背景
心力衰竭是一种病理生理状态，其特征是心脏通过异常（可检测或不可检测）功能无法将血液泵送至代谢组织所需速率，或仅能通过升高的舒张充盈压实现这一功能。
心力衰竭（见下图）可能由心肌功能障碍引发，也可能在心脏功能接近正常的情况下发生于高需求状态。心力衰竭始终导致循环衰竭，但反之未必成立，因为各种非心脏因素（如低血容量性休克、脓毒性休克）可在心脏功能正常或轻度受损时产生循环衰竭。为维持心脏泵血功能，代偿机制会增加血容量、心脏充盈压、心率和心肌质量。然而，尽管存在这些机制，心脏收缩和舒张能力仍持续下降，导致心衰恶化。
Signs and symptoms of heart failure include tachycardia and manifestations of venous congestion (eg, edema) and low cardiac output (eg, fatigue). Breathlessness is a cardinal symptom of left ventricular (LV) failure that may manifest with progressively increasing severity.
心力衰竭可根据多种因素分类：
病理生理学
无论触发事件如何，导致心力衰竭进展的共同病理生理状态极其复杂。从亚细胞到器官相互作用的每个组织层次都存在代偿机制。仅当这些适应网络过载时才会发生心力衰竭。[7,8,9,10,11]
适应机制
最重要的适应机制包括：
- Frank-Starling机制：通过增加前负荷维持心脏功能
- 心肌细胞再生与死亡改变
- 伴或不伴心室扩张的心肌肥厚，通过增加收缩组织质量实现
- 神经体液系统激活
心脏交感神经释放的去甲肾上腺素通过激活肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）、交感神经系统（SNS）等神经体液调节，增强心肌收缩力，维持动脉压和重要器官灌注。[12]
在急性心力衰竭中，原本可维持相对正常心脏功能的有限代偿机制变得失代偿。慢性心室壁应力增加的主要心肌反应是心肌细胞肥大、死亡/凋亡和再生。这种过程最终导致偏心性重构，进一步恶化剩余心肌细胞的负荷条件，形成恶性循环。降低心室壁应力以减缓重构过程的理念已广泛应用于临床治疗。[15]
心肌损伤后心输出量减少会激活一系列血流动力学和神经激素紊乱，触发神经内分泌系统激活（包括上述肾上腺素系统和RAAS）。肾上腺素和去甲肾上腺素释放，以及内皮素-1（ET-1）和血管加压素等血管活性物质，通过血管收缩增加后负荷，并通过环腺苷酸（cAMP）增加细胞钙离子内流，增强心肌收缩力但损害舒张功能（lusitropy）。
钙超载可能引发心律失常导致猝死。后负荷和心肌收缩力（即正性肌力作用）增加及舒张功能（lusitropy）损害，增加心肌能量消耗并进一步降低心输出量。心肌能量消耗增加导致细胞死亡/凋亡，形成恶性循环。RAAS激活通过水钠潴留增加前负荷，加剧心肌能量消耗。肾素增加由肾小球入球小动脉张力降低、致密斑氯离子输送减少和β1-肾上腺素能活动增加共同介导，最终导致血管紧张素II（Ang II）和醛固酮水平升高。
心脏自我更新概念的建立（17）催生了直接增强心肌再生的研究领域。在病理性应激期间，心肌细胞更新率显著增加，但心衰时细胞丢失速率更快，这种肥大与死亡间的不平衡是重构进展的细胞层面共同通路。
血管紧张素II
研究表明，局部心肌Ang II生成（降低舒张功能、增强收缩力、增加后负荷）导致心肌能量消耗增加。在体外和体内实验中，Ang II被证实可增强心肌细胞凋亡。[18]在心衰中，Ang II与去甲肾上腺素具有相似作用。Ang II介导心肌细胞肥大和间质纤维化，导致心肌体积和质量增加，同时伴随心肌细胞丢失。这种心脏结构变化进一步增加心肌体积和质量。
心肌细胞与心室重构
在衰竭心脏中，心肌体积增大特征表现为接近生命末期的大心肌细胞。随着更多心肌细胞脱落，剩余心肌承受的负荷增加，这种不利环境传递给负责替换丢失细胞的前体细胞。随着基础病理过程恶化和心肌衰竭加速，前体细胞效能逐步降低。这些特征——即心肌体积和质量增加伴随净心肌细胞丢失——是心肌重构的标志。重构过程早期通过增加每搏输出量（Frank-Starling机制）和降低壁应力（Laplace定律）实现适应性代偿，后期则表现为心肌氧需求增加、心肌缺血、收缩力下降和心律失常等失代偿机制。
随着心衰进展，一氧化氮（NO）、前列腺素（PGs）、缓激肽（BK）、心房利钠肽（ANP）和B型利钠肽（BNP）等内源性血管扩张剂的拮抗作用相对下降。这种变化伴随RAAS和交感神经系统的血管收缩物质增加，促进血管收缩从而增加前负荷和后负荷，导致细胞增殖、不良心肌重构和抗钠排泄，最终症状恶化。
收缩与舒张功能障碍
收缩性和舒张性心力衰竭均导致每搏输出量减少。这会激活外周和中枢压力感受器及化学感受器，引发显著交感神经激活。虽然神经激素对每搏输出量减少的反应存在共性，但相关事件研究最清晰的仍是收缩性心衰。血浆去甲肾上腺素水平直接与心功能障碍严重程度相关，具有重要预后意义。去甲肾上腺素不仅直接毒害心肌细胞，还通过β1-肾上腺素能受体过表达、β2-肾上腺素能受体脱偶联和抑制性G蛋白增加等信号转导异常促进心肌肥大。
心房利钠肽与B型利钠肽
ANP和BNP是心房和心室体积/压力扩张激活的内源性肽类。ANP和BNP分别从心房和心室释放，促进血管扩张和利钠排泄。其血流动力学效应通过降低心脏前负荷和后负荷进而减少心室充盈压力。BNP特别具有重要的诊断、治疗和预后意义。全球数据显示，BNP在慢性心力衰竭中表达升高。
其他血管活性系统
其他重要血管活性系统包括内皮素（ET）受体系统、腺苷受体系统、血管加压素和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）。ET是内皮细胞生成的物质，可能通过调节心肌功能、血管张力和外周阻力参与心衰发病。ET-1水平与心衰严重程度密切正相关，其强效血管收缩作用在肾血管床表现更显著，减少肾血流量、肾小球滤过率（GFR）和钠排泄。TNF-α在感染和炎症条件中升高，本地生产可能通过毒害心肌细胞加重收缩和舒张功能障碍。[22]
舒张性心力衰竭
在保留射血分数的舒张性心力衰竭（HFpEF）中，导致心输出量减少的相同病理生理过程在不同血流动力学环境中发生。[23]在HFpEF中，心室后负荷（压力负荷）增加导致的钙处理延迟引发舒张功能障碍。心室舒张功能障碍导致左心室（LV）舒张期充盈障碍。
Morris等发现，HFpEF患者右心室（RV）心内膜下收缩和舒张功能障碍（通过超声心动图应变率成像检测）较常见，这可能与影响左心室心内膜层的纤维化进程相关，也可能与右心室压力负荷有关。[24]
左心室腔僵硬性
左心室腔僵硬性增加可由以下任一或组合机制引发：
- 充盈压力升高
- 压力-容积曲线向陡峭部分移动
- 心室扩张能力下降
充盈压力升高是心室沿压力-容积曲线向陡峭部分移动的结果，常见于急性瓣膜反流或心肌炎导致的急性左心室功能不全。心室质量和壁厚度增加（如主动脉瓣狭窄、长期高血压）、浸润性疾病（如淀粉样变性）、心内膜纤维化和心肌缺血会导致压力-容积曲线左移。外源性压迫则导致压力-容积曲线平行上移。
同心性左心室肥厚
压力超负荷导致的同心性左心室肥厚（如主动脉瓣狭窄、高血压和肥厚型心肌病）使左心室舒张期压力异常升高，但腔室僵硬性可能不变或改变。
心律失常
虽然室性心律失常更常见于缺血性心肌病，但所有类型的心衰均存在显著心律失常负担。事实上，某些心律失常甚至会加剧心衰。所有心衰相关心律失常中最重要的是致命性室性心律失常。心衰中常见的室性心律失常结构性基质包括心室扩张、心肌肥厚和心肌纤维化。
细胞水平上，心肌细胞可能暴露于增加的牵拉、壁张力、儿茶酚胺、缺血和电解质失衡中。这些因素的综合作用导致心衰患者心律失常性猝死风险增加。
病因
四种危险因素解释了超过半数心衰病例：高血压、糖尿病、肥胖和吸烟，其中三分之一美国成年人至少存在一种心衰危险因素。[25]
心衰病因可按以下四类分类：
- 基础病因：包括影响外周和冠状动脉循环、心包、心肌或心脏瓣膜的结构异常
- 根本病因：包括增加后负荷或减少心肌供氧的生化和生理机制
- 诱发因素：如潜在心脏病进展或其他内稳态改变因素
- 心肌病遗传因素：如扩张型、致心律失常性右心室和限制型心肌病
基础病因
特定基础病因导致不同心衰形式：
- 收缩性心衰：冠状动脉疾病、糖尿病、高血压、瓣膜性心脏病、心律失常等
- 舒张性心衰：冠状动脉疾病、高血压、主动脉瓣狭窄等
- 急性心衰：急性瓣膜反流、心肌梗死、心肌炎等
- 高输出量心衰：贫血、动静脉瘘等
- 右心衰：左心衰、肺动脉高压等
诱发因素
既往稳定的代偿性患者可能因内在疾病进展（如主动脉瓣或二尖瓣进一步狭窄）或影响心衰患者内稳态的条件（如发热、贫血、感染、化疗药物）而失代偿。未控制的高血压和心律失常是常见诱因。系统感染通过发热、不适和咳嗽增加代谢需求，加重心脏负担。心肌炎或感染性心内膜炎可能通过直接损伤心肌和伴随的贫血、发热、心动过速等恶化已有心脏病。
心肌病遗传学
已证实扩张型心肌病和致心律失常性右心室心肌病存在常染色体显性遗传。限制型心肌病通常为散发，与心脏肌钙蛋白I基因相关。主要遗传中心已可进行心肌病基因检测。[31]
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