一、前言
心脏萎缩定义为心脏大小和重量获得性降低。心脏肥厚被广泛研究与讨论,相对而言忽视了心脏萎缩。现代心脏教科书很少提及心脏萎缩,甚至寥寥数语认为心脏萎缩罕见且无临床意义。最近注意到长期卧床和饥饿的人,心脏可以发生可逆性相当于心脏萎缩的改变。我们将从流行病学、病因学、病理学、临床、影像学、心电和心血管系统功能讨论心脏萎缩。
性别
表2列出心脏萎缩的性别分布。女性高出男性3倍,且女性单纯萎缩比褐色萎缩多见。女性好发心脏单纯萎缩可能与年轻女性多发生殖系统恶性肿瘤有关。
人种
白人和黑人心脏萎缩发生比例为4.7:1。
疾病
表3列出了主要的病理诊断。多种疾病可出现心脏萎缩,最常见的病因即为肿瘤和慢性感染性疾病。
心肌
显微镜观察
■褐色萎缩组经苏木精和伊红染色显微镜发现大量金褐色或金黄色色素。后者褐色色素颗粒更为严重。单纯萎缩组边周色素并未增加。
色素的来源和沉积过程还未完全明了。在生命开始的第一年心脏就有褐色色素沉积,45岁后色素显著增加。褐色素曾被认为是去铁脂色素、含铁血黄素、血褐素和黑色素。
■肌纤维排列紧密,肌纤维之间间隙增宽。肌纤维窄、短,较正常显得“削弱”。大部分萎缩心肌纤维纤细、扭曲,只有少数纤维保持常见的圆柱形,有点类似于新生儿的肌纤维。萎缩心脏肌纤维仍保留纵向和横向条纹。
■萎缩心脏肌纤维横径大多缩短,小部分仍在正常范围内。萎缩心肌肌纤维宽度从小至大不定,绝大多数处于中间值。值得注意的是,大部分纤细的肌纤维分布在心外膜下。
■细胞核形状和大小多变。50%萎缩心脏细胞核小于正常。细胞核大小多变,有些细胞核浓染,不大于正常的淋巴细胞;有些细胞核增大,类似于心肌肥厚的表现(见图)。
■细胞核和肌纤维数目近半数降低、部分轻度增高,少部分显著增加。核/肌比例增加多见于褐色萎缩,80.5%的单纯萎缩和26.7%的褐色萎缩具有正常的比例。核/肌比例增加的心脏切片中未见核分裂。因此细胞核增加是相对的而不是绝对的。
■心肌大小降低的详细过程至今尚未明了。理论上萎缩的心肌可以单纯的出现大小减少。有人认为此过程是酶催化的组织蛋白化学性自溶。自溶机制用来解释萎缩心脏残存心肌的收缩——通过肥厚使心脏保持正常质量。萎缩的心脏存在自溶和萎缩,也存在合成和肥厚。
冠状动脉
萎缩心脏质量下降而冠状动脉长度无缩短,因此冠状动脉屈曲增加。无论有无动脉粥样硬化,冠状动脉都显得过度弯曲。棕色萎缩极度弯曲高于单纯萎缩2倍。褐色萎缩中度~显著冠状动脉粥样硬化伴冠脉狭窄的发生率较单纯萎缩高,主动脉粥样硬化褐色萎缩组发生率高,与患者平均年龄较大一致。单纯萎缩虽然冠状动脉屈曲增加但仅有轻微动脉粥样硬化。萎缩心脏还可见冠脉内血栓和陈旧性心肌梗死。
瓣膜
与心肌相比,瓣膜退化较轻。特别是部分患者三尖瓣相对乳头肌和心室游离壁较大,腱索长而松弛,导致收缩时瓣叶向心房突出。萎缩心脏房室瓣的功能尚不确定。
瓣膜量化
表4列出了萎缩心脏二尖瓣、主动脉瓣肺动脉瓣和三尖瓣的测量值。褐色萎缩组各瓣膜周经较大。全体测量值基本位于正常值的下限。
瓣膜疾病
37.6%的萎缩心脏存在瓣膜病。有一些患者本身即有风湿性心内膜炎,例如二尖瓣和主动脉瓣狭窄和或关闭不全。另有一些存在无变形的心瓣膜炎。可呈单瓣膜或多瓣膜受损。有人发现萎缩心脏非变形性瓣膜疾病具有与风湿性瓣膜病相同的特点,不同之处在于前者不随心功进展而改变。
其他心脏损害
五、临床表现
病因
很多疾病都可以引起心脏萎缩,另有一部分属于非特异性机体萎缩。其实心脏萎缩的最终原因仍归因于营养不良(原发性营养不良、细胞对食物的利用度下降或分解代谢超过合成代谢)。
病程
图4给出了心脏褐色萎缩和单纯萎缩的病程。心脏萎缩在疾病半年内即可出现,1年以上明显增多,但5年以上又逐渐减少,可能与病人死亡增多有关。
卧床
患者因疾病拖延而出现的卧床是导致机体废用性退化重要原因。一个对照研究显示,健康男性卧床三周即可出现血容量下降和心脏大小下降,静息心率增加,活动耐量下降。在实验条件下,体重难以维持。健康自愿者完全卧床实验发生的代谢变化有:氮、硫酸盐、钾、磷的废用性丢失;即或高蛋白饮食仍将发生负氮平衡;骨萎缩使钙丢失;血容量下降;糖耐量下降。图5列出了心脏萎缩患者卧床时间。78.9%的患者卧床时间≤4个月。褐色萎缩组患者卧床时间长于单纯萎缩组。
营养不良
饥饿可以导致人类循环解剖和功能障碍。虚弱患者的心脏重量低于营养良好的患者。
营养不良这一定义存在缺陷,应该强调多种成分不足,例如蛋白质、脂肪、碳水化合物和维他命,“营养衰竭”可能更为合适。45%的心脏萎缩患者极度营养不良,39%存在营养不足,7%营养良好,极少数肥胖(残废长期卧床者可以出现,见图6)。从图6可以看出褐色萎缩组营养不良显著高于单纯萎缩。
另一个值得注意的是维生素缺乏症发生较高,例如维生素B、维生素A、维生素K和混合维生素缺乏。
营养不良的患者伴随体重丢失。体重丢失的计算是:发病初期体重-尸体解剖体重。体重平均丢失25.9%(5~60%)。褐色萎缩较单纯萎缩体重丢失轻度增加(分别为27%和24%)。褐色萎缩丢失10~52%(6~58Kg),单纯萎缩5~60%(3~46%)。总体上男性丢失27%,女性25%。
男性实验性饥饿6个月,体重可丢失25%。由于尸体解剖发现心脏丢失比例与体重丢失比例相近,因此有理由认为实验性饥饿人群中也存在心脏萎缩。
实验性饥饿中体重丢失25%后,每分钟基础代谢率下降约25%。有人认为基础代谢率与体重成比例下降。历史上有人通过营养不良减少代谢来治疗充血性心力衰竭、心绞痛和冠状动脉血栓。
虽然心脏萎缩是机体萎缩的一部分,高代谢消耗的患者也可出现大心脏,例如甲状腺机能亢进者。动物甲亢模型发现,尽管体重丢失25~35%,但心脏仍然增大。显然,如果机体其他部分出现萎缩,只要心血管系统保持高度活跃状态,心脏也不出现萎缩。心脏萎缩主要是废用性萎缩。
体重丢失的主要机制是营养摄取障碍。87.1%的患者有厌食,42.4%频繁呕吐,25.8%腹泻,17.8%存在胃肠道梗阻。高比例的厌食说明食物摄取障碍比吸收障碍更为重要。胃肠外营养支持提供的能量并不充分,即或这些患者限制了体力活动。厌食的原因不明,可能与低热、放射线、疼痛、手术后衰竭、慢性贫血、抑郁等有关。
图7:一例神经性厌食的16岁少女死亡前一天的照片。心脏重量仅99克,病理发现为单纯萎缩。
长期低热
脉压
在病程中,随着血压的下降,脉压变窄,与实验性饥饿和集中营观察的结果一致。收缩压下降幅度大于舒张压。疾病早期患者平均脉压55mmHg(26~90mmHg),在后期平均脉压只有41mmHg(15~78mmHg)。心输出量减少导致血压下降,最终脉压减小。
影像学
少数心脏扩大,多数心脏大小正常或缩小,极少数可凭借胸片诊断为“小心(microcardis)”。未发现特征性的心脏影像学改变。极少数肺动脉圆锥扩大。
心脏横径定义为:距胸骨中线最大右心距离+距胸骨中线最大左心距离。心脏横径变动在9.5cm~15.5cm,25.6%患者<11cm,38.5%位于11~13cm间,35.9%位于13~15cm之间。萎缩心脏的横径与正常心脏一致。
心胸比例定位为:心脏横径与胸廓内径之比。正常值0.33~0.57。心脏萎缩者心胸比例在0.41~0.50之间;0.32~0.40间占33.3%,0.41~0.50间占41.5%。心脏重量与心胸比例无关。例如一例患者具有最小的心胸比例0.32,心脏重260克;另一例患者心胸比例0.55,心脏重180克。
总之,萎缩心脏的横径在正常低限内。(见图8)。心脏重量与心脏横径和心胸比例无关。其实早在1833年,Bertin就注意到萎缩的心脏也可以扩大,表现为室壁薄,心腔容积正常或扩大。
心电图
■心脏萎缩的心电图QT间期延长超过正常值上限,校正的QT变动在0.43~0.52之间。
■PR间期延长至0.22秒。QRS波间期平均0.072秒,最大间期0.10秒,最小0.06秒。另一个研究中QRS波间期0.086秒。心肌除极时间越短,QRS波越窄。肥厚心肌正与此相反。
■电轴大多正常,也可左偏或右偏。
■QRS波振幅多数较低,呈低电压表现。必须注意的是这种低电压与心包积液无关。不过,有些心脏萎缩患者可有心包积液,可能部分低电压确实能用心包积液解释(前提是必须有心包积液)。
■心脏萎缩常见T波异常:T波变低、平坦、倒置或进行性压低,可呈低T波→T波等电线→T波倒置演变。(见图9)
■多数患者存在ST段异常,可表现为Ⅱ、Ⅲ导联降低或Ⅰ、Ⅱ导联压低,可能因素有右室劳损和或左室劳损。
■P波时间、电压可以正常,也可出现低电压,Ⅱ导联增宽或Ⅱ、Ⅲ导联高尖。
■单极胸导联可以发现QRS波低电压,V1~V6T波倒置或平坦(见图10)。
■心率波动在55~130次/分,平均92次/分,大多数低于88次/分。有时出现进行性降低,例如疾病初期患者心率正常,疾病晚期频率也可下降。窦性心动过速和窦性心动过缓都可以出现,阵发性心房颤动和心房扑动都有可能发生。
■饥荒时曾经观察到QRS波和T波振幅进行性下降。
■不能利用电轴偏移来判断是否存在心室肥厚,在心脏萎缩中就是一个很好的例子。几名心电轴左偏-30℃的心脏萎缩男性,其心脏重200~240克。
■电收缩延长发生率较高,推测与长期卧床和营养不良中负钙平衡引起的低钙血症。
■萎缩心脏的主要心电图变化是:QRS波和T波低电压、电收缩延长、PR间期延长、QT间期延长。QRS波间期在正常低限。