

急性心肌梗死绝大多数是发生在动脉粥样硬化的基础上。出现以下情况心肌可以发生急性梗死。

1．冠状动脉内有新血栓形成　发生外来栓子的栓塞。动脉内膜下出血；动脉长时间痉挛等情况，动脉管腔发生明显狭窄或闭塞，侧支循环一时不能建立无法代偿供血，该动脉所营养的心肌发生急性缺血、缺氧。

2．心排血量急剧下降　如休克、失血、脱水、心力衰竭等情况下，也可以造成病变动脉所营养的心肌发生坏死。

3．心脏负荷急剧增高　如剧烈体力劳动、情绪激动等，心肌需血量明显增加，超过病变动脉供血能力，时间过久，可能发生心肌缺血坏死。

4．其他因素　在饱餐后血脂增高使血液黏稠度增加，血流缓慢；饮酒过量，餐后入睡，因迷走神经紧张性增强引起冠状动脉痉挛，时间过久也会导致心肌缺血坏死。

（三）急性心肌梗死病理生理改变

1．当心肌缺血20～30min时，缺血病灶中心的心肌细胞已开始坏死，缺血超过1h，病灶中心地区心肌将发生大面积坏死，缺血12～24h坏死达到顶峰。心肌细胞间质水肿、充血，大量炎症细胞浸润。坏死心肌细胞逐渐崩溃、溶解形成肌溶灶。灶内的细胞碎片被吞噬、清除掉。病灶清除的后期，组织修复开始，纤维增生，肉芽组织形成，最终形成瘢痕组织。一般1～2周病灶清除完毕，6～8周瘢痕组织形成。

2．病灶波及心包可引起心包炎，病灶波及内膜可引起内膜附壁血栓形成。贯穿整个心室壁的坏死以及修复后的瘢痕均无收缩能力，心室收缩时在血液的压迫下向外膨胀形成室壁瘤。室壁瘤破裂可致患者死亡。

3．心肌发生梗死后主要变化是坏死心肌无收缩能力，使得整个心脏（心室）收缩力减弱、心搏量（每搏排血量）和心排血量（每分钟排血量）降低，血压下降，心率增快以及各种心律失常，致左心室排血分数下降，舒张末期压力上升，舒张末期和收缩末期心室容量增大，心肌顺应性降低。

由于心脏排血量减少，机体将以减少皮肤、肢体、内脏的供血来保证心、脑、肾等重要器官供血的方式补偿。但如心搏血量不能恢复，甚至持续减少时，机体失去代偿能力将发生外周及微循环功能紊乱，出现心源性休克或心力衰竭。

四、心脏事件的基础病因

正常血管的结构分为3层，内皮层、肌肉层、外膜层。各种因素使血管内皮细胞功能损伤，动脉内膜下开始有脂质沉积，同时有平滑肌细胞和纤维基质成分的增殖，逐步发展形成动脉粥样硬化斑块。斑块部位的动脉壁增厚、钙化、变硬，斑块内部组织坏死后与沉积的脂质结合，形成粥样物质，故称粥样斑块。现在认识到：病变的危险性与斑块的稳定性有关。斑块破裂是心脏事件的基础病因。

（一）稳定斑块与不稳定斑块

动脉粥样斑块分为稳定斑块与不稳定斑块。前者的特点为脂核小，纤维帽厚，而且其中炎性细胞（巨噬细胞、泡沫细胞）少，不易破裂；后者的特点为脂核大，纤维帽薄，炎性细胞多，易于破裂。稳定的粥样硬化斑块可以转化为不稳定状态——斑块破裂并血栓形成，易损斑块在急性冠状动脉综合征的发病及进展过程中起到了重要作用。

（二）易损斑块

“易损斑块”一词，用来描述那些易于破损或血栓形成导致急性冠状动脉综合征的斑块，即指那些即将破裂并极有可能触发一系列不良心脏事件的斑块。斑块破裂占致死性急性心肌梗死和（或）冠状动脉猝死的70%（狭窄性约占20%，非狭窄性约占50%）。及时识别易损斑块患者，并进行干预治疗对于预防急性心肌梗死有重要意义。

（三）斑块破裂与血栓形成

众所周知，70%～80%的临床心脏事件是在斑块破裂基础上形成血栓引起的。动脉粥样斑块脂质核中心的大小对斑块的稳定性起重要作用，脂质核中心越大，斑块越脆弱，越易破裂。斑块破裂及随后的血栓形成是急性冠状动脉事件发生的主要原因。斑块破裂一般形成溃疡及并发血栓；坏死性粥样物质可排入血流而造成胆固醇栓塞。

（四）急性冠状动脉综合征

急性冠状动脉综合征是临床常见的心血管急症，大多是由不稳定斑块因某种诱因；如激动、吸烟等，诱发斑块破裂出血及血栓形成，导致受累血管堵塞发生心肌缺血和（或）局部坏死的临床心血管事件。由此可见，斑块破裂是最常见的突发心脏事件的基础病因。对于不稳定斑块应积极治疗以防止突发心脏事件。

五、冠状动脉痉挛

冠状动脉正常时处于动态舒张和收缩状态，当心外膜下传导动脉发生一过性收缩，致血管调节发生紊乱，可使冠状动脉痉挛，引起血管部分或完全闭塞，导致心肌缺血的一组临床综合征。有人从心肌梗死病例中发现，因冠状动脉痉挛而引起冠状动脉血栓形成的发病率只有30%，在发作后12h内死亡的患者中仅占50%，所以至少有相当部分病例是因冠状动脉痉挛导致的。心血管造影技术的展开，已经证明了冠状动脉痉挛可导致心绞痛，引起心肌缺血、缺氧、损伤，严重者可引发心肌梗死，甚至猝死。

有一种心绞痛患者在劳累、紧张心肌耗氧增加时不发作，而在休息和睡眠中反而发作（变异型心绞痛），这种患者冠状动脉造影正常或仅有轻微的狭窄，考虑是冠状动脉痉挛，使冠状动脉血流量减少，导致心肌缺血、缺氧。冠状动脉痉挛有如下原因。

（一）自主神经功能紊乱

交感神经兴奋性增强使冠状动脉壁受体的兴奋性增高，引起冠状动脉痉挛。有粥样硬化的动脉壁对神经体液的影响过度敏感。

（二）TXA2（血栓素）／PGI2比例失调

组织在缺氧时，细胞内Ca2＋增多（钙超载）Ca2＋激活细胞膜上的磷脂酶，活化的磷脂酶可从膜磷脂水解出花生四烯酸（AA），AA在环氧化酶等催化下生成血栓素（TXA2），TXA2有强烈收缩血管作用。PGI2是TXA2的对抗物，可以对抗其收缩血管作用。PGI2是血管内皮细胞产生的。当血管内皮细胞受损时PGI2合成减少，使得TXA2／PGI2比例失调。

（三）血管平滑肌细胞内Ca2＋增多

血管平滑肌细胞内Ca2＋增多可以刺激平滑肌细胞收缩，导致冠状动脉痉挛。

（杜有仪　李玲娜）