【摘要】 重症患者常常发生心功能障碍，其病理生理的改变涉及多种机制，包括血流动力学的变化，神经、内分泌因素的作用，炎症反应，心肌损伤和重构。除了心脏本身病变引起心功能异常外，心外器官如肺、肾、脑、胃肠道等发生功能障碍时亦可引起心功能障碍。对于心功能障碍的重症患者，在改善心功能的同时，需维持血流动力学稳定、加强心外器官的功能支持。
重症患者在重症加强护理病房（Intensive Care Unit，ICU）的死亡率仍较高，达15 %~25 %，多种原因导致的多脏器功能衰竭（multiple organ dysfunction syndrome ，MODS）是其主要的死因，心脏是循环系统最重要的器官，心功能障碍在疾病的发生、发展过程中发挥着重要的作用。由于多系统、多脏器的相互作用，重症患者的心功能障碍较单纯心脏疾病引起的心功能障碍在病理生理变化上更加复杂。感染、创伤、内分泌紊乱、循环衰竭等多种因素通过影响血流动力和神经体液引起心功能的障碍，导致心脏收缩、舒张功能障碍或舒缩活动的不协调性，反之，心功能失代偿时同样引起肺脏、肾脏、胃肠道、内分泌等多个脏器功能损伤。
一、心脏改变的病理生理基础
心脏的病理性改变如果超出心脏的代偿范围则引起心功能障碍。心力衰竭是心功能障碍的最终阶段，而由于心肌功能障碍引起的左心室收缩功能不全是心力衰竭的最常见类型，在危重病患者中，心功能障碍的病理生理改变涉及多种机制，包括血流动力学的变化，神经、内分泌因素的作用，炎症反应，心肌损伤和重构。
（一）血流动力学变化
当各种原因导致心脏的收缩力下降时，心脏通过一系列适应性变化维持心输出量，保证组织灌注，包括心脏的代偿和心外的代偿。Frank-starling定律是心脏代偿最重要的机制，他通过增加心脏的前负荷保证心肌的最佳收缩长度，达到最大收缩力。心脏也可通过心肌肥大的代偿方式，以提高心肌收缩力。另外，危重病患者经常出现血流动力学的改变，通过神经、内分泌因素改变的心外代偿的方式调整容量的平衡（尤其是肾素-血管紧张素-醛固酮系统）提高心室的灌注从而提高心肌收缩力。所有的代偿机制最初可以改变心肌的收缩功能，最终会因失代偿带来不良后果，出现心输出量下降，心力衰竭，导致肺水肿或全身水肿加重。维持血流动力学的稳定，保证心脏最佳的前负荷，减轻心脏负担是避免心功能障碍的重要措施。
（二）神经、内分泌因素
早在20世纪60年代，临床医生就认识到神经内分泌过度激活在心功能障碍中的核心作用，在心功能障碍的早期，为了维持循环的稳定，反射性兴奋交感神经，激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosteronesystem，RAAS）及精氨酸加压素（arginine vasopressin，AVP）系统，此时的心功能处于完全代偿阶段。随着病情的进展，RAAS系统被过度激活，成纤维细胞增殖增加、氧化应激反应增强和细胞外基质沉积增多，进一步出现心脏负荷增大、心肌耗氧增加、心肌损伤，引起心脏舒缩功能障碍、心律失常，最终导致心脏和器官功能障碍。因此，抑制RAAS系统成为治疗心力衰竭的一线治疗方法。精氨酸加压素作为脑垂体激素在调节血浆渗透压中发挥重要作用，无症状心力衰竭病人AVP浓度升高， AVP与精氨酸加压素V1受体相结合，引起全身血管收缩，进一步加重心肌负荷，心力衰竭恶化。此外心功能障碍时脑钠钛(brain natriuretic peptides，BNP)和心钠肽(atrial natriuretic peptide，ANP)升高，两者抵抗，使其生理功能降低，导致多余的水钠不能及时排出；神经内分泌过度激活导致NO释放增加，过多的NO减少ATP生成，诱导心肌细胞凋亡，从而抑制心脏收缩，表现为心肌损害作用。
（三）炎症反应
炎症因子是心功能障碍发生、发展的重要因素。研究表明，炎症细胞因子可降低心肌的收缩力及心输出量，促发自发心功能障碍、胰岛素抵抗、内皮损失及血液高凝状态等。多种炎症因子在心力衰竭的患者中出现升高，如肿瘤坏死因子α、白介素-1β（ interleukin-1β，IL-1β）、IL-10、IL-6、单核细胞趋化蛋白-1（monocyte chemotactic protein 1，MCP-1）和巨噬细胞炎性蛋白α（macrophage in.ammatory protein1α，MIP-1α）等。心衰时炎症细胞因子增加，其水平可作为判断心衰严重程度及预后的指标，抗炎治疗可降低高危患者心衰的发生率。慢性心衰时炎症反应、氧化应激、神经内分泌系统形成相互作用的网络，NO合成，自由基生成，细胞凋亡，Ca2＋平衡失调，收缩蛋白脱敏，从而引起心肌细胞结构改变，如坏死、纤维化、心肌肥厚、心室扩张、心功能进行性下降、心衰程度恶化。脓毒性心肌抑制时，炎性相关因子如细胞因子、Toll样受体(Toll-like receptors, TLR)、巨噬细胞迁移抑制因子（macrophage migration inhibitory factor，MIF），细菌毒素等相互作用，共同参与脓毒性心肌抑制的发病过程。
（四）心肌损伤和心室重构
多种因素导致心肌的损伤，如心肌缺血，心肌再灌注，心室压力的增加，氧化应激损伤，炎症反应，神经内分泌激活等，心肌损伤标志物是临床判断心肌损伤的重要方法，心肌损伤后可发生心肌顿抑（stunned myocardium，SM）和心肌冬眠（hibernating myocardium，HM）现象，是心肌缺血、亚致死性、可逆性损伤状态。随着心肌损伤因素的持续存在，心脏的结构和功能在不停地调整以改善心脏收缩功能，最终出现心肌重构。心肌重构是心功能障碍发生发展的基本病理生理过程和心血管疾病的共同通路，神经激素-细胞因子，细胞坏死和凋亡，基因表达异常等多种因素参与心肌的重构，无论潜在的心脏病理如何，发生左心室重构均可以提高死亡率，也可以作为众多针对左室收缩不全引起的心力衰竭的治疗靶点。
重症患者心功能障碍心脏变化的主要特点是多种因素导致的心肌的损伤、坏死和神经内分泌系统过度激活导致的内分泌反应，最后使心脏收缩、舒张功能障碍，引起心脏失代偿。切断这两个过程是重症患者心功能障碍有效预防和治疗基础。
二、心外器官病变引起心功能障碍的机制
（一）心-肺（心肺交互作用，cardiopulmonary interaction）
心肺相互作用均表现为胸内压和肺容量二者的变化对血流动力学的影响，它们通过对左右心室前后负荷及静脉回流的影响产生不同的效应。自然呼吸时，对于右心而言，吸气相时，胸腔负压增大，利于静脉回流，右室前负荷和每搏量都增加。对于左心，吸气相时，胸内压和动脉血压下降。但胸内压下降的幅度大于动脉压，左心室的跨壁压增加，左心室后负荷增加。在气道狭窄或小气道痉挛时，呼吸肌做功增加，胸内负压增大，左心室后负荷显著增加，易造成左心室功能不全，甚至左心室功能衰竭。正压通气时，胸腔压力增高导致静脉回流减少，右室前负荷和心输出量也相应减少，同时降低左心室后负荷，改善左心室功能。PEEP的应用使胸内压在呼吸相时也不能恢复至大气压，从而使回心血量在整个呼吸周期均减少，可能使心输出量下降。当肺容量增加时，由于肺泡外血管塌陷和周边气道塌陷引起肺泡缺氧性收缩导致肺血管阻力增加，肺动脉压升高，妨碍右室射血，在哮喘、肺梗阻疾病的病人或已经有肺动脉高压的患者当中，如果发生肺容积的改变如并发ARDS，很小的肺容量改变将使肺阻力急剧上升，对血流动力学造成影响。
心肺交互作用的一些概念，主要是肺的力学性质改变对心血管系统的影响。利用这些概念，分析不同病理生理状态下的心肺交互作用，有助于我们更好地掌握机械通气技术解决临床实际问题，发挥优势，避免和减轻心肺负面效应。如基于心肺交互作用的液体反应性监测和评估，对每搏变异率(stroke volume variation，SVV)、脉压变异率(pulsepressurevariation，PPV)、被动直腿抬高试验(passive leg raising，PLR)、腔静脉直径呼吸变异进行动态监测指导容量管理。
（二）心-肾（心肾综合征，cardiorenal syndrome，
CRS）
心脏或肾脏对另一器官的功能损害不能代偿时，互为因果，形成恶性循环，最终加速心脏和肾脏功能的共同损害和衰竭，造成心肾综合征。2008年欧洲多国学者对CRS的定义作了进一步细化，将不同的临床急慢性心脏或肾脏功能衰竭分为5个亚型。Ⅲ型心肾综合症指原发性肾脏功能急性改变引起血流动力学异常，水钠潴留和水电解质失衡，进一步导致心功能障碍。Ⅳ型心肾综合症是指慢性原发性肾脏疾病造成心脏功能减退、左心室肥厚、舒张功能减退和（或）不良心血管事件增加，RAAS系统的激活、一氧化氮/反应性氧自由基的平衡、炎症、交感神经系统间的平衡是Ⅳ型心肾综合症重要的调控因子。
减少容量过负荷是Ⅲ型肾心综合征预防和治疗的重要基础，如利尿剂的使用、早期肾脏替代治疗。由于Ⅳ型肾心综合症形成机制更复杂，存在贫血、高血压、营养不良等多种因素，综合治疗可以减少肾功能和心功能障碍的进展，微血管完善性保护可能是慢性肾功能不全引起心功能障碍的重要预防措施。
（三）心-脑（应激性心肌病）
脑血管病可引起心肌损害、心律失常、急性心肌梗死。大脑及其结构是通过交感副交感神经支配心脏的。脑源性心功能及心电图异常的机制是多方面的，经临床研究证实其具体机制可通过下列各方面而形成：①下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统；②交感-肾上腺髓质系统；③卒中后心脏本身病变及ECG异常；④通过迷走神经皮质代表区及脑干有关迷走神经核团及迷走神经节。脑心综合征为神经系统多水平的神经-体液调节异常而形成，而其中以神经机制为主导。神经源性应激性心肌病是急性蛛网膜下腔出血的常见并发症，主要表现为短暂的弥漫性左心功能不全或局部室壁运动异常，可能与持续蛛网膜下腔出血和不良临床结果增加相关。此外，其他中枢神经系统疾病包括癫痫、脑梗死、脑出血、偏头痛、脑炎、脑外伤等都可以引起应激性心肌病。
由于应激性心肌病易被忽视，通过心脏超声等手段动态评估心功能、早期识别尤其重要。一旦确诊由颅脑病变引起的心功能障碍，在积极控制颅脑损伤的同时需加强心脏功能的支持，如针对心力衰竭的治疗、心脏机械辅助治疗等。
（四）心-胃肠道（腹腔高压和腹腔间室综合征，intra-abdominal hypertension/ abdominal compartment syndrome，IAH/ACS）
腹腔高压或腹腔间室综合征的患者常发生心功能障碍和心力衰竭，腹腔间室综合征是指腹腔压力大于20 mmHg，伴有器官功能障碍。腹内压增高的机制和危险因素包括腹壁顺应性降低，肠内容物增加，腹腔内容物增加，毛细血管渗漏/液体复苏。腹腔高压发生时，下腔静脉和门静脉直接受压使其血流量减少，同时胸腔压力增加导致上、下腔静脉血流进一步减少。胸腔压力增加使心脏受压，舒张末期心室容积下降。IAH可以明显增加心脏后负荷，导致心搏出量减少及代偿性心率增加。当腹内压达到12~15 mmHg时，前负荷减少，心输出量开始下降；压力升高至16~20 mmHg时，心输出量进一步下降，中心静脉压和肺动脉楔压升高；当压力大于20 mmHg时，心功能开始不稳定，心输出量不能有效地保证全身灌注。
膀胱测压操作简便易行，可作为危重病人的常规监测技术，有利于早期发现IAH。保证循环稳定、提高腹腔灌注压以及腹腔减压是减少腹腔高压引起心功能障碍的最重要措施。
（五）心-感染（脓毒性心肌抑制）
50 %的严重脓毒症患者会出现不同程度的心肌抑制，脓毒症合并心功能不全患者死亡率高达70 %~90 %。脓毒症相关心功能不全是指发病前心功能良好，没有心脏基础疾病的患者，在脓毒症的打击下，导致心肌抑制，心脏收缩、舒张功能障碍，心排血量降低，从而造成全身各组织器官供氧不足的一种重症临床综合征。严重感染患者出现心肌功能障碍，表现为左心室收缩功能障碍、左室舒张功能障碍或右心室功能障碍。脓毒性休克引起的心肌功能障碍具有可逆性。脓毒症心肌抑制机制包括循环心肌抑制因素、心肌自身因素及自主神经失调等方面，是多因素作用的结果。
血流动力学、心脏超声可以更量化、更精细地诊断和评估脓毒症相关心功能不全。没有特定的方法治疗脓毒性心肌抑制，但是去除感染源，控制感染以及保证血流动力学的稳定（包括液体复苏，升压药和正性肌力药的使用）是两大最重要的治疗策略。
三、治疗原则和重点
重症患者的心功能障碍的治疗不同于单纯的心功能障碍，由于各个器官、系统间的相互作用，心脏的病理生理改变错综复杂，在治疗的过程中需要重点关注以下几点。
1. 在生命体征稳定前提下积极处理原发疾病，切断引起心功能恶化的始动因素。如脓毒症患者早期应用抗生素控制感染，去除感染源；颅脑损伤患者根据病情轻重选择手术或者保守治疗方案，对于急性重症胰腺炎患者液体复苏，早期外科手术解除梗阻性因素等。
2. 给予充分的血流动力学的支持，足够的心输出量和氧供，防止各器官功能恶化和衰竭。对液体复苏后仍达不到血流动力学稳定的患者首选去甲肾上腺素维持平均动脉压，并根据病情，选择适当的强心药物。主动脉内球囊反博术（intraaortic balloon counterppulsation，IABP）提供的机械支持可以降低右房压和肺动脉压，减少左心室后负荷，增加冠状动脉血流，减少ST段抬高型心肌梗死合并心源性休克患者心脏不良事件的发生。体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）可以作为心源性休克患者的临时救生措施，或者等待心脏移植的过渡。
3. 除了维持心脏功能外，心外器官的支持治疗也不可或缺。呼吸支持是提高氧输送和降低氧消耗的重要手段之一，在运用呼吸机时，应注意选择合适的参数和模式，尽可能减少机械通气对器官功能的影响；肾脏替代治疗是肾衰竭患者改善肾脏功能，纠正内环境必不可少的治疗手段；对于颅脑创伤患者，早期积极的脱水治疗度过水肿高峰期可以减少脑组织损害；评估后早期胃肠营养支持使肠功能尽早恢复等。
4. 重症患者的病理生理变化错综复杂，牵一发而动全身，需要有全局的眼光看待心功能障碍的患者，制定包括循环、消化、呼吸、神经、内分泌等多系统支持的治疗方案（图1）。
来源：急诊时间
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