心力衰竭发病机制认识的历史变迁

心力衰竭两种经典学说的形成和发展。

心力衰竭（heart failure）亦称心功能不全（cardiac insufficincy），是泛指心脏在有适量静脉血回流的情况下，不能维持足够的排血量（心排血量不足），以致组织灌注量减少，肺循环和（或）体循环淤血的一种病理状态。

心力衰竭所表现的呼吸困难和水肿两大基本症状在医学文献中早有记载，但早期并未将呼吸困难和水肿与心脏功能联系起来。古希腊人和罗马人认为，呼吸困难由气道梗阻所致，而水肿是由泌尿系统病变所引起。Harvey虽然发现了血液循环，对心脏的生理功能也进行了毕生的研究，可遗憾的是Harvey对病变心脏的功能变化未做过什么研究。

1669年，Lower首次指出左右心必须保持动力平衡以维持血液循环，一旦左右心功能失去平衡就会引起临床症状。他曾预言心脏极易受不同疾病和炎症的影响，一旦受累就可导致心脏搏动无力，心排血量减少。Lower的理论成为当今“前向心力衰竭”的理论基础，

几乎在Lower观点提出的同时，意大利学者Marcello Malpighi提出，因肺部血液循环受阻，导致肺淤血而重量增加，进而出现了呼吸困难的症状。Malpighi的观点是当今“后向心力衰竭”的理论基础。

1706年，法国学者Raymond Vieussens解剖了1例儿童，观察到患儿肺肿胀明显，但却无肺部炎症迹象。为查明肺肿胀的原因，Vieussens仔细解剖了心脏。结果发现患儿肺内充满胶冻样黏液物质。Vieussens认为就是这些胶冻样物质限制了肺的扩张、回缩，从而引起了严重的呼吸困难。从现代医学观点去推测，该例是患肺水肿。同时，Vieussens还解释了心力衰竭的其他一些症状。他指出；血液通过肺部受阻时，导致血浆渗出进入胸腔而出现胸腔积液，若供应体循环的血液减少，则可引起患者肢体发凉，肤色苍白，甚至神志障碍。可以这样说，Vieussens是将解剖发现与临床观察结合起来，是用生理学观点去分析充血性心力衰竭经典学者之一。

1715年，Vieussens描述了左心室扩张。

1728年，Alberini论述了肺静脉受阻可以引起呼吸困难．

1818年，Leon称阵发性心性呼吸困难为哮喘。

“后向心力衰竭”（backward heart failure）的经典理论是1832年由Hope所提出的。Hope的后向心力衰竭的基本论点是，当左心室或右心室不能正常排出血液时，则心室后方的心房和静脉系统内的压力和容量均增加，继之引起一系列病理生理改变：①心室舒张末期压力和容量增加；②静脉和毛细血管床的压力增加；③液体渗出，④细胞外液量增加，⑤心房压力增加。增高的心房压力向后传向静脉系统，最终传向毛细血管，使毛细血管流体静脉压升高，从而导致水肿形成，进而出现一系列临床症状。

为了证实Hope后向心力衰竭的理论是否正确，1896年，Starling用犬进行了实验，将一种油注入犬的心包腔而导致心力衰竭，静脉压升高。同时应用体积描记仪测量犬的肢体血流量。动物实验结果发现，毛细血管压力是下降的。Starling的结论是，液体从血液循环转移到组织内是由于毛细血管通透性增加所致。毛细血管的通透性增加，是因组织灌注不足而导致毛细血管营养不良的结果。所以，Starling认为水肿的发生与否完全取决于毛细血管壁的功能状态。后来，有许多学者试图测定毛细血管的通透性。直到1941年，Fahr用直接方法检测到心力衰竭患者的毛细血管压力是增加的，从而为Hope的后向心力衰竭的理论提供了物质基础，使Hope的后向心力衰竭理论一直沿用至今。

前文已述及，Lower的论点就孕育着前向心力衰竭的思想，但对前向心力衰竭（forward heart failure）学说进行经典论述的是Mackenzie。1913年，Mackenzie指出，心力衰竭的临床症状的存在，乃是由于心脏对动脉系统的排血量不足。按照这一论点，心力衰竭的主要临床症状是由于心排血量不足所致。心排血量不足又导致重要器官灌注减少。如脑血流减少，引起情绪障碍；骨骼肌血流减少，导致疲乏无力；肾血流量减少，通过一系列复杂机制导致水钠潴留；Mackenzie对前向心力衰竭的精辟论述在医学发达的今天仍然适用。

1931年，Wolheim提出了心力衰竭血容量增加的观点，为临床应用减少血容量法治疗心力衰竭提供了理论基础。

1940年，Starr设计了一种循环机械模型，这种模型遵循Starling定律。Starr还制成了心力衰竭模型，从而提出了循环系统静态动力学说（theory of“static”pressure），Starr认为在泵功能停止时，这种静态压力在整个循环系统都存在，他还观察到心力衰竭时流体静脉压升高。

20世纪40年代，心导管诊断技术的临床应用，使心排血量的测定由理论变为实际应用，也对心力衰竭的两种经典学说提出了质疑。前向心力衰竭和后向心力衰竭的两种学说各有其充分事实来支持理论，但都有缺点，尚不能对心力衰竭作出圆满的解释。

1944年，Warren和Stenl详细论述了心力衰竭水肿与肾功能的关系。

1946年，Merrill观察到心脏水肿伴有钠潴留和肾血流减少，他认为前向心力衰竭是由于肾灌注不良所致。

1948年，Mokotoff认为心力衰竭钠潴留是由于肾小球滤过率下降，而肾小管再吸收功能正常。

1955年Axelrod观察到心脏性水肿患者尿中醛固酮排出增多。

心脏性水肿常见于心力衰竭患者，对于心性水肿的发生机制有过许多学说。

1680年Lower发现将犬的下腔静脉结扎后则产生水肿。他又结扎犬的两侧颈静脉，发现被结扎的颈静脉上端所分布的各组织都发生水肿，而且有流泪和流涎的现象。以后就引起学者们的注意，都尝试做各种试验来解释水肿的发生，尤其是心性水肿的发生机制。

1896年，美国生理学家Starling在心肺装置上观察到；如胶体渗透压高于毛细血管内血液的静水压时，则液体自组织间隙流入血管；反之，当毛细血管内血液的静水压高于胶体渗透压时，则液体从血管进入组织间隙。从此，Starling创立了一种新学说，即胶体渗透压与毛细血管内血液的静水压互相平衡的学说。Starling还解释了心性水肿发生的机制：心力衰竭→静脉压升高→血液聚集于大静脉→代偿性小动脉收缩→骨髓缺氧→血量增加。

1940年Fishberg也论述了心性水肿的发生原因。心性水肿可在右侧心脏衰竭及心脏受限时发生。这两种情况下全身静脉都有淤血。在左侧心力衰竭和末梢循环性衰竭时没有水肿发生，是由于没有静脉淤血现象。Fishberg将水肿发生的机制分为4点来解释。

1．在实验上水肿可由静脉阻塞而产生　继1680年Lower实验之后，有许多学者观察到与Lower同样的结果，如Ranvier（1869年），Cohnhein（1889年），Jones（1927年）等人。1927年Jones在人体上将四肢紧缩，若紧缩的下端体积增加到8%～10%时可有水肿发生。1932年后Twrner等发现，若静脉压因紧缩而增高到147～196Pa（15～20cmH2O）时，液体即集于组织间隙，静脉压高于167Pa（17cmH2O）时，液体滤过率与静脉压的增高成正比。

2．毛细血管压力与心性水肿的关系　如上所述，静脉阻塞能引起水肿的发生，它的原因何在，可用Starling的毛细血管内压与胶体渗透压不平衡学说来解释。1925年Dickson曾在青蛙的肠系膜上做直接实验，证明当毛细血管的静水压高于胶体渗透压时，就发生渗出现象，即液体由血液进入组织间隙。1938年，Fahr等在右侧心脏衰竭患者身上用直接法测得其皮下毛细血管压为25～41耗（正常人为12耗）。

3．血浆胶体渗透压与心性水肿的关系　1912年Epstein发现心力衰竭患者，其血浆蛋白往往减少，其中以清蛋白减低最为显著，清蛋白为胶体渗透压构成的主要因素。因此，胶体渗透压降低，可能发生水肿。

4．毛细血管通透性与心性水肿的关系　1925年Dickson从实验中观察到，如毛细血管缺氧3min后，蛋白质即可透出血管外。所以认为心力衰竭时，毛细血管内血流缓慢，产生缺氧现象，使毛细血管通透性升高，蛋白质透入组织间隙而产生水肿。1929年，Krofh实验证明，毛细血管扩张后，其通透性也增加。所以，认为心力衰竭时，引起毛细血管之静脉端扩张而产生水肿。

1944年，Warren和Stead在临床上观察到一种现象，心力衰竭有水肿和呼吸困难的患者，经用洋地黄、利尿剂和低盐饮食后，上述症状迅速好转或消失。若再停用利尿药，并且增加食物内钠盐含量，心力衰竭的症状又重新出现。他两人还观察到，这类患者的体重增加发生在静脉压增高之前，即先有细胞外液增加，尔后有静脉压增高。根据以上事实，Warren和Stead创立了心性水肿的新学说：心功能受损→肾脏排泄钠与水量减少→液体潴留→静脉压增高。上述心性水肿新学说机制解释为与下列因素有关：①食盐与水潴留。②血容量增加。③静脉压增高。

1946年，Merrill为证实Warren和Stead的学说，研究了一组心力衰竭者（有明显肾脏病者除外），发现其肾脏血浆流量减少到正常的1／3，而且肾脏滤过率也低于正常。他认为钠潴留是由于肾小球滤过率降低，不是由于肾小管对钠再吸收作用增强。Merril观察到当心排血量减少到一半时，血流经过肾脏则减少到正常的1／5。因此，推测有相当血流不经过肾脏特殊转换。Merril认为肾血流量减少与静脉压无关，而与心排血量减少有关，这是前向心力衰竭的现象。

纵观对心力衰竭的认识过程，可以分为三个阶段：

第一阶段　19世纪末直到20世纪初，主要是从一些临床症状如水肿、呼吸困难去推测心力衰竭发生机制。第一阶段中作出贡献的还有1782年的Lancisi，1832年的Lewis，1935年的Harrison，1937年的White， 1944年的Memichad。

第二阶段　由于1929年Forssman发现了心导管，1945年Cournand将心导管在临床上的应用，促进对心力衰竭的研究，尤其是对心力衰竭血流动力学的研究，如心排血量的测定、静脉压测定等，使心力衰竭的研究进展到较高层次。

这一时期，对心力衰竭的发病机制有了更进一步认识。如1944年Memichard指出周围血管收缩和心力衰竭，1944年Warren首次强调水钠潴留，1945年Couroad记录了心力衰竭患者左右心室内压和肺动脉压升高。这种现象是因心力衰竭时心肌收缩排空不完全所致。1950年，Bing测量了心室残余量。

第三阶段　开始于20世纪60年代，注重研究Ca2＋在心肌细胞收缩中的价值，心肌收缩功能及舒张功能的研究，使心力衰竭的基本理论和治疗的研究都进入到全新的水平。

自从心力衰竭的发病机制的两个著名经典学说，即前向心力衰竭学说和后向心力衰竭学说问世以来，对心力衰竭发病机制的研究仍是心脏病学研究领域的热点和前沿。因为心力衰竭的两种经典学说的提出，是依心力衰竭的临床表现为前提来解释其发病机制的，故对心力衰竭的心脏本身则研究得不够。前向性心力衰竭学说主要根据是充血性心力衰竭患者的心排血量绝对或相对降低。心排血量不足可以出现两种症状：第一种症状为组织缺血症状，如用力时感觉疲乏和肌肉乏力等；第二种症状是肾血流量的减少而使钠和水潴留在体内。后向心力衰竭学说的主要根据，是充血性心力衰竭患者主要出现一系列肺循环和体循环静脉压升高的症状。心力衰竭的两种经典学说，各以充分事实依据来支持其理论，但各有其不足之处。由于循环系统的中枢是心脏，循环系统是统一的、不可分割的。因此，将两种心力衰竭学说对立起来是不正确的。血液是呈环形运动的这一事实，使流行一时的前向心力衰竭和后向心力衰竭相互独立的概念失去了其启蒙价值。近50余年来，对心力衰竭发病机制的研究，已从解释临床症状角度深入到从心脏器官水平、心脏细胞水平、心脏分子水平，以及心力衰竭发生、发展和转归过程中体内内环境的变化来研究。