三、心室重塑
心室重塑(ventricular remodeling)是心脏对于长期负荷过度的主要代偿机制之一。在过度的容量和(或)压力负荷作用下,心室结构、代谢和功能发生了慢性代偿适应性反应。尽管心室重塑在一定程度上提高了心脏功能,但不适当的结构和功能改变,往往导致心泵功能进一步损害,加速了心力衰竭的发展进程。心室重塑不仅包括心肌肥大(myocardial hypertrophy),还伴随着质的变化,即细胞表型(phenotype)的改变。
(一)心肌肥大
心肌肥大指心肌细胞体积增大,重量增加。根据承受的负荷不同,心肌肥大可分为向心性肥大和离心性肥大。
1.向心性肥大(concentric hypertrophy) 在长期过度的压力负荷作用下,心脏收缩期室壁张力增加,导致心肌肌节呈并联性增生,心肌细胞增粗,心室壁显著增厚,常见于高血压性心脏病及主动脉瓣狭窄等情况。
2.离心性肥大(eccentric hypertrophy) 在长期过度的容量负荷作用下,心脏舒张期室壁张力增加,引起心肌肌节呈串联性增生,心肌细胞长度增加,心腔容积增大;由于Frank Starling机制,前负荷增加可引起收缩期室壁张力增大,进而刺激肌节并联性增生,使室壁有所增厚,常见于二尖瓣或主动脉瓣关闭不全等情况。(https://www.daowen.com)
心肌肥大在一定程度上对慢性心力衰竭具有积极意义,一方面,由于心室壁增厚,室壁张力下降使心肌的耗氧量减少;另一方面,心肌肥大时尽管单位重量心肌收缩性减弱,但因为心脏整体重量增加,所以心脏整体收缩力是增加的,有助于保持心排血量。然而,肥大心肌存在能量代谢障碍和兴奋收缩偶联障碍,因此心肌肥大往往又促进了心力衰竭的发生。
(二)细胞表型改变
细胞表型改变指心肌细胞所合成的蛋白质的种类发生变化。在引起心肌肥大的机械信号和化学信号刺激下,在成年心肌细胞中处于静止状态的某些胎儿期基因被激活,或是某些功能基因的表达受到抑制,发生同工型蛋白质之间的转换,引起细胞表型改变。心肌细胞内蛋白质表达的改变可导致心肌功能出现障碍。
此外,心室重塑也包括非心肌细胞成分的改变。心脏由心肌细胞、非心肌细胞(包括成纤维细胞、血管平滑肌细胞和内皮细胞等)及细胞外基质组成。在心室重塑过程中,除心肌细胞外,非心肌细胞及细胞外基质也会发生明显的变化。例如成纤维细胞可产生过多的胶原,导致心肌纤维化和心室壁僵硬度增加。