病理生理學/心力衰竭的發病機制

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病理生理學

心力衰竭及高血壓

心力衷竭的本質是心肌收縮性減弱。為了理解有關的問題，本節將首先簡要地復習心肌收縮的分子生物學基礎，然后討論心力衰竭的一般發病機制，以及肥大心肌轉向衰竭的機制。

心肌的收縮物質是組成粗、細肌絲的心肌蛋白。粗肌絲的主要成分是肌球蛋白（myosin），其分子量約50萬，全長1500A，一端為桿狀的尾部，另一端為粗大的頭部（S₁），二者之間是能彎曲的頸部（S₂）。頭部又分成兩片，是ATP酶的活動中心，它在肌動蛋白和肌球蛋白之間的搭橋和粗細肌絲之間的滑行中起著重要作用。細肌絲的主要成分是肌動蛋白（actin），分子量47.000，分子呈球狀，串聯而成雙鏈螺旋狀的細肌絲纖維。在雙鏈間的溝槽內，桿狀的向肌球蛋白（tropmyosin）和肌動蛋白卷曲在一起，每距400A處還有一個肌鈣蛋白（troponin）分子。向肌球蛋白和肌鈣蛋白是調節蛋白，本身不起收縮作用，但能調節肌動蛋白與肌球蛋白的聯結，而使心肌纖維發生收縮和舒張。肌鈣蛋白由三個亞單位組成，即向肌球蛋白亞單位（tropotroponin,TnT）、抑制亞單位（inhibrtor troponin,TnI）鈣結合亞單位（calciumcombining troponin, TnC）在心肌興奮-收縮偶聯中起重要作用（圖12－1、2）。

心肌收縮蛋白和調節蛋白

圖12－1 心肌收縮蛋白和調節蛋白

A.肌球蛋白分子結構模式圖，說明見正文。

B.肌動蛋白分子呈球形，串聯而成雙鏈螺旋狀的細肌絲。

向肌球蛋白在兩個肌動蛋白鏈之間。

每隔400A有一肌鈣蛋白復合體。

C.示粗、細肌絲在收縮與舒張時的相互關系。

Ca²⁺在心肌興奮時的電活動與機械收縮之間起偶聯作用。當心肌除極化時，Ca²⁺從細胞外轉移到心肌細胞的胞質中，同時也從肌質網釋放入胞質。因此胞質內Ca²⁺濃度升高（由10^-8M升至10^-5M）。此時肌鈣蛋白的TnC即迅速與Ca²⁺結合。這種結合相繼使TnC和TnI的構型發生變化，其結果是TnI從肌動蛋白移開。這種構型變化又可通過TnT影響向肌球蛋白的位置，使向肌球蛋白旋轉到肌動蛋白兩條螺旋狀鏈的深溝中，從而使肌動蛋白的受點暴露而與肌球蛋白頭部相接觸，形成橫橋。S₁的ATP酶隨即作用于ATP而釋放能量，肌動球蛋白（actomyosin）乃發生收縮。心肌收縮后，由于Ca²⁺又重新移到細胞外及進入肌質網，胞質內Ca²⁺濃度又降至10^-8M。此時，肌鈣蛋白的TnC失去了Ca²⁺，TnC和TnI的構型恢復原狀，故TnI又與肌動蛋白結合，進而通過TnT使向肌球蛋白從肌動蛋白的深溝中轉移出來，而恢復原來的位置。于是肌動蛋白上的受點又被掩蓋，肌動球蛋白重新解離為肌動蛋白和肌球蛋白，橫橋解除，心肌乃舒張。