到目前為止，心力衰竭的機(jī)制尚未完全闡明，但隨著研究方法的不斷完善，近年來，在分子和亞分子水平上對正常和病理心臟活動的研究取得了很大進(jìn)展。目前認(rèn)為心肌收縮和舒張功能障礙是心力衰竭的基礎(chǔ)，心肌收縮和舒張功能障礙的機(jī)制主要已知如下。
(一)心肌收縮力減弱
1.心肌結(jié)構(gòu)的破壞正常的心肌結(jié)構(gòu)是心臟完成泵血功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，當(dāng)心肌嚴(yán)重缺血、缺氧、感染、中毒等時。引起大量的心肌纖維化和壞死，從而使大量的心肌收縮蛋白被破壞，這必然會導(dǎo)致心肌收縮力減弱而導(dǎo)致心力衰竭。然而，這種因心肌結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損而導(dǎo)致的心力衰竭在臨床上僅占少數(shù)。
2.心肌能量代謝紊亂，心肌活動必須消耗大量能量。正常情況下，心肌的能量來源主要是游離脂肪酸，其次是線粒體中乳酸、酮體、葡萄糖的有氧氧化能力；產(chǎn)生的能量通過氧化磷酸化以ATP和磷酸肌酸(CP)的形式儲存。心肌利用儲存的ATP將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能進(jìn)行收縮做功。因此，能量代謝的任何障礙都會導(dǎo)致心肌收縮力下降。
(1)能量生成障礙：常見：當(dāng)發(fā)生冠狀動脈粥樣硬化和嚴(yán)重貧血時，可使供血或供氧減少，導(dǎo)致心肌缺氧，能量生成不足；(2)維生素B1缺乏時，因丙酮酸氧化而清除玫瑰花的輔酶減少，導(dǎo)致丙酮酸氧化障礙，影響能量的產(chǎn)生；心肌過度肥大，一方面是因?yàn)槊?xì)血管的增生與心肌肥大的程度不相適應(yīng)，單位體積心肌的毛細(xì)血管數(shù)量減少，導(dǎo)致供血相對不足；另一方面，增厚的心肌纖維與毛細(xì)血管之間的距離增加，影響氧向心肌纖維擴(kuò)散的速度，可導(dǎo)致心肌缺氧，能量產(chǎn)生不足。
(2)能量利用障礙：心肌氧化磷酸化過程中產(chǎn)生的ATP主要在心肌中被激發(fā)。收縮偶聯(lián)時ATP通過肌球蛋白頭。酶解為心肌收縮提供能量。目前認(rèn)為高血壓和瓣膜性心臟病引起的心力衰竭主要是心肌能量利用屏障引起的，其機(jī)制可能是由于心肌超負(fù)荷，ATPase同工酶中活性最低的V3升高，而活性最高的V1降低，因此ATPase活性降低，ATP水解受阻，從而影響肌球蛋白和肌動蛋白相互作用的強(qiáng)度，導(dǎo)致心肌收縮力降低。
3.激動。當(dāng)收縮偶聯(lián)障礙的正常心肌復(fù)極時，心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)內(nèi)的ATPase(鈣泵)被激活，使胞漿內(nèi)Ca2+濃度的差值反向被吸收到肌漿網(wǎng)內(nèi)儲存，同時另一部分Ca2+從胞質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞外，導(dǎo)致心肌細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)Ca2+濃度降低，從而使心肌舒張。心肌去極化時，肌漿網(wǎng)向細(xì)胞質(zhì)釋放Ca2，同時Ca2從細(xì)胞外進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，從而使心肌細(xì)胞胞內(nèi)Ca2濃度升高(10-5mo1/L，引起心肌收縮。
因此，在心肌興奮-收縮耦合過程中，Ca2操作的速度和數(shù)量是決定心肌收縮的重要因素，異常Ca2操作是降低心肌收縮力的關(guān)鍵。導(dǎo)致Ca2異常運(yùn)行的主要機(jī)制如下：
(1)肥大心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)ATPase活性降低，導(dǎo)致復(fù)極過程中肌漿網(wǎng)對Ca2的攝取和儲存減少。因此，當(dāng)去極化發(fā)生時，肌漿網(wǎng)釋放到細(xì)胞質(zhì)中的Ca2也減少，這導(dǎo)致Ca2濃度降低
(2)由于心肌代謝產(chǎn)物氧化不完全，細(xì)胞內(nèi)發(fā)生酸中毒，H濃度升高。固體H對肌鈣蛋白的結(jié)合力比Ca2對玻連蛋白的結(jié)合力強(qiáng)很多倍。因此，H濃度的增加可以競爭性抑制肌鈣蛋白與Ca2的結(jié)合，阻礙心肌的興奮-收縮耦合。還有人認(rèn)為，當(dāng)H的濃度增加時，Ca2與肌漿網(wǎng)結(jié)合牢固，所以當(dāng)極化解除時，肌漿網(wǎng)釋放的Ca2減少而興奮。收縮耦合受損。
(3)心力衰竭時，雖然血液中兒茶酚胺增多，但心肌中去甲腎上腺素含量減少。一般情況下，受體結(jié)合后，心肌細(xì)胞結(jié)構(gòu)中的ATP可以通過激活腺苷酸環(huán)化酶轉(zhuǎn)化為cAMP。一方面，cAMP可以促進(jìn)Ca2+的流入，另一方面，它可以通過激活蛋白激酶磷酸化心肌細(xì)胞肌漿網(wǎng)中的一種蛋白，從而增加肌漿網(wǎng)對Ca2+的吸收和釋放速率。因此，去甲腎上腺素可以增強(qiáng)心肌興奮和收縮的耦合。因此，心肌中去甲腎上腺素含量的降低也會引起心肌的興奮。收縮耦合過程中出現(xiàn)障礙。心力衰竭時，肥厚心肌去甲腎上腺素減少可能不僅與合成減少有關(guān)，還與過量消耗有關(guān)。
(二)心室舒張功能障礙和順應(yīng)性降低
心室舒張功能和順應(yīng)性是保證血液流入心臟的基本因素。如果心室舒張延遲，或舒張順應(yīng)性降低，僵硬度增加，可影響心室舒張充盈，從而影響心搏出量和射血功能，還可降低冠狀動脈灌注。大約30%的心力衰竭與這個因素有關(guān)。如心肌缺血缺氧引起的心力衰竭，心肌復(fù)極時，由于ATP缺乏或肌漿網(wǎng)內(nèi)Ca2 ATPase活性降低，心肌細(xì)胞質(zhì)內(nèi)Ca2濃度不能迅速降低到將Ca2與肌鈣蛋白分離的水平；或者由于ATP缺乏，肌球和肌動蛋白復(fù)合體分離延遲，導(dǎo)致心肌舒張延遲或不完全，嚴(yán)重影響心室舒張充盈。心室順應(yīng)性降低在心肌肥厚或心肌炎中更為常見，因此心室壁增厚，僵硬度增加。
(三)心室收縮和舒張活動不協(xié)調(diào)
有些心臟病，如心肌梗塞、心肌炎、心內(nèi)傳導(dǎo)阻滯等，可能使心臟不同部位的收縮和舒張活動在空間和時間上不協(xié)調(diào)。心室收縮不協(xié)調(diào)會降低心室的射血容量，舒張不協(xié)調(diào)會影響心臟的舒張充盈，兩者都會降低心輸出量。總之，心力衰竭的機(jī)制相當(dāng)復(fù)雜，可以認(rèn)為心力衰竭的發(fā)生發(fā)展是多種機(jī)制共同作用的結(jié)果。然而，由于心力衰竭的原因不同，上述機(jī)制在各種心力衰竭的發(fā)生發(fā)展中起著不同的作用。大多數(shù)心力衰竭主要由心肌收縮力下降引起。

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