心肌收缩性减弱
心肌收缩性是指不依赖于心脏负荷而改变其收缩活动强度和速度的内在特性，是决定心排血量
的基本因素之一，因此心肌收缩性减弱是造成心脏泵血功能减退的主要原因，其发生机制主要包括心肌细胞数量减少和（或）结构改变、心肌能量代谢障碍及心肌兴奋-收缩偶联障碍。
（一）心肌细胞数量减少及结构改变
1.心肌细胞数量减少 致病因素引起心肌细胞损伤或死亡，使有效收缩的心肌细胞数量减少，是导致心肌收缩性减弱的重要机制。心肌细胞死亡分坏死（necrosis）与凋亡（apoptosis）两种表现形式。
（1）心肌细胞坏死：主要由心肌缺血、缺氧引起。此外，感染及中毒等损伤性因素，也可引起心肌细胞发生坏死。在临床上，急性心肌梗死是引起心肌细胞坏死最常见的原因，当梗死面积超出一定范围时便可发生急性心力衰竭。
（2）心肌细胞凋亡：心肌细胞凋亡是导致受损心肌数量减少的另一方面原因，在心力衰竭的动物模型及患者的心脏中都发现存在细胞凋亡现象。心肌缺血能够引起细胞坏死，也可诱导细胞凋亡。实验研究发现，在心肌缺血的中心区以细胞坏死为主，而在缺血边缘区，许多心肌细胞发生凋亡。在对缺血性心肌疾病进行治疗时，再灌注引起的氧自由基大量生成和钙超载，也可诱导心肌细胞凋亡。此外，炎症反应中生成的细胞因子，特别是肿瘤坏死因子（TNF），可通过死亡受体途径启动凋亡。
2.心肌结构改变 心肌过度肥大时，肌丝增加不成比例，肌节叠加不规则，导致肌原纤维排列紊乱；成纤维细胞增生，导致细胞外基质中胶原含量增加，使心肌发生纤维化，这些情况均可引起心肌收缩性减弱。
（二）心肌能量代谢障碍
心肌的收缩和舒张均需要大量的能量（ATP）供应，缺血、缺氧及过度肥大均可引起心肌能量代谢障碍。心肌的能量代谢过程包括能量的产生、储存和利用3个环节，其中任何一个环节出现障碍，都可导致心肌收缩性降低。
1.心肌能量生成障碍能量生成障碍最常见于缺血性心肌病，心肌由于供氧减少而导致ATP生成减少。休克、严重贫血等也可因减少心肌供血、供氧，引起心肌能量生成障碍。维生素B1严重缺乏时，丙酮酸氧化脱羧障碍，无法转变成乙酰辅酶A进入三羧酸循环，也可导致ATP生成不足。此外，过度肥大的心肌也存在能量生成障碍，其机制一方面与肥大心肌中线粒体含量增加相对不足且线粒体氧化磷酸化水平降低有关；另一方面，也与肥大心肌毛细血管数量增加不足及受到挤压以致微循环障碍有关。(https://www.daowen.com)
2.心肌储能减少 心肌氧化产生的ATP在磷酸肌酸激酶（creatine phosphate kinase）催化下，将高能磷酸键转移至肌酸而生成磷酸肌酸（creatine phosphate，CP）。肌酸分子量小且在心肌内的浓度比ADP大100倍，所以磷酸肌酸是心肌内重要的能量储存形式。心肌肥大早期，细胞内磷酸肌酸含量可在正常范围内，随着心肌肥大的发展，能量生成出现障碍；此外，磷酸肌酸激酶同工型发生转换（表型改变），活性较低的胎儿型磷酸肌酸激酶增多，导致磷酸肌酸激酶整体活性降低，使磷酸肌酸生成减少。
3.能量利用障碍 能量利用障碍主要发生于过度肥大的心肌，其机制也与肥大心肌细胞表型改变有关。心肌对能量的利用是通过位于肌球蛋白头部Ca2+-Mg2+-ATP酶水解ATP，把ATP储存的化学能转化成为心肌收缩的机械做功的过程。因此，Ca2+-Mg2+-ATP酶活性是决定心肌细胞对ATP进行有效利用的关键性因素。一些研究表明，过度肥大心肌内Ca2+-Mg2+-ATP酶活性降低，可能与心肌调节蛋白改变有关，如肌球蛋白轻链-1 （myosin light chain，MLC-1）的胎儿型同工型增多；肌钙蛋白T亚单位的胎儿型同工型增多等。
（三）心肌兴奋-收缩偶联障碍
心肌兴奋-收缩偶联是指Ca2+介导的将心肌的电活动（兴奋）转变成机械活动（收缩）的过程。心肌细胞开始兴奋时，细胞膜电位的去极化可以激活细胞膜上钙通道，引起细胞外Ca2+内流，继而触发肌浆网释放其储存的Ca2+，迅速升高胞浆内Ca2+浓度。接下来，Ca2+与心肌调节蛋白肌钙蛋白结合，使原肌球蛋白的位置发生改变，肌动蛋白上肌球蛋白的作用点得以暴露，使肌球蛋白头部与肌动蛋白结合形成横桥。胞质Ca2+浓度的升高可激活肌球蛋白头部的ATP酶，水解ATP为心肌收缩提供能量，实现由化学能向机械能的转变。此后，当心肌细胞复极化时，肌质网钙泵将大部分Ca2+摄取并储存在肌质网内，小部分Ca2+则通过细胞膜上Na+-Ca2+交换蛋白和钙泵被转运至细胞外，胞质Ca2+浓度迅速降低，Ca2+与肌钙蛋白解离，肌球蛋白与肌动蛋白分开，横桥解除，心肌开始舒张（图11-2）。心肌兴奋-收缩偶联障碍主要表现在以下几个方面。
图11-2 心肌细胞收缩前、后钙离子转运示意图
●：钙泵；■：钙离子通道；◆钠钙交换蛋白；⊕：触发作用；↑↑或↓↓：表示在钙离子转运过程中起主要作用
1.肌浆网转运Ca2+功能障碍在正常的心肌舒缩过程中，肌质网通过摄取、储存和释放Ca2+，维持胞质Ca2+的动态变化。而在过度肥大心肌细胞中，肌质网Ca2+-ATP酶（钙泵）含量或活性降低，使肌质网摄取和贮存Ca2+的量减少，进一步导致心肌收缩前Ca2+释放减少，使心肌兴奋-收缩偶联无法正常完成，心肌收缩能力减弱。此外，肌质网钙释放蛋白的含量或活性降低，可影响肌质网内储存的Ca2+释放。心肌缺血、缺氧等原因引起的能量代谢障碍，也可抑制肌质网上的钙泵对Ca2+的摄取和释放，干扰正常的心肌收缩-偶联过程。
2.细胞外Ca2+内流障碍尽管心肌收缩时胞质中的Ca2+主要来自肌质网的释放，但细胞外的Ca2+内流在心肌兴奋-收缩偶联过程中也发挥重要作用，除了直接升高胞内Ca2+浓度外，Ca2+内流可触发肌质网释放Ca2+。细胞外Ca2+内流受去甲肾上腺素含量和功能的影响，在过度肥大的心肌中，去甲肾上腺素合成减少及消耗增多，导致去甲肾上腺素含量下降；此外，肥大的心肌中常伴有β肾上腺素受体密度相对减少及对去甲肾上腺素的敏感性降低，这些因素均导致Ca2+内流减少。高钾血症及心肌缺血缺氧形成的酸中毒也影响Ca2+内流，其机制与K+和H+竞争性抑制Ca2+内流有关。
3.肌钙蛋白与Ca2+结合障碍 正常情况下，胞质Ca2+浓度迅速上升到一定的阈值（10-5 mol/L）后，Ca2+与肌钙蛋白结合，然后启动兴奋-收缩偶联。缺血、缺氧等原因导致心肌细胞发生酸中毒时，由于H+与肌钙蛋白的亲和力比Ca2+大，H+占据了肌钙蛋白上的Ca2+结合位点，妨碍Ca2与肌钙蛋白结合，心肌的兴奋-收缩偶联因而受阻。此外，肥大心肌由于肌钙蛋白表型改变，以致对Ca2+的敏感性降低，也影响Ca2+与肌钙蛋白的结合。