心肌收缩功能降低

9.4.1　心肌收缩功能降低

心肌收缩功能减弱的基本机制包括与心肌收缩有关的蛋白质(收缩蛋白、调节蛋白)被破坏、心肌能量代谢紊乱和心肌兴奋-收缩耦联障碍。

9.4.1.1　收缩相关蛋白质破坏

当心肌细胞死亡后与心肌收缩有关的蛋白质随即被分解破坏，心肌收缩力也随之下降。心肌细胞的死亡包括坏死(necrosis)和凋亡(apoptosis)。

(1)心肌细胞坏死　当心肌细胞受到各种严重的缺血、缺氧、致病微生物(细菌和病毒)感染、中毒(阿霉素)等损伤性因素作用时，由于溶酶体破裂，大量溶酶体酶特别是蛋白水解酶释放，引起细胞成分自溶，心肌细胞发生坏死。常见原因是急性心肌梗死。一般梗死面积超过左心室面积的20%时，便可发生急性心力衰竭。

(2)心肌细胞凋亡　是指由各种因素启动细胞预存的死亡程序而导致细胞死亡，是一种生理的、主动的死亡过程。近年来发现凋亡过度引起的心肌细胞数目减少，在心力衰竭发生过程中也起到重要作用。可引起心肌细胞凋亡的诱导性因素是:①氧化应激；②细胞因子；③钙稳态失衡；④线粒体功能异常。

9.4.1.2　心肌能量代谢紊乱

心肌的收缩和舒张活动是主动耗能过程，Ca²⁺的转运和肌丝滑行等都需要ATP，因此，凡是干扰能量生成、储存或利用的因素，均可导致心肌收缩性减弱。

(1)心肌能量生成障碍　心肌缺血、缺氧(缺血性心脏病、严重的贫血、过度心肌肥大等)，维生素B₁缺乏(导致丙酮酸氧化脱羧障碍)均能使能量生成减少，从而影响心肌的收缩性。同时，心肌缺血、缺氧造成严重的酸中毒，又可加重心肌损伤。

(2)心肌能量利用障碍　长期心脏负荷过重引起心肌过度肥大，肥大心肌的ATP酶活性下降，不能正常利用ATP，造成提供肌丝滑行的机械能减少，使心肌收缩性降低。

9.4.1.3　心肌兴奋-收缩耦联障碍

心肌的兴奋是电活动，而收缩是机械活动，将两者耦联在一起的是Ca²⁺。Ca²⁺在把兴奋的电信号转化为收缩的机械活动中发挥了极为重要的中介作用。任何影响Ca²⁺转运、分布的因素都会影响心肌的兴奋-收缩耦联。

(1)肌浆网Ca²⁺摄取、储存和释放障碍　心功能不全时，由于心肌缺血缺氧，ATP供应不足，肌浆网Ca²⁺泵活性及Ca²⁺泵本身酶蛋白含量的减少，导致肌浆网从胞浆中摄取、储存Ca²⁺的能力下降，当心肌兴奋时，释放Ca²⁺减少。在酸中毒时，由于肌浆网膜生物特性改变、Ca²⁺进入细胞内减少和肌浆网摄取Ca²⁺障碍，都可影响肌浆网钙释放量，从而妨碍心肌的收缩。

(2)细胞外Ca²⁺内流障碍　心肌收缩时胞浆中的Ca²⁺除大部分来自肌浆网外，尚有一部分Ca²⁺是从细胞外流入胞内的。Ca²⁺内流在心肌收缩活动中起重要作用，它不但可直接升高胞内Ca²⁺浓度，更主要是诱发肌浆网释放Ca²⁺。长期心脏负荷过重，心肌缺血、缺氧时，都会出现Ca²⁺内流障碍，其机制为:①严重肥大的心肌肌膜，β受体密度相对减少，加上心肌内去甲肾上腺素含量下降(合成减少，消耗增多)Ca²⁺通道难以启动，Ca²⁺内流减少；②酸中毒时，β受体对去甲肾上腺素敏感性降低，Ca²⁺内流降低；③高钾血症，细胞外液的K⁺与Ca²⁺在心肌细胞膜有竞争作用，因此，K⁺抑制Ca²⁺的内流。

(3)肌钙蛋白与Ca²⁺结合障碍　心肌兴奋-收缩耦联的关键点是肌钙蛋白与Ca²⁺结合，它不但要求胞浆内Ca²⁺浓度迅速上升到足以启动收缩的阈值(10^-5mol/L)，同时还要求肌钙蛋白活性正常，能迅速与Ca²⁺结合，当胞浆内Ca²⁺浓度没有达到“收缩阈值”和肌钙蛋白与Ca²⁺的结合活性降低均可导致兴奋-收缩耦联中断。酸中毒还可使H⁺与肌钙蛋白的亲和力大于Ca²⁺，肌钙蛋白与Ca²⁺结合障碍，心肌的兴奋-收缩耦联因此受阻。

9.4.1.4　心肌肥大的不平衡生长

心肌肥大时心肌收缩力增强，是心功能不全时强大的代偿方式。但在心肌肥大的过程中存在着不平衡性生长，即心肌重量的增加与心功能的增强不成比例，表现为:①心肌重量的增加超过心脏交感神经元轴突的增长，使单位重量心肌的交感神经分布密度下降，肥大心肌去甲肾上腺素合成减少，消耗增多，导致心肌收缩性减弱；②心肌线粒体数量不能随心肌肥大成比例地增加，氧化磷酸化水平下降，导致能量生成不足；③肥大心肌因毛细血管数量增加不足或心肌微循环灌流不良，常处于供血供氧不足的状态；④肥大心肌的肌球蛋白ATP酶活性下降，能量利用障碍；⑤肥大心肌的肌浆网处理Ca²⁺功能障碍，Ca²⁺释放量及胞外Ca²⁺内流减少，收缩力下降。