一、發病原因
診斷心力衰竭，首先應明確病因。心力衰竭在胎兒期即可發生，嬰兒期較兒童期多見。
1.嬰兒期
嬰兒期引起心力衰竭的主要病因為先天性心血管畸形，常見有室間隔缺損、完全性大血管轉位、主動脈縮窄、動脈導管未閉及心內膜墊缺損。出生後即發生心力衰竭者以左室發育不良綜合征、完全性大動脈轉位最常見。心肌炎、重症肺炎、心內膜彈力纖維增生症及陣發性室上性心動過速為嬰兒期發生心力衰竭的主要病因。近年川崎病發病數增多，為嬰幼兒心力衰竭病因之一。
2.兒童期
(1)常見病因：
4歲以後兒童引起充血性心力衰竭的原因主要為風濕熱及心肌病。風濕熱引起心力衰竭的主要病變有二：①急性心肌炎或心髒炎。②遺留的慢性瓣膜病。在小兒時期以前者為主。心肌炎如病毒性心肌炎、白喉性心肌炎及急性鏈球菌感染所引起的感染性心肌炎常發生急性充血性心力衰竭。嚴重貧血及維生素B1缺乏症等疾病，因影響心肌功能，可引起心力衰竭。克山病為我國地方性心肌病，可於兒童期發病，2歲以前很少見，為流行地區心力衰竭的主要病因。小兒高原性心髒病多見於海拔3000m及以上的高原地區，初步認為高原低氧性毛細血管前肺小動脈收縮所致血管阻力增高是本病的發病原因。在青海高原，小兒患病率為0.96%，較成人為高。移居人群第1～3代的患病率明顯高於世居人群，尤以漢族對缺氧較敏感，到海拔2800m以上即有發病者。主要臨床表現為肺動脈高壓和右室負荷過重。西藏及青海省(1964)291例臨床報告，冬春季發病較高，以1歲以內嬰兒多見。早期臨床表現為夜間哭鬧、氣急和口周青紫。三尖瓣區出現持續存在的收縮期吹風樣雜音並逐漸增強，肺動脈瓣區出現舒張期雜音者病情均較重，繼之出現以右心為主的充血性心力衰竭症狀。X線檢查可見肺動脈段膨隆，右心室增大及肺紋理增多。心電圖呈右心室肥厚或雙側心室肥厚。呼吸道感染常為發病誘因。死亡主要原因為心力衰竭。此外，急速進入高原地區，可發生急性高原性肺水腫。起病急驟，經吸氧、鎮靜、利尿及靜脈輸注氨茶堿等治療，可完全恢複。其他少見的病因如感染性心內膜炎、肺源性心髒病、維生素B1缺乏症、心型糖原貯積病及高血壓等。靜脈輸液量過多或速度過快，可引起急性心力衰竭，尤其在營養不良的嬰兒。急性心包炎、心包積液及慢性縮窄性心包炎均可引起靜脈回流受阻，靜脈淤積，心室舒張期充盈不足、心搏量下降，發生舒張功能衰竭。
(2)心衰誘因有：
①感染：特別是呼吸道感染，左向右分流的先天性心血管畸形常因並發肺炎而誘發心力衰竭;風濕熱為引起風濕性心髒病心衰的主要誘因
②過度勞累及情緒激動。
③貧血。
④心律失常：以陣發性室上性心動過速為常見。
⑤鈉攝入量過多。
⑥停用洋地黃過早或洋地黃過量。
二、發病機製
心力衰竭的病理生理變化十分複雜，許多問題尚不清楚。心衰不僅是一個血流動力學障礙，同時是一組神經體液因子參與調節的有關分子生物學的改變過程。
1.調節心功能的主要因素
心髒的泵功能是從靜脈吸回血液後再射入動脈係統，維持心搏量以供應組織代謝需要。心排出量的調節取決於下列因素：
(1)容量負荷：
又稱前負荷。指回心血量或心室舒張末期容量，通常用舒張末壓表示。依照斯塔林(Stalling)定律，在一定範圍內心肌收縮力與心肌纖維長度成正相關。當心室舒張末容量增加時，心肌纖維拉長，心肌收縮力增強，心排出量增加。但容量超過臨界水平，則心排出量反而減低。心室舒張末容量與舒張期充盈時間及心室順應性有關。在一定充盈壓下，充盈時間長則心室舒張末期容量增加，心搏量增多。當心室順應性下降時，改變舒張期壓力與容量的關係，在任何容量下壓力均升高，隨之左房壓升高，發生肺靜脈充血，並可發生肺水腫。此外，舒張時心室僵硬，影響心室充盈，使心排出量受限。
(2)壓力負荷：
又稱後負荷。即心室開始收縮射血時麵臨的阻抗。總外周阻力是左室後負荷的重要決定因素，可用血壓表示。在心肌收縮力和前負荷恒定時，後負荷下降，心排出量增加;反之則減少。
(3)心肌收縮力：
指心肌本身的收縮力，與心肌代謝及興奮-收縮耦聯過程有關，主要受交感神經係統調節。β受體興奮時，心肌收縮力增強，心排出量增加。
(4)心率：
與心髒傳導係統的電生理特性及心髒自主神經調節有關。心排出量=心率*心搏量。心率變化可影響心搏量及心排出量。在一定範圍內增快心率可提高心排出量。當心動過速，心率>150次/min，心室舒張充盈期短，充盈量不足，心搏量減少，心排出量因而下降。心動過緩，心率<40次/min，舒張期充盈已達極限，不能再提高心搏量，因而心排出量隨之下降。
(5)心室收縮運動的協調性：
心室收縮時，室壁運動協調可維持最大的心搏量。心肌缺血、發生炎症，可致室壁矛盾運動;心律失常可使房室運動不協調，均可導致心搏量下降。上述各因素中，前四項最為重要，若調節障礙，則導致心功能障礙，心排出量降低。
2.心力衰竭的神經內分泌係統的調節機製
心肌損傷是發生心衰的基本原因。缺血、感染、毒素及機械性應力作用等均可損傷心肌，導致正常功能的心肌細胞數量減少;心排出量降低，從而激活心髒、血管及腎髒等一係列內穩定調節機製。心衰早期這些調節機製相互作用有利於提高心搏量，使心排出量在靜息狀態時能維持機體需要。隨後轉為不利因素，促進心衰發展，乃至出現心功能代償失調的臨床征象。
(1)交感神經係統：
心排出量下降反射性興奮交感神經，大量去甲腎上腺素(NE)和腎上腺素由交感神經末梢和腎上腺髓質釋放到血循環中，血中兒茶酚胺水平升高，使未受損的心肌收縮力增強，心率加快，外周血管收縮，在心衰早期可部分代償血流動力學的異常。但交感神經張力持續過度增高，將帶來明顯副作用：①心肌代謝增加，氧耗加大;②心肌β受體密度下調，心肌收縮力下降;③外周血管收縮，致心髒後負荷過重，室壁應力增加和組織灌注不足;④直接心肌毒性作用，引起心肌壞死;⑤激活腎素血管緊張素醛固酮係統，進一步加重外周血管收縮及水鈉瀦留。
(2)內分泌係統：
心肌損傷早期迅速激活循環內分泌係統，包括交感神經和腎素血管緊張素醛固酮係統等，使心功能取得代償，臨床不出現心衰征象。但上述內穩定調節機製繼續進行，並激活心髒、血管和其他組織的自分泌和旁分泌。前者作用於自身細胞;後者為局部分泌，作用於鄰近細胞。在心衰進展惡化過程中，自分泌和旁分泌起著重要作用。
①腎素血管緊張素醛固酮係統(RAAS)：
RAAS的激活是一個主要的神經體液調節過程。心衰時，腎血流灌注降低及交感神經興奮，刺激腎小球旁器釋放腎素，是激活RAAS的主要機製。但心衰患者的低鈉飲食和應用利尿藥也是RAAS激活的重要因素。血液中腎素將肝髒分泌的血管緊張素原催化為血管緊張素Ⅰ，後者經肺部血管床轉換酶(ACE)水解為血管緊張素Ⅱ(AngⅡ)。AngⅡ較NE有更強烈的收縮血管作用，並可刺激腎上腺皮質球狀帶增加醛固酮(Ald)分泌，引起水鈉瀦留和排鉀、鎂。另外，ACE和激肽酶Ⅱ是同一種酶，可催化緩激肽降解、失活，血漿緩激肽水平降低，使前列腺素E合成減少。後者有舒張血管作用，因而加重了血管收縮。持續RAAS的過度激活，可使心衰惡化。現已證實AngⅡ除強烈收縮外周血管外，尚可致心肌壞死和促進動脈粥樣硬化;過多Ald促進鉀、鎂排出，致心律失常閾值下降，並有造成心肌膠原纖維沉積的作用。除循環內分泌係統外，心髒、血管及腦組織等存在自身的RAAS。當心髒超負荷時，室壁應力增加，激活心肌細胞內的AngⅡ與細胞膜AngⅡ受體結合，通過一係列分子生物學和生物化學過程，致心肌細胞基因表達異常，促進心衰惡化。
②心房利鈉肽(ANP)：
是心房肌合成的內分泌素，具有利鈉、排尿、擴張血管和抑製RAAS作用。心衰時，外周血ANP水平較正常對照組高2～10倍。促使ANP釋放的因素包括： A.心衰引起左、右房壓力升高。 B.心衰時細胞外液容量擴大，導致心房擴張。臨床觀察證明，外周血ANP水平與心衰嚴重程度呈正相關，病情好轉，ANP水平迅速下降。心衰時，利鈉肽活化可能是一種保護性神經內分泌機製，對過度的RAAS激活有對抗作用，對延緩病情進展，具有利作用。雖然，心衰惡化時伴有ANP分泌增多，但其作用減弱，可能係受體密度下降，分解亢進或腎血流減少之故。
③生長激素(GH)：
近年研究GH是胚胎及小兒時期心髒發育和成人維持心髒形態和功能不可缺少的因素。GH由神經垂體分泌，其大部分作用是通過胰島素樣生長因子-1(IGF-1)介導。後者可在心髒內合成，在心肌內起旁分泌和自分泌作用。此外，其他組織產生的IGF-1也可作用於心肌組織。心肌內的GH受體表達高於其他組織。GH對心功能的直接作用有： A.促進心肌組織生長，並調控心髒結構。 B.增加心肌收縮力。 C.改善能量轉換為機械力的效應。 D.抑製心肌細胞凋亡。 GH和IGF-1在心衰時的治療作用尚在研究中。
④內皮素(ET)：
血管內皮分泌血管活性物質，調節血管的收縮和舒張反應。內皮源的收縮血管活性物質有ET等，舒緩因子有一氧化氮(NO)和前列腺素(PGI2)。心衰時，心肌供氧不足，血管內皮損傷，其分泌血管活性物質及調節血管功能異常，主要表現為收縮血管物質分泌增多，而舒張血管物質分泌減少。臨床研究表明心衰患者血液中內皮細胞增加及ET釋放增多，其增加程度與心衰嚴重程度相平行。ET有強烈血管收縮作用，可收縮阻力血管及冠狀動脈，加重後負荷及心肌缺血，並有引起肺動脈高壓和促進血管平滑肌、心肌細胞生長和增殖的作用。
⑤血管加壓素(AVP)：
心排出量下降，通過心血管壓力感受器刺激神經垂體釋放AVP。另外，循環中AngⅡ水平升高，也可促進AVP分泌。AVP有收縮血管及抗利尿作用。
⑥細胞因子：
心衰病人免疫功能失調。研究證明許多細胞因子如腫瘤壞死因子-α(TNF-α)、白細胞介素-2、白細胞介素-6等參與心衰的發展。臨床觀察表明心衰患者血液中TNF-α升高，並與心衰嚴重程度相關。TNF-α還有抑製心肌收縮力和促進心肌細胞凋亡的作用。近年來，心衰時神經內分泌的研究在不斷探索中，其目的在於尋找更為有效的治療手段，控製心衰的發展，以延長患者壽命。
3.心室重塑的調節機製
近年研究認為心室重塑是心衰過程中十分重要的部分，包括心室質量、心室容量、心室形態和結構的變化。其特征為心室收縮力日益減弱的同時心室逐漸擴大。心室重塑的機製不甚清楚，但與心肌細胞分子生物學和生物化學的改變以及內分泌、旁分泌及自分泌的調節作用密切相關。研究表明當心髒超負荷時，心室應力增加，牽拉心肌細胞膜，激活細胞內的AngⅡ，後者作為自分泌形式與細胞膜AngⅡ受體結合，進而通過細胞內三磷酸肌醇和二酰甘油途徑激活蛋白激酶C，促發轉錄和合成新的收縮蛋白;並作用於核內，啟動原癌基因的轉錄和表達，進一步促進心肌細胞分裂和增生。上述過程使存活的心肌肥厚，但此類肥厚心肌的收縮蛋白基因表達異常，類似胚胎表型。這種胚胎型異構蛋白易於疲乏，使心肌細胞壽命短，加速心肌細胞衰竭。心肌細胞外基質改變，膠原蛋白沉著和纖維化在心室重塑中起重要作用，膠原損傷可發生在心肌壞死之前。研究表明AngⅡ和Ald激活，在促進膠原沉積和纖維化中起重要作用，導致心室進一步擴大。心室重塑是一個不良的適應過程，肥厚的心肌細胞和膠原纖維並不是正常的細胞，最終導致心衰惡化。新近研究表明衰減的心肌細胞出現程控的細胞死亡，成為凋亡，在擴張型心肌病尤為明顯，為導致心衰進展的重要因素。凋亡與壞死不同，細胞凋亡不伴有炎症反應。凋亡是基因程控的耗能過程，由一係列密切相關的分子生物學與生物化學過程所組成。在衰竭的心髒，促進心肌細胞凋亡的因素包括一氧化氮、活性氧、細胞因子、缺氧及機械應力作用等。心肌細胞凋亡參與心衰時的心髒重塑。近年的動物實驗證實：新生羊及幼羊的心髒儲備功能較成年羊差。臨床新生兒及小嬰兒亦較年長兒易發生心力衰竭，其原因如下：
①肌節數量少，心肌收縮力弱。
②心肌結構未成熟，心室順應性差。
③心排出量相對較多。初生兒為300ml/kg，青少年為100ml/kg。即在休息狀態也需要較高的心排出量才能維持機體代謝需要。
④安靜時心率快，嬰兒為120～140次/min，通過增加心率和心排出量所產生的代償功能有限。
