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代償反應是機體在心力衰竭發生時防止 CO 進一步減少的必要措施,且代償反應的強度與心力衰竭是否發生、發生速度以及嚴重程度密切相關。如 CO 尚可滿足機體的代謝需要,患者未出現心力衰竭的表現,此為完全代償( complete compensation ); 若心輸出量僅能滿足機體在靜息狀態下的代謝需要,患者有輕度心力衰竭表現,稱為不完全代償 ( incomplete compensation ) ; 嚴重時, CO 甚至不能滿足機體在靜息狀態下的代謝需要,患者有明顯心力衰竭的癥狀和體征,此為失代償( decompensation ) 。

1 代償反應 -簡介

代償反應是機體在心力衰竭發生時防止 CO 進一步減少的必要措施,且代償反應的強度與心力衰竭是否發生、發生速度以及嚴重程度密切相關。如 CO 尚可滿足機體的代謝需要,患者未出現心力衰竭的表現,此為完全代償( complete compensation ); 若心輸出量僅能滿足機體在靜息狀態下的代謝需要,患者有輕度心力衰竭表現,稱為不完全代償 ( incomplete compensation ) ; 嚴重時, CO 甚至不能滿足機體在靜息狀態下的代謝需要,患者有明顯心力衰竭的癥狀和體征,此為失代償( decompensation ) 。
  

2 代償反應 -代償

意味著按"正常"狀態已不能實現原有的代謝平衡了,故多對身體不利。如甲狀腺分泌不足,腺體可通過產生更多的腺細胞來維持激素的生成量,導致甲狀腺增大。心輸出量不夠,后負荷增加往往是對低心排的代償反應:通過增加心肌的厚度來提升收縮力,導致心臟肥厚。還有PH值改變,酸鹼平衡失調,機體都有繼發性代償反應,減輕酸鹼紊亂,pH值恢復至正常範圍,以維持內環境的穩定。 當然,也可以用代償原理治療很多疾病。
機體可通過4個方面的代償來維持正常的生命活動。
(1)器官儲備力的動員和代償性增生:人體重要生命器官的儲備力很大,如肝、腎、肺、只要有1/5~1/10的正常組織就足夠機體需要。因此,肝腎功能障礙只有在器官發生瀰漫性病變時才能檢查出來。而且當器官的一部分發生病變時,健康部分還會代償性增生。
(2)機能為主的代償:如心臟瓣膜病時,通過心肌的肥大,心臟收縮力的加強,維持著循環的正常。
(3)代謝為主的代償:如酸鹼平衡紊亂時體內存在的多對緩衝系統發揮作用,使體液的酸鹼度保持在相對平衡的狀態。
(4)結構的代謝:如器官的肥大、再生、組織的修復等。

3 代償反應 -一、心臟本身的代償  

 
(一)、心率加快
這是一種見效迅速的代償。由於心輸出量=每搏輸出量 × 心率,所以在一定的範圍內,在每搏輸出量( stroke volume )不變的情況下,心率( heart rate )的增快可提高 CO ,並可通過提高舒張壓,促進冠脈的血液灌流。但這種代償方式有限,且不經濟。當心率過快時(成年人大於 180 次 /min ),因心肌耗氧量增加、舒張期縮短及心臟充盈不足, CO 反而減少。臨床上可用心率加快的程度作為判定心力衰竭嚴重程度的一項指標。
心率加快主要是由交感神經興奮和兒茶酚胺分泌增加引起的。其機製為: ① 心衰時 CO 減少,動脈血壓降低,對壓力感受器刺激減弱,引起心率增快;②由於 CO 減少,使右心房和腔靜脈壓力升高,刺激壓力或容量感受器,反射性地兒茶酚胺分泌增加,通過心肌細胞膜 β 和 / 或 α 受體,使心率加快,心肌收縮性增強。②缺氧刺激主動脈體和頸動脈體化學感受器,使呼吸中樞興奮,呼吸加深加快,反射性地引起心率加快。
  

4 代償反應 -二、心泵功能的自身調節


  1 .通過心泵功能的自身調節-Staring 機制(異常調節)使搏出量增加
  根據 Frank-Staring 定律,心肌收縮力和心搏出量在一定範圍內隨心肌纖維粗、細和肌絲相互重疊狀態而定。當肌節小於 2.2um 時,隨著肌節長度的增加,心肌收縮力逐漸增強,達到 2.2um 時,粗、細肌絲處於最佳重疊狀態,有效橫橋數目最多,收縮力最大,這個肌節長度為最適長度。正常情況下,心室舒張末期壓力約為 0~1.33kPa ( 0~10mmHg ),此時肌節長度為 1.7~2.1um 之間。當心室舒張末壓力達到 1.6~2.0 kPa ( 12~15mmHg ),肌節長度增加到 2.0~2.2um ,此時心肌收縮力較大,搏出量增多。 這種由心肌纖維初長度改變所引起的心輸出量變化的自身調節稱為異常調節。此種由容量加大並伴有心肌收縮力增強的心臟擴張也稱為緊張源性擴張。 當心室舒張期末壓力大於 2.4kPa ( 18mmHg )時,肌節長度超過最適長度,心肌收縮力反而下降,心搏出量減少。
  2 .通過心肌收縮力增強(等長調節)使搏出量增加
  心肌收縮力是指心臟不依賴於前、后負荷而改變其力學活動的一種內在特性。心肌收縮力受興奮 - 收縮耦聯過程中各個環節的影響。當心肌收縮力下降,心搏出量減少時,交感神經興奮,從而使血中兒茶酚胺濃度增加,通過激活β- 腎上腺素受體,增加胞漿中 cAMP 濃度,激活蛋白激酶 A ( protein kinase, PKA ),使肌膜鈣通道蛋白磷酸化,導致心肌興奮后胞漿 Ca 濃度升高速率及幅度增加而發揮正性變力作用。 PKA 還可:①使受磷蛋白( phospholamban, PLB )磷酸化,使它對肌漿網鈣泵的抑制作用減弱,肌漿網攝取 Ca 能力增強;②使肌鈣蛋白抑制亞單位( TNI )磷酸化,導致肌鈣蛋白鈣結合亞單位( TnC )與 Ca 親和力降低,使 Ca 可以迅速從與肌鈣蛋白結合的狀態下解離出來,有利於心室的充盈。
  

5 代償反應 -三.心肌改建



  1 .心肌肥大
  心肌肥大( myocardial hypertrophy )是指心肌對各種原因導致的血液動力學超負荷作出的適應性反應。從細胞分子生物學角度來看,心肌肥大涉及基因表達的特異性變化和細胞表型的變化。一定程度的心肌肥大具有代償意義,過度的心肌肥大是失代償的表現。
  (1) 心肌肥大類型:根據心室舒張末期容量及心室厚度的變化,可以將心肌肥大分為兩種類型:離心性肥大( eccentric hypertrophy )和向心性肥大( concentric hypertrophy )。離心性肥大是指心臟重量增加,心室腔擴大,室壁稍厚,而室壁厚度與室腔直徑的比值等於或小於正常,多由心臟長期容量負荷過度,使心室舒張末容量增加,室壁應力增加,肌節呈串聯性增生所致。向心性肥大是指心臟重量增加,室壁增厚,心腔容積稍大或正常,而室壁厚度與室腔直徑之比大於正常,多由心臟長期壓力負荷過度,使收縮期室壁應力增加,肌節呈並聯性增生所致。
  (2) 代償意義:在心肌肥大的早期,由於心肌細胞肥厚性生長和非心肌細胞增生性生長多呈比例均質性變化,顯示心臟適應性肥大,具有代償意義;在心肌肥大晚期,兩者出現不呈比例非均質性生長,顯示心臟非適應性肥大或病理性肥大,心臟由代償轉為失代償,以至心力衰竭。
  (3)心臟代償的主要表現:①心臟泵血功能加強:由於心肌總量增加,心肌的總收縮力加強,心臟的泵血功能加強;②心肌的耗氧量降低:依據 Laplace 定律, S = pr/2h ( s =室壁應力、 p =壓力、 r =心室半徑、 h =室壁厚度),心肌肥大,室壁厚度增加,可降低室壁張力而減少心肌的耗氧量;③由於 α-MHC 向 β-MHC 轉化,能量利用率提高。
  2 .細胞表型的改變
  表型( phenotype )改變即由於所合成蛋白質種類的變化所導致的心肌細胞「質」的改變,主要是通過心肌蛋白質同工型家族轉換實現的。 例如:在肥厚性心肌刺激因子所引起的心肌肥大中,通常只在胚胎期表達的基因( β-MHC )重新表達併合成胚胎期蛋白質;而另一些基因( α-MHC )表達受到限制,從而發生同工型轉換而使細胞表型發生改變。除上述同工型轉換屬於正常基因表達外,心肌在分子水平上的改建,還可能與基因過度表達、缺失、突變等因素有關。
  3 .心肌間質網路重建
  在循環和局部的腎素 - 血管緊張素 - 醛固酮系統( renin-angiotensin-aldosterone system, RAAS )、去甲腎上腺素、細胞因子、機械牽張等作用下,使非心肌細胞增殖,尤其是成纖維細胞:①改建早期,Ⅲ型膠原常明顯增多,這對心力衰竭尤其是心肌肥大早期的代償具有重要意義。②改建後期,常以Ⅰ型膠原為主,由於它的伸展性和回縮性較小,所以,它的增多使心肌的僵硬度增加而影響心室的舒張功能。 二、神經 - 內分泌系統的代償性激活編輯本段  1、交感 - 腎上腺髓質系統被激活
  2、腎素 - 血管緊張素 - 醛固酮系統激活
  3、心房肽的作用
  4、抗利尿激素的作用

6 代償反應 -心臟以外的代償

  心力衰竭時,除上述心臟本身及神經 - 體液代償機制外,為適應心力衰竭時血液動力學的變化,機體還通過以下環節進行代償和適應性變化。
  1、血容量增加
  2、全身血流重分佈
  3、氧和血紅蛋白解離曲線右移
  4、骨髓造血功能加強

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