急性心肌梗死病因

冠状动脉管腔内血栓形成(30%):

①心肌梗死前无心绞痛病史者:冠状动脉粥样硬化使管腔狭窄一般都在70%以下,原管腔较为通畅,该动脉供血的区域无有效的侧支循环,血栓使管腔突然完全堵塞,受此血管供血的心肌急性坏死,此类病人发病急骤,症状严重,心肌坏死常自心内膜下至心外膜下贯通心室壁全层,其梗死部位室壁常变薄向外扩张,在发病1周内易并发心脏破裂,血栓堵塞在冠状动脉大分支近端,贯通性梗死累及范围较广,常发生急性左心衰,心源性休克及室壁瘤形成.

②原有心绞痛史或陈旧性心肌梗死史者:急性血栓堵塞另一支冠状动脉,不仅使其供血部位发生急性心肌坏死,并阻断了提供原缺血和陈旧心肌梗死部位的侧支循环,使病情较前更为严重.

③多支冠状动脉粥样硬化:在某支冠脉斑块已使管腔极为狭窄处发生急性血栓堵塞者,一般既往多有心绞痛史,可因存在一定数量的侧支循环对心外膜下心肌起了保护作用,急性堵塞所致的心肌坏死可能仅限于心内膜下心肌,呈多发灶性坏死,梗死范围较小,故不易发生心脏破裂及室壁瘤形成.

④在冠脉斑块处血栓形成不完全堵塞:病人常出现不稳定性心绞痛,也可导致心内膜下急性心肌梗死,心电图无异常Q波,此时应进行血清心肌酶学检查,以助诊断.

冠状动脉痉挛(20%):

有的作者在一组急性心肌梗死病人发病后12h内做冠脉造影,显示有冠脉痉挛者占40%,向闭塞冠脉注入硝酸甘油能使闭塞的管腔开放或部分开放,说明该组急性心肌梗死是由冠脉痉挛造成.

粥样硬化斑块内或斑块下出血(15%):

富含脂质的软斑块表面的纤维覆盖帽较薄,加上斑块的外形,其中脂肪灶处于偏心位置,受血流冲击易于破裂,除这些易损斑块的结构以外,由冠状动脉腔内压力急性改变;冠状动脉张力改变;随着每次心搏冠状动脉弯曲及扭转等外界因素都可使易损的斑块破裂或内膜下出血,诱发血小板聚集血栓形成,使冠状动脉阻塞,导致心肌梗死.

心排血量骤降(10%):

休克,脱水,出血,外科手术或严重心律失常,致心排血量骤降,冠状动脉灌流量锐减.

心肌需氧量猛增(10%):

重体力活动,血压升高或情绪激动,致左心室负荷明显增加,儿茶酚胺分泌增多,心肌需氧量猛增,冠状动脉供血明显不足,导致心肌细胞缺血,坏死.

发病因素

对于心肌梗死的发病,与所有冠心病一样,高胆固醇血症(或低密度脂蛋白增多),高血压和吸烟是重要危险因素.

(1)性别与年龄:男性病人多于女性,男女比例为2∶1～3∶1,绝大多数急性心肌梗死发生于40岁以上的中年和老年人,按国外文献所载约占总数的95%,个别病人不到30岁,发病率随年龄而明显增高.

(2)发病前原有的有关疾病:我国各地报道心肌梗死病例中合并有高血压占50%～90%,在北京地区1972～1983年有53.1%～70.2%,一般较国外记载的合并率稍高,伴发糖尿病的病例有3.9%～7.5%,较国外大多数报道的稍低,将近半数的病人以往有心绞痛史.

(3)诱发因素:按国内的资料,约1/2～2/3的病例有诱因可寻,其中以过度劳累,情绪激动或精神紧张最为多见,其次是饱餐及上呼吸道或其他感染,少数为手术大出血或其他原因的低血压,休克与蛛网膜下腔出血等,亦有一部分病人是在睡眠或完全休息中发作,北京一组医院收住的急性心肌梗死病例数有明显的季节性变化规律,每年11月～次年1月和3～4月有两个发病高峰,提示发病与气候变化有关.

发病机制

1.发病机制

在冠状动脉粥样硬化病变的基础上并发粥样斑块破裂出血,血管内血栓形成,动脉内膜下出血或动脉持续性痉挛,使管腔发生持久而完全的闭塞,就会导致急性心肌梗死.

(1)冠状动脉内血栓形成与心肌梗死:绝大多数的急性心肌梗死,是在冠状动脉狭窄性粥样硬化病变的基础上并发管腔急性闭塞所致,而这种闭塞的原因,主要是动脉血栓形成,近年来的研究也肯定了冠状动脉急性血栓堵塞是导致急性透壁性心肌梗死的主要原因,当冠状动脉粥样斑块破裂,其内容物暴露,诱发血小板聚集,血栓形成及血管痉挛,使冠状动脉血流急剧减少时发生心肌缺血,严重而持久的缺血引起心肌坏死,急性心肌梗死时,冠状动脉内血栓形成可高达90%.

(2)冠状动脉痉挛与心肌梗死:北京阜外医院对290例心肌梗死病人行冠状动脉造影,发现6.8%病人显示冠状动脉正常,考虑心肌梗死由于冠状动脉痉挛所引起,但不排除原有冠脉血栓自然溶解,持久的冠状动脉痉挛可造成急性心肌梗死,冠状动脉痉挛也可因挤压粥样斑块使之破裂或内膜下出血,诱发血小板聚集及释放血栓素A2和5-羟色胺,进一步血小板聚集和血管痉挛可导致血栓形成,造成急性心肌梗死.

(3)粥样斑块内出血及溃疡与心肌梗死:据新近研究,斑块破裂后血栓形成有两种方式:一种为斑块表面糜烂,破裂处发生血栓即附着于斑块表面而阻塞血管,导致心肌缺血坏死;而另一种血栓形成是在斑块深部破裂出血形成血栓逐渐扩大而阻塞血管,引起急性心肌梗死,另外粥样斑块物质可堵塞远端的冠状动脉分支,引起心肌坏死.

(4)交感神经兴奋与心肌梗死:应激,过度劳累,精神紧张等可刺激交感神经兴奋,释放儿茶酚胺,诱发心肌梗死,儿茶酚胺诱发心肌梗死的可能机制如下:

①心肌细胞钙离子内流增加:心肌收缩力增强,心肌耗氧量增加,使缺氧心肌进一步损害.

②儿茶酚胺可损害心肌细胞线粒体:使ATP生成减少.

③儿茶酚胺使α受体兴奋:冠脉血管收缩,β受体兴奋,心率增加,结果使心肌细胞耗氧量增加,供氧量减少.

④血浆游离脂肪酸浓度增高:促使血小板聚集,导致血管闭塞.

病理生理

急性心肌梗死的病理生理改变主要表现为心室受累的一些血流动力学改变,电生理不稳定性以及晚期发生的心室重构等.

(1)血流动力学改变:心室受累的血流动力学改变的严重程度主要取决于梗死范围和部位.

①左室功能:冠状动脉发生前向性血流中断,阻塞部位以下血管供血的心肌即丧失收缩能力,无法完成收缩,心肌依次发生四种异常的收缩形式:

A.运动同步失调,即相邻心肌节段收缩时间不一致.

B.收缩减弱,即心肌收缩范围减少.

C.无收缩,即心肌收缩中止.

D.反常,出现收缩期膨出,与梗死部位发生功能异常同时,残余正常心肌在早期出现过度运动,此为急性代偿结果,包括交感神经系统活力增加和Frank-Starling机制,由于非梗死节段心肌收缩使梗死区发生反常运动,所以部分代偿性过度运动为无效做功,非梗死区的过度运动在梗死2周内逐渐消失,同时在梗死部位出现某种程度的收缩恢复,尤其在梗死部位有再灌注,心肌顿抑减轻时,这些情况就出现得越快,越明显.

AMI病人的非梗死区也常有收缩功能的减退,这可能与本来已经存在的供应心室的非梗死区冠状动脉狭窄,以及新发生的梗死相关动脉闭塞使非梗死区的侧支血供丧失有关,后种情况又称之为“远距离部位缺血”,相反,在MI发生前存在侧支循环能够更好地防止闭塞动脉供血区的局部收缩功能减退,在梗死后早期左室射血分数改善.

若心肌缺血损伤严重,则左室泵功能下降;心排血量,每搏输出量,血压和dp/dt峰值减少;收缩末期容积增加,后者是预测AMI后病死率高低最有价值的指标,心室肌某一部位的收缩期反常扩展,进一步减少左室每搏出量,但坏死的心肌细胞相互滑动时,梗死区被牵拉而变薄变长,尤其是在广泛前壁梗死病人,导致梗死区伸展,梗死后的最初数小时至数天,局部以及整个心室肌根据Laplace定律而张力增加,在有些病人,出现左室进一步扩张的恶性循环,心室扩张的程度与梗死范围,梗死相关血管开放的早晚和心室非梗死区的局部肾素-血管紧张素系统的激活程度有关,使用ACEI治疗可以有效地缓解心室扩张,甚至在无左室功能不良的症状时也有效.

随着时间的推移,缺血坏死部位发生水肿,细胞浸润和纤维化,这种变化能增加心肌的硬度,梗死区硬度的增加可防止收缩期室壁矛盾运动,因此有助于改善心室功能.

除非发生极其严重的心肌梗死,在愈合期里,由于顿抑细胞功能的逐渐恢复,室壁运动能够得以改善,不管梗死发生有多长时间,左室的20%～25%有运动异常的病人,就可表现出左室衰竭的血流动力学征象.

梗死和坏死心肌可改变左室舒张功能,使左室顺应性先增加后降低,左室舒张末期压最初上升经过几周后,舒张末期容积增加,舒张压开始下降而趋于正常,正如心肌坏死伴随有收缩功能损害一样,舒张功能异常的程度也与梗死范围有关.

②循环功能的调节:AMI时循环调节功能出现异常,并始发于冠状动脉血管床发生解剖或功能性狭窄时,狭窄可以导致区域性心肌缺血,如持续发展则可形成MI,若梗死范围达到一定程度,将抑制整个左室功能,以致左室搏出量减少和充盈压上升,左室每搏量明显下降最终会降低主动脉压和冠状动脉灌注压,这种情况可加重心肌缺血而引起恶性循环,左室排空能力受损增加前负荷,使灌注良好功能正常的那部分左室得以扩张,这种代偿机制可使每搏量恢复到正常水平,但使射血分数下降,扩张的左室也升高后负荷,后负荷增加不仅抑制左室每搏量,也加剧心肌缺血,当功能不良的心肌区域较小而左室其余部分功能正常时,代偿机制可维持整个左室功能,一旦左室大部分坏死,尽管心室其余存活部分扩张,也会使整个左室功能受抑制而不能维持正常的循环,发生泵衰竭.

(2)电生理改变:梗死区心肌细胞水肿,坏死,炎性细胞浸润等可引起心电不稳定,由缺血坏死组织引起心房,心室肌内受体的激活,会增加交感神经的活动,增加循环血液中的儿茶酚胺浓度和心脏内神经末梢局部释放的儿茶酚胺量,儿茶酚胺释放也可能是交感神经元的缺血损伤直接引起,而且,缺血的心肌可能对去甲肾上腺素的致心律失常作用呈过敏反应,而在缺血心肌的不同部位对不同浓度儿茶酚胺产生的效应有很大的变异,心脏的交感神经刺激也可增加浦肯野纤维的自律性,而且儿茶酚胺加快由钙介导的慢离子流反应传导,儿茶酚胺对缺血心肌的刺激依靠这些电流可以诱发心律失常,此外,透壁性MI会阻断支配梗死区心肌远端交感神经的传入支和传出支,而且,自主神经除了能协调各种心血管反射的变化外,其调节的不平衡会促使心律失常发生,这可以解释为何β阻滞药在治疗室性心律失常时同样有效,在室性心律失常同时伴有肾上腺素活性过度增高的其他表现时疗效尤其明显.

AMI后的心室扩大,重构容易造成心室除极不一致而产生折返,导致致命性心律失常,电解质紊乱如低血钾,低血镁,酸中毒会提高血液中游离脂肪酸的浓度,产生的氧自由基也可引起心律失常发生,这些病变的严重程度,梗死面积的大小和梗死相关动脉灌注的状态决定患者发生严重心律失常的危险性-原发性心室颤动(即心室颤动出现在无充血性心力衰竭或心源性休克时).

(3)心室重构:心肌梗死后,梗死和非梗死节段的左室大小,几何形态和厚度发生了改变,这些改变总称为心室重构,重构过程包括梗死扩展和心室扩大,二者均能影响心室功能和预后,心室负荷状态和梗死相关动脉通畅程度是影响左室扩张的重要因素,心室压力升高可导致室壁张力增加和梗死扩展的危险;而梗死相关动脉的通畅可加快瘢痕形成,增加梗死区组织充盈,减少梗死的扩展和心室扩张的危险.

①梗死扩展:不能以另外追加的心肌坏死解释的梗死区急性扩张,变薄使梗死区范围的增加称之为梗死扩展,其原因有:肌束之间的滑动减少了整个厚度的室壁心肌细胞数目;正常心肌细胞破裂;坏死区里组织丧失,其特征为梗死区不成比例地变薄和扩张,然后形成牢固的纤维化瘢痕,梗死扩展的程度与梗死以前的室壁厚度有关,先前的心肌肥大可防止心肌变薄,心尖部室壁最薄,是最易受到梗死扩展损伤的区域.

梗死扩展的发生,不仅增加了病死率,且心力衰竭和室壁瘤等非致命性并发症的发生率也明显升高,在死于AMI的病人中3/4以上有心肌梗死扩展,1/3～2/3是前壁ST段抬高型梗死,超声心动图是诊断梗死扩展的最好手段,可以查见心室的无收缩区延长,当扩展严重到一定程度时,最典型的临床表现是出现响亮的奔马律,以及出现肺淤血或原先的肺淤血恶化,心室破裂是梗死扩展最严重的后果.

②心室扩张:除了梗死扩展外,心室存活部分的扩张也与重构有重要关联,心室扩张在梗死发生后立即开始,并在以后持续数月,甚至数年,非梗死区的扩张可视为面向大范围梗死维持心搏量的代偿机制,对残余有功能的心肌的额外负担可能是引起心肌肥厚的原因,肥厚的心肌有助于代偿梗死产生的功能损害,某些病人在MI后数月所见到的血流动力学改善就因于此,存活的心肌最后也受损,导致心肌进一步扩张,心肌整体功能障碍,最后心力衰竭,非梗死区这种球形扩张虽能部分代偿维持心功能,但也使心肌除极趋于不一致,使病人容易发生致命性心律失常.

心肌重构的基础是表型的改变,这主要是由病理性刺激引起的胚胎基因的重新表达导致的,后者导致了心肌快速生长以代偿心肌梗死后心肌负荷的增加,心肌质量增加的部分是由于心肌细胞肥大,然而,这些蛋白的质量并不能满足对成人心肌的要求,最终导致心肌功能障碍,基因表达改变的另一后果是胶原沉积,引起弥漫性间质纤维化,血管周围纤维化和局灶性修复性纤维化,这导致心肌顺应性下降并出现舒张功能障碍,血管周围性纤维化影响了冠状动脉顺应性,降低了冠状动脉储备,而造成心肌缺血的加重,另外,纤维化还可能促发室性心律失常,纤维化组织是生命组织并含有活的细胞,因此,成纤维细胞能够持续分泌胶原,而巨噬细胞能够持续吞噬这些胶原,这些细胞消耗了大量的氧,能量和营养,从而导致做功心肌中相应物质的缺乏,这些因素导致了心肌的不断死亡和心室收缩功能的障碍.

在重构的心肌中存在着血管缺乏,进一步减少了对存活心肌细胞的氧和养分供应,并促使进行性的细胞死亡和重构,心肌细胞肥大还导致了线粒体密度的相对下降,造成能量生成不足和心肌功能障碍.

重构的心肌还存在Ca2 转运障碍,这是由于肌质网,Ca2通道和Ca2泵相对减少造成的,由于基因表达的改变,Ca2转运蛋白的质量也有所下降,也促进了心肌功能障碍.

心肌重构的一个特征是肌动蛋白向运动缓慢的异构体的转换,这造成心肌收缩减缓并引起心肌功能障碍;其另一个重要特征是心肌细胞坏死和凋亡,它们能导致纤维化从而加重重构,这是由于损失的细胞被胶原代替以避免在心肌中出现间隙.

总而言之,心室重构是复杂的过程,开始于急性发病后,可于数月或数年仍继续在进行,如早期使闭塞的冠状动脉再通,减少梗死范围,硝酸酯类以及血管紧张素转化酶抑制药的应用,在梗死早期降低心室膨胀的压力,都能对心室扩张起到有益的作用.