一、發病原因
1.慢性心衰的病因
(1)心肌舒縮功能障礙：
這是引起心衰最常見原因，包括各種原因所致心肌炎、心肌病、心肌梗死、缺血性心髒病、心肌代謝障礙(如缺氧、缺血，水、電解質和酸堿失衡等)。其中以舒張功能不全為主，見於高血壓、左室肥厚、肥厚型心肌病、主動脈和(或)肺動脈口狹窄、限製型心肌病等。
(2)心室前負荷過重：
包括各種原因所致的瓣膜關閉不全，心內或大血管內分流性疾病，如房室間隔缺損、動脈導管未閉、主動脈竇瘤破裂、動靜脈瘺等。
(3)心室後負荷過重：
包括各種原因所致肺動脈高壓，體循環高壓(原發性和繼發性高血壓)，左、右心室流出道狹窄以及主、肺動脈口狹窄等。
(4)心室前負荷不足：
左和(或)右心房、體循環和(或)肺循環淤血，這類疾病包括二、三尖瓣狹窄、心房黏液瘤、心包炎、心髒壓塞和限製型心肌病等。
(5)高動力循環狀態：
包括甲狀腺功能亢進、貧血、維生素B1缺乏、體循環動靜脈瘺等。
2.慢性心衰誘因
(1)感染：尤其呼吸道感染是心衰最常見的誘因，其次是風濕活動、泌尿係統感染及消化係統感染。感染性心內膜炎是導致心髒病病情迅速惡化的重要原因。
(2)過度體力活動、疲勞、情緒激動和緊張。
(3)妊娠和分娩。
(4)心律失常：特別是快速心律失常，如：陣發性房顫、陣發性室性或室上性心動過速，嚴重心動過緩，如完全性房室傳導阻滯等。
(5)輸血或輸液(尤其含鈉液體)過多、過快。
(6)電解質紊亂和酸堿失衡。
(7)藥物作用：如使用負性肌力藥或抑製心肌收縮力藥、瀦留水鈉製劑以及洋地黃類正性肌力藥用量不足或應用不當等。
二、發病機製
1.決定心排血量的因素
心排血量是衡量循環係統效率(包括心髒泵血功能)的重要指標。決定心排血量的因素有以下6個方麵。
(1)前負荷：
心髒前負荷即收縮之前遇到的負荷，是指回心血量，或心室舒張末期容量，或心室舒張末期心肌纖維周邊長度(初長度)。前負荷 (亦稱容量負荷、先加負荷、容積負荷或舒張期負荷)主要受靜脈回心血量和室壁順應性的影響，是影響和調節心髒功能的第一重要因素。一般用左心室舒張末期壓作為前負荷的指標。Frank-Starling心髒定律說明了前負荷與心排血量的關係，即在心肌收縮性允許的範圍內，心搏量主要由回心血量所決定，心搏量與回心血量成正比，回心血量愈多，左心室心肌纖維就愈伸長(左室舒張期容積增大)，於是心肌收縮力加強，心搏量增多。反之心搏量則降低。Frank-Starling心髒定律進一步闡明了心排血量與左室舒張末壓之間的關係。以左室舒張末壓為橫坐標，反映前負荷;以每次心搏量或心搏做功或心髒指數為縱坐標，反映心室做功。根據左心室在不同前負荷下心排血量的變化關係畫出一曲線，即為左心室功能曲線，可定量表示左室功能。
該曲線表明在正常人和心力衰竭時左室收縮功能和左室前負荷的關係。在心衰時，心功能曲線向右下偏移，當左室舒張末壓>18mmHg時，出現肺充血的症狀和體征;若心排血指數<2.2L/(min·m2)時，出現低心排出量的症狀和體征。
(2)後負荷：
後負荷係心室射血時所麵對的阻抗 (亦稱噴血阻抗)，即心室肌開始收縮後才遇到的負荷，故稱後負荷，也稱壓力負荷或收縮期負荷。後負荷是指單位心肌在等張收縮狀態下縮短時所承擔的總力，此總力也就是心室射血時心室壁的張力。後負荷的大小取決於動脈血管的順應性、總外周阻力、血液黏稠度及血容量等因素，其總外周阻力是後負荷的主要決定因素，但臨床上無法正確測定後負荷，一般隻能用動脈血壓來粗略估計。廣泛分布於體內的小動脈的阻力或張力是決定總外周阻力的最重要因素，易受血管擴張劑的影響。在心肌收縮力與前負荷恒定的情況下，後負荷與心搏量之間呈雙曲線關係，即心搏量隨後負荷的減少而增加，隨後負荷的增加(動脈血壓升高)而減少。總之，後負荷與心搏量呈負相關。
(3)心肌收縮性：
心肌收縮性用心肌收縮力表示之，後者是指與心室負荷無關的心肌本身的收縮力。收縮性的強弱可用既定負荷下，等張收縮期心肌纖維縮短的最大速度表示之。換言之，心肌纖維初長度相同，收縮力較大者表示其收縮性較強。收縮性減弱是發生心衰的最常見原因。從分子生物學角度來講，心肌收縮性的強弱即心肌收縮力的大小，取決於心肌內收縮蛋白滑行而縮短程度的影響，而肌節的縮短程度主要受兩個因素影響：①肌球蛋白橫橋與肌動蛋白結合點結合的速度和數量;②收縮蛋白相互作用部位化學能轉化的速率，即肌球蛋白頭部(橫橋)的ATP酶水解ATP的速度。這些變化，最終又決定於從肌漿網釋放出來Ca2 的數量。
(4)心率：
心率的變化可影響每搏輸出量(搏出量或心搏量)及每分鍾輸出量(心排血量)。在一定限度範圍內，心率增快可增加心排血量，因為心排血量=心搏量*心率，但如果心率過快，心室舒張期明顯縮短，使心室的充盈不足，雖然每分鍾心髒搏動次數增加，但搏出量卻減少，故心排血量降低。反之，如心率太慢，心排血量亦減少，因為心髒舒張期過長，心室的充盈早已接近最大限度，再增加心髒舒張時間，也不能相應提高搏出量。因此，心率過快或過緩均影響心排血量，此時糾正心律失常是改善心功能的關鍵。
(5)心室收縮與舒張的協調性：
心室收縮時，室壁運動的協調一致，是獲得最大心搏量的重要保證。心肌缺血或心肌梗死時，心室壁運動失調，使心搏量降低，從而使心排血量減少。
(6)心髒結構的完整性：
心髒結構有異常，如急性心肌梗死時室間隔穿孔，或乳頭肌及腱索斷裂所致的二尖瓣關閉不全，以及風心病引起的瓣膜損害等，均可使心排血量減少。
在決定心排血量的6個因素中，以前三者對心泵功能的調節作用更為重要。
2.心力衰竭發生的基本機製
心衰發生發展的基本機製是心肌舒縮功能障礙，其主要機製有以下幾方麵：
(1)心肌喪失和構型重建(重塑)：
所謂構型重建(又稱重塑，remodeling)就廣義而言即包括心肌細胞大小、數量和分布的改建，又包括膠原間質的多少、類型和分布的改建，同時還包括心肌實質和間質兩者的比例改建。任何形式的改建，都會引起心髒舒縮障礙乃至心衰的發生。
①心肌喪失：
心肌喪失包括細胞的死亡和功能喪失兩種含義。
引起心肌細胞死亡的原因有兩種，一種是由於心肌缺血、中毒和炎症等原因所致的被動性死亡，發生局限性或彌漫性壞死、纖維化，使大量心肌喪失了收縮性能，可引起心衰甚至心源性休克。另一種是單個細胞自我消化的主動性死亡，稱為凋零性死亡(apoptosis)，簡稱凋亡或稱程序性死亡。正常情況下，細胞的增生和死亡是處於動態平衡。但當細胞死亡加速，使細胞死亡率超過細胞增生率時，可因平衡失調而出現各種病理現象或疾病。最近研究提示通過各種損傷可誘導心肌細胞凋亡，如缺血及缺血再灌注、心肌梗死、快速心室起搏、機械牽張和由主動脈狹窄引起的壓力超載等，最終導致心力衰竭。
心肌細胞功能喪失是指心肌細胞未死亡，尚具有收縮儲備功能。主要見於心肌頓抑和心肌冬眠。
②間質改建(重塑)：
由心肌成纖維細胞產生、分泌的膠原蛋白(主要是Ⅰ型和Ⅲ型，兩者的比為7∶1)組成的膠原網絡，不但對心肌細胞起著支架和固定的保護作用，且對保證心肌的協調舒縮功能活動以及血液供應起著不可忽視的作用。間質改建表現為破壞性和增生性兩種改變。破壞性改建主要見於急性心肌缺血和擴張型心肌病。增生性改建多見於心髒壓力負荷過度導致的心肌肥大以及容量負荷過度的晚期時，隨著心肌的肥大，其膠原網絡的密度也過度增加，使心肌的僵硬度增高，影響心肌的舒張功能。總之，無論是膠原網絡的破壞或增生性改建，均可通過不同機製導致心肌的舒張和(或)收縮功能障礙，從而引起心衰的發生和發展。
③心肌舒縮協調性的改建：
心髒舒縮協調性和(或)程序性發生了改建，則可降低其射血量甚至引起心衰。最常見的心髒收縮不協調性有：A、收縮減弱;B、無收縮;C、收縮性膨出;D、心肌收縮的不同步性。近來發現心髒的舒張也出現與收縮類似的不協調性。
④自由基在心肌改建和心衰中的作用：
愈來愈多的資料證明，自由基在心肌改建和心衰發生發展中具有不可忽視的作用。自由基參與心肌改建和心衰的作用機製是多方麵的。其中主要是通過對細胞膜(包括線粒體、溶酶體膜等)結構中的不飽和脂質過氧化作用，使結構和功能受損，輕者細胞功能障礙或喪失，重者細胞死亡。
(2)細胞能量“饑餓”和信息傳遞係統障礙：
①心肌細胞能量“饑餓”：
心髒是一個高活力、高能量消耗的器官。無論心肌舒張或收縮都需要充足的能量供應，當心肌能量供不應求出現心肌能量“饑餓”狀態時，則會導致心肌的舒縮障礙，從而發生心衰。在心肌收縮過程中，無論在推動Ca2 的運轉上或者在粗細肌絲的滑行上，都必須有充分的能量供應和利用。否則，即使收縮蛋白正常，也將導致收縮性能的減弱。當原發性心肌病變、心肌缺血或梗死及心髒負荷過度等病變時，可發生心肌能量代謝障礙，都可引起心肌收縮減弱。
②心肌受體-信息傳遞係統障礙：
心肌受體-信息傳遞係統尤其是β腎上腺受體-G蛋白-腺苷環化酶係統對心肌的變力和變時調控具有重要作用。當本係統激活時，可使細胞內環磷腺苷(cAMP)水平升高，後者再通過cAMP依賴性蛋白激酶的磷酸化作用，一方麵使細胞膜Ca2 通道開放促進Ca2 的內流，加強心肌的收縮功能，另一方麵又可通過磷酸接納蛋白的磷酸化，促進肌漿網對Ca2 的攝取，而加強心肌的舒張;同時還能加速竇房結的衝動發放，使心率加快等。故當本調控係統發生障礙時，則可導致心髒的舒縮功能減弱或異常。
現證明心衰時，本傳遞係統可在下列環節上出現障礙：A.β受體下調：心肌β受體有β1和β2兩個亞型，β1受體占總受體的80%，β2受體約占20%。心衰時β1受體下調(由80%可降至40%)，而β2受體相對增加(由20%增至40%)。因β1受體下調，故對兒茶酚胺類正性變力、變時物質調控效應弱化或喪失，從而可導致心肌的舒縮障礙;B.G蛋白改變和耦聯障礙：G蛋白是多種激素信息傳遞的耦聯因子和調節器，可分為激動性G蛋白(簡稱Gs)和抑製性G蛋白(簡稱Gi)。現證明，心衰時Gi增加，Gs降低;同時由於β1受體下調，從而導致β腎上腺受體與Gs耦聯障礙，影響心肌的舒縮功能;C.細胞內cAMP含量降低;D.肌漿網(SR)對Ca2 的攝取和釋放障礙。
③基因結構和表達異常：
近年來，由於分子生物學理論和技術的進展，愈來愈多的事實證明許多心血管疾病及其心衰的發生、發展與其基因結構和表達異常有密切關係。認為心髒負荷過度和(或)內分泌激素所致的基因結構和表達異常是心衰發生的分子學基礎。
3.心髒的代償功能
心衰時心搏量和心排血量不足以維持機體組織所需要的能量，這時就要動用心髒儲備以彌補心搏量的減少。心髒的代償功能按其奏效的快慢可分為急性(如心率加快、收縮加強等)、亞急性(心髒擴張、血容量增加等)和慢性(如心肌肥大)三種。其主要代償機製有以下5個方麵。
(1)增加前負荷以提高心搏量：
按照Frank-Starling定律，心室肌纖維伸展越長，心肌收縮時的縮短也增量，心搏量亦增加。根據電鏡研究，心肌肌節的最佳長度為2.2µm，在這個長度以內，心腔內體積和壓力的增加都不致使粗細肌纖維的脫節。這種代償也可稱為心髒舒張期的儲備。
(2)腎上腺素能心髒神經和腎上腺髓質增加兒茶酚胺的釋放以增強心肌收縮力
增加心率，也能使靜脈收縮以增加回心血量。這種代償主要是利用心髒的收縮期儲備。
(3)激活腎素-血管緊張素係統(Renin-angiotensin system，RAS)：
增加水、鈉瀦留，以增加血容量和前負荷。RAS主要包括血管緊張素原、腎素與血管緊張素轉換酶三部分。血管緊張素原通過腎素的作用成為血管緊張素Ⅰ(angiotensinⅠ，AⅠ)，再通過血管緊張素Ⅰ轉換酶的作用生成血管緊張素Ⅱ(angiotensinⅡ，AⅡ)，後者通過氨基肽酶的作用變成血管緊張素Ⅲ(angiotensinⅢ，AⅢ)，AⅡ和AⅢ都有縮血管、升壓和促進醛固酮分泌的作用，從而產生鈉水瀦留和擴容的生理效應。心衰時由於腎灌流量和灌注壓降低、交感神經興奮和血中兒茶酚胺增多等原因，引起腎小球旁器細胞分泌和釋放腎素增多，RAS激活，致使血管收縮、鈉水瀦留和血容量增大，這對維持血壓和重要器官的血液供應起著重要代償作用。最近證明心血管局部的RAS也可通過不同的機製和途徑參與心衰的發生和發展。例如心髒的RAS可引起冠狀血管收縮，誘發缺血性損傷，促進心內交感神經末梢兒茶酚胺的釋放，增加心肌收縮力，並且還能促進心肌的肥厚。而血管的RAS，可通過交感神經末梢釋放去甲腎上腺素(NE)，引起血管平滑肌的收縮，並能促使血管平滑肌細胞的生長和增殖。
(4)出現心肌肥厚以減少室壁張力和改善心肌收縮力：
壓力負荷增加的結果使心室壁張力升高，並刺激心肌蛋白和肌節的平行複製，形成向心性心肌肥厚。按照Laplace定律，室壁張力和室壁厚度呈反比。心肌肥厚的出現在起初足以使室壁的張力恢複正常，心髒雖有心肌肥厚而不擴大。但若壓力負荷持續升高若幹年後，肥厚的心肌也不能維持室壁張力時，心功能就進一步惡化。
(5)增加周圍組織對氧的提取能力以提高單位心排血量的供氧能力：
其結果是動靜脈內氧含量差加大。
上述這些代償機製均有一定的限度，超過這些限度致心髒代償無效時，就會出現心衰症狀。
另外，左右心室排血量的平衡協調作用(即心髒的整合作用)對心髒代償功能起重要作用，主要通過兩室串聯的相互作用、室間隔的直接相互作用及心包對兩室的作用等三種機製來完成。
近年來，對心衰病人的心鈉素(cardionatrin)研究較多，心鈉素又稱心房利鈉因子(atrial natriuretic factor，ANF)或心房肽(atrial polypeptide，ANP)，它主要是由心房合成、儲存和分泌的一種具有強大的利尿、利鈉作用的活性肽。一般而言，在心衰的早期，由於心房壓力升高和心房肌被牽張，心房代償性分泌ANF加強，血液中ANF升高，ANF可直接地對抗和抵消心衰時縮血管保鈉係統給機體所造成的鈉水瀦留和心髒前後負荷的過度，這是心衰的一個重要代償反應。如心衰持續時間過長又發展比較嚴重時，心房對ANF的釋放由代償轉入失代償性“耗竭”狀態，此時血漿中的ANF可能降低。另外，心衰時，擴血管前列腺素和緩激肽等分泌增加，可拮抗或降低縮血管保鈉係統激活給機體和心髒造成的不良後果。
