第二节 机体的代偿适应反应

心肌受损或心室负荷增重引起的血流动力学平衡紊乱必将激活机体的代偿机制，以维持血流动力学平衡。这些代偿调节机制不仅代偿能力有一定限度，同时存在着不利的一面。持续过强的这些适应代偿调节激活，成为促使慢性心功能障碍发展的机制。过去认为心功能障碍时激活机体代偿调节的机制主要是血流动力学异常，20世纪80年代逐渐认识到神经—体液调节机制激活在其中起重要作用。近10年来进一步明确心肌改建及心室重构，是慢性心功能障碍时机体适应代偿的基本机制，同时也是导致心功能障碍发展的基本机制。

一、神经体液调节机制激活 

(一)交感神经系统兴奋性增高

    1、交感神经系统兴奋性增高的机制  心肌受损、心脏负荷增加造成心排出量降低、脉压差减小，使主动脉和颈动脉压力感受器 (baroreceptor)受到的牵张刺激减弱，传人抑制交感中枢兴奋性的冲动减弱；慢性心功能障碍时持续组织低灌流，可引起压力感受器改建，对牵张刺激敏感性降低。从而，导致交感神经系统兴奋性增高。

生理情况下当心室、心房和肺循环大血管壁的容量感受器(volume receptor)受到的牵张刺激增大时，经迷走神经传人的冲动可抑制交感中枢兴奋性。心功能障碍使心排出量降低必然同时引起心室残余血量增多，使心房、腔静脉淤血。急性心功能障碍时，通过容量感受器兴奋传人冲动增多，调控交感紧张性的过度增高。而在慢性心脏功能障碍时同样伴有容量感受器的改建，使房室和腔静脉淤血所引起抑制交感兴分性的效应降低，成为导致交感神经兴奋性增高的又一原因。

此外，心输出量降低引起的组织低灌流，使组织代谢产物、CO₂和H⁺增多，兴奋化学感受器(chemoreceptor)使呼吸中枢兴奋性增高，可间接引起交感中枢兴奋性增高。

2、交感神经系统兴奋性增高对心泵功能的代偿效应 

(1)动用心力储备  心脏具有较强的储备功能（图14-1)，神经-体液机制调控着心力储备的动用（图14-3)

   1)增加前负荷动用舒张期储备  舒张期储备是通过 增加心肌初长度引起的自身调节，即Starling机制。生理情况下即依靠Starling机制，将体位变化引起增多的回心

血量泵出。心肌受损或超负荷激活神经—体液调节机制，引起容量血管收缩增加回心血量，使心室舒张末容积扩大心肌细胞肌节被拉长，从而使粗肌丝与细肌丝更接近最佳重叠状态，不仅使形成的有效横桥数增多，同时提高细肌丝对Ca²⁺敏感性，从而增强心肌收缩能力。

由于正常心室舒张末期容积只能增大约10％，故舒张期储备代偿能力有限(图14—1)。另外，若长期心室舒张末容积过度增大，如心力衰竭失代偿期，则产生明显不利影响：心腔容积扩大使心室壁应力增大(见后述)，导致心肌耗氧量增多；使舒张末压增高影响冠脉灌流；使静脉系统淤血加重等。

2)交感神经兴奋性增高动用收缩期储备  交感神经系统兴奋性增高使心肌中NE增多，激活心肌细胞膜β₁受体，通过兴奋性G蛋白(Gs)激恬腺苷酸环化酶使cAMP增多。cAMP激活蛋白激酶A(PKA)，使心肌细胞膜钙通道磷酸化引起钙通道开放速率和时间增加，钙内流增多使收缩能力增强。蛋白激酶A还可使抑制肌浆网钙泵功能的受磷蛋白磷酸化，从而降低其对肌浆网钙泵的抑制，加快肌浆网摄钙；使肌钙蛋白抑制亚单位(TnI)磷酸化，引起钙结合亚单位(TnC)与Ca²⁺亲和力降低等效应，从而提高心肌舒张功能。收缩期储备增加心搏量的能力，约是舒张期储备的4倍(图14—1)。

3)心率加快  心肌中NE浓度增高，加快窦房结自律细胞4期Na⁺内流，使自动除极速度加快，心率加快。在一定范围内，随着心率加快可使心排出量www.med126.com/jianyan/增加约2-2.5倍(图14—1)。

但心率过快使心肌耗氧量增大，并使舒张期显著缩短而影响心室充盈量和冠脉灌流，从而对心脏功能产生不利影响。人心率超过150次／min时每搏量即减少，超过170-180次/min时可减少达一半以上。用药物减慢心功能障碍者过快的心率，有助于心功能的改善。

(2)体循环脏器血流重分配  交感神经系统兴奋性增高，通过α受体引起外周血管选择性收缩使体循环脏器血流重分配，保障心、脑等重要脏器灌流量，增强心泵功能。

(3)持续交感神经兴奋性增高激活心肌改建(详见后述)。

3.交感神经系统兴奋性增高对心泵功能的不利效应  交感神经系统过度兴奋也会对心泵功能产生许多不利影响：①增大心肌耗氧量，同时使舒张期缩短，可能减少冠脉灌流量；②引起全身血管广泛收缩，增大心脏前、后负荷；③过量儿茶酚胺使心肌细胞膜离子转运异常，易诱发心律紊乱；④激活肾素-血管紧张素—醛固酮系统，引起钠、水潴留，增大心脏负荷；⑤持续增高的去甲肾上腺素(NE)和血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)促进心肌改建；⑥外周血管收缩使组织低灌流，引起骨骼肌疲劳等症状。此外，交感神经系统持续过度兴奋将引起心肌改建不断加重，促进心功能障碍的发展(图14-4)。

近年依照循证医学原则设计的多项临床治疗试验已证实，运用β—受体阻滞剂，减轻慢性心功能障碍中持续交感神经系统过度兴奋的不良影响，对心力衰竭的治疗显示出良好效应。

(二)肾素—血管紧张素—醛固酮系统激活

1.循环肾素—血管紧张素—醛固酮系统激活  交感兴奋性增高可通过：①肾血管收缩导致肾灌流量和灌注压降低，使肾人球小动脉受到的牵张刺激减弱，激活肾素分泌；②NE激活肾小球旁器的β受体，促进肾素释放；③交感紧张性增高引起出球小动脉收缩程度超过人球小动脉，提高肾小球滤过分数从而使近曲小管重吸收增强，导致流经远曲小管致密斑的Na⁺负荷减少，激活肾素分泌。血浆肾素增多激活肾素—血管紧张素—醛固酮系统(reniu-angiotensin-aldosterone system，RAAS)，使血浆AngⅡ和醛固酮水平增高(图14-2)。

2．心肌局部肾素--血管紧张素系统激活  20世纪80年代以来的研究证实心肌、肾、脑和血管壁等组织器官中都有表达肾素—血管紧张素系统(RAS)全部组分的能力，生成的AngⅡ在组织局部发挥作用。研究还发现，人心肌的胃促胰酶(chymase)可替代血管紧张素转换酶(angaotensin converting enzyme．ACE)，将AngⅠ水解为AngⅡ(图14-2)。心肌局部AngⅡ的主要作用是：①可促进心交感神经末梢释放NE，在提高心肌舒缩功能同时增大心肌耗氧量；②引起冠状血管收缩、促进血管壁增生及纤维化；③促进心肌细胞肥大、心肌间质纤维化，激活心肌改建。心肌局部RAS在促进心肌改建中的作用，较循环RAS更为重要。

(三)其他体液因素在心功能障碍时的变化

随着不断深入的研究证实，心肌受损和超负荷可引起心肌组织中多种体液活性物质的变化。就功能而言，这些活性物质可分为两大类。一类为缩血管类活性物质，如NE、AngⅡ、血管升压素、内皮素和神经肽Y等，具有调控血管收缩、促进水钠潴留和促生长等功能。另一类为扩血管类活性物质，如心房钠尿肽(atrial natriureticpeptide，ANP)、脑利钠肽(BNP)、肾上腺髓质素(adrenomedullin)、PCE₂、PGI₂，和NO等，具有扩张血管、促进水钠排出和抑制生长等功能。心肌中这两类活性物医学全.在线质的相对平衡状态，调控着心功能代偿与失代偿状态的转换。

心脏泵功能障碍激活心肌组织中缩血管类活性物质高表达是一种自身代偿性反应，但其持续高表达又过度加重心脏负荷，并促进过度心肌改建，对心功能产生不利影响。在缩血管类活性物质表达上调同时，又激活了扩血管类活性物质的表达上调，这是机体的一种负反馈调控。若致心功能障碍病因较轻，心肌中缩血管类物质轻度表达增高，通过扩血管类物质表达上调基本可抑制其对心脏的不利作用，则心泵功能可较长时间维持在代偿状态。反之，若致心功能障碍病因较重，心肌中缩血管类物质持续过度表达，远超过扩血管类物质表达量，则心肌改建不断加重，心泵功能障碍不断发展，终将导致心力衰竭(图14-4)