心臟衰竭的病理生理學#
心臟衰竭(heart failure)是指心臟無法泵出足夠血液以滿足組織代謝需求的臨床症候群。依左心室射出分率(left ventricular ejection fraction,LVEF)可分為:
- 收縮性心臟衰竭(systolic heart failure / HFrEF,heart failure with reduced ejection fraction):LVEF < 40%,心肌收縮力降低
- 舒張性心臟衰竭(diastolic heart failure / HFpEF,heart failure with preserved ejection fraction):LVEF ≥ 50%,心室充盈障礙
心臟衰竭的五年死亡率約 50%,與許多惡性腫瘤相當。
心肌收縮力的細胞機制#
心肌收縮依賴細胞內鈣離子(Ca2+)濃度的動態調節:
- 動作電位期間,少量 Ca2+ 透過 L 型鈣離子通道(ICa-L)流入,觸發肌漿網(sarcoplasmic reticulum,SR)釋放大量 Ca2+(鈣誘導鈣釋放,calcium-induced calcium release)
- Ca2+ 與肌鈣蛋白 C(troponin C)結合,啟動肌動蛋白—肌球蛋白交叉橋(actin-myosin cross-bridge cycling),引起收縮
- 舒張時,Ca2+ 由 SR-Ca2+-ATPase(SERCA)回收至肌漿網,或由 Na+/Ca2+ 交換體(NCX)排出細胞外
- Na+/K+-ATPase 維持細胞內低 Na+ 濃度,間接驅動 NCX 的鈣排出
代償機制與後果#
心臟衰竭早期,以下代償機制被啟動:
- 交感神經系統活化:增加心率與收縮力(短期有益,長期造成心臟毒性)
- RAAS 激活:腎素—血管張力素—醛固酮系統促進鈉水滯留,維持血壓,但導致水腫與心臟前後負荷增加
- 心室重塑(ventricular remodeling):心室擴大與肥厚,起初維持心輸出量,最終加速功能惡化
心臟衰竭的藥物治療#
一、強心苷(Cardiac Glycosides)#
地高辛(Digoxin)#
地高辛(digoxin)是強心苷(cardiac glycosides)的代表藥物,來源於洋地黃(Digitalis)植物。
作用機制:地高辛抑制心肌細胞膜上的 Na+/K+-ATPase(鈉鉀泵),阻止 Na+ 泵出細胞。細胞內 Na+ 升高後,Na+/Ca2+ 交換體(NCX)因無足夠的 Na+ 梯度而無法有效排出 Ca2+,導致細胞內 Ca2+ 蓄積,增強心肌收縮力(正性肌力效應,positive inotropy)。
地高辛同時也透過增強迷走神經張力,抑制竇房結自律性並減慢房室結傳導(負性變時效應,negative chronotropy),因此對合併心房顫動(atrial fibrillation)的心臟衰竭患者,可同時控制心室率。
藥物動力學:口服生物利用度約 70–80%,主要以原形由腎臟排泄,半衰期約 36 小時(腎功能正常時)。腎功能不全患者需大幅減量,並密切監測血中濃度(治療窗口:0.5–0.9 ng/mL)。
毒性:
- 心律不整(arrhythmias):地高辛毒性最危險的表現。機制為觸發性後電位(delayed afterdepolarizations,DADs),可引起心室期前收縮(PVCs)、室性心動過速(VT),嚴重時心室顫動(VF)。也可引起各種傳導阻滯(AV block)
- 胃腸道症狀:噁心、嘔吐、厭食(常為毒性早期警訊)
- 中樞神經症狀:視覺模糊、黃視症(xanthopsia,看東西呈黃色)、神智混亂
低血鉀(hypokalemia)、低血鎂(hypomagnesemia)以及高血鈣(hypercalcemia)均可加重地高辛毒性,因為這些電解質異常會促進 DADs 的形成。使用利尿劑導致低血鉀時需特別注意。
地高辛毒性的治療:停藥、補充鉀離子;重症心律不整可用地高辛特異性抗體片段(digoxin-specific antibody fragments,Fab)拮抗。
臨床地位:現代指引建議地高辛僅用於其他治療無法控制症狀的 HFrEF 患者,或合併心房顫動需控制心室率者。地高辛不改善死亡率,但可降低因心臟衰竭住院率。
二、磷酸二酯酶抑制劑(PDE Inhibitors)#
米力農(milrinone)抑制心肌與血管平滑肌中的磷酸二酯酶 3(PDE-3),升高細胞內 cAMP,增強心肌收縮力並擴張血管(正性肌力 + 血管擴張)。因口服給藥增加死亡率,僅限靜脈使用於急性失代償性心臟衰竭的短期橋接治療。長期使用不改善預後。
三、β 受體促效劑(Beta-Agonists)#
多巴酚丁胺(dobutamine)選擇性激動 β1 受體,增強心肌收縮力與心輸出量,同時有輕度降低後負荷的效果。同樣限靜脈短期使用,適用於急性心臟衰竭的血流動力學支持。長期使用(間歇性靜脈輸注)並不能改善長期預後,且可能有害。
改善預後的核心藥物(HFrEF)#
以下藥物已被多項大型臨床試驗證實能降低 HFrEF 患者的死亡率:
ACE 抑制劑 / ARB#
ACE 抑制劑(如卡托普利 captopril、依那普利 enalapril):阻斷 RAAS,降低前後負荷,延緩心室重塑,降低死亡率與住院率,是 HFrEF 的基礎治療。
ARB(如纈沙坦 valsartan、坎地沙坦 candesartan):效果與 ACE 抑制劑相當,適用於不耐受 ACE 抑制劑的患者(主要因乾咳)。
血管張力素受體—腦啡肽酶抑制劑(ARNi,angiotensin receptor-neprilysin inhibitor):沙庫巴曲/纈沙坦(sacubitril/valsartan,商品名 Entresto)同時阻斷 AT1 受體並抑制腦啡肽酶(neprilysin,降解利鈉肽的酶),升高利鈉肽(BNP、ANP)水平,擴張血管並促進利尿。PARADIGM-HF 試驗顯示其降低心血管死亡率優於 ACE 抑制劑,已取代 ACE 抑制劑成為 HFrEF 優先選擇。
β 受體阻斷劑(Beta-Blockers)#
卡維地洛(carvedilol)、美托洛爾(metoprolol,緩釋劑型)、比索洛爾(bisoprolol)已被證實能降低 HFrEF 死亡率。機制:緩解長期交感神經過度活化對心臟的毒性,逆轉心室重塑,改善左心室功能。
β 受體阻斷劑在心臟衰竭急性失代償期禁止啟用,應在患者穩定後從小劑量開始,緩慢加量。已用藥的穩定患者在急性失代償時不應驟然停藥。
醛固酮拮抗劑(Aldosterone Antagonists)#
螺旋內酯固酮(spironolactone)與依普利酮(eplerenone):阻斷礦物皮質素受體(mineralocorticoid receptor),減少醛固酮對心臟與腎臟的不良效應。RALES 與 EPHESUS 試驗分別顯示兩者能降低 HFrEF 患者死亡率約 15–30%。
主要風險:高血鉀(hyperkalemia)。腎功能不全(血清肌酐 > 2.0 mg/dL)或血鉀 > 5.0 mEq/L 時需謹慎使用。
螺旋內酯固酮因也阻斷雄激素受體,男性患者可能出現男性女乳症(gynecomastia);依普利酮選擇性更高,此副作用較少。
SGLT2 抑制劑(SGLT2 Inhibitors)#
達格列淨(dapagliflozin)、恩格列淨(empagliflozin):原為降血糖藥,多項心衰竭試驗顯示,其在 HFrEF 患者中可顯著降低心衰竭住院率與心血管死亡風險,此效益獨立於降血糖效果。機制可能包含滲透性利尿、降低心臟前負荷、代謝底物轉換等。現已成為 HFrEF 四大支柱治療之一。
利尿劑(Diuretics)#
環利尿劑(loop diuretics,如呋塞米 furosemide)是緩解心臟衰竭水腫症狀的主要藥物,但不改善死亡率。適當使用可降低充血症狀(呼吸困難、水腫);過度使用則可能引起電解質紊亂、腎功能惡化,並因降低前負荷過度而使心輸出量下降。
心臟衰竭的分期與治療#
ACC/AHA 分期(A 至 D 期):
- Stage A:高危險因子(如高血壓、糖尿病),尚無心臟衰竭症狀或結構異常 → 控制危險因子
- Stage B:有結構性心臟病(如陳舊性心肌梗塞、左心室功能低下),但無症狀 → ACE 抑制劑 + β 受體阻斷劑
- Stage C:有症狀的心臟衰竭 → 四大支柱治療(ARNi/ACE-I、β 受體阻斷劑、醛固酮拮抗劑、SGLT2 抑制劑)+ 利尿劑(症狀控制)
- Stage D:末期頑固性心臟衰竭 → 考慮心臟移植、機械輔助裝置(LVAD)、安寧緩和醫療
NYHA 功能分級(I–IV 級):依症狀限制日常活動的程度評估,用於監測病情與療效。
急性失代償性心臟衰竭(Acute Decompensated Heart Failure)#
急性失代償性心臟衰竭(ADHF)的治療目標為迅速緩解充血症狀、改善血流動力學穩定性。
主要治療措施:
- 靜脈環利尿劑:迅速降低充血,呋塞米靜脈劑量通常為口服劑量的 1–2.5 倍
- 血管擴張劑(如硝化甘油靜脈滴注、硝普鈉):用於血壓可接受、高充血但灌流不足不明顯的患者,降低前後負荷
- 正性肌力藥物(多巴酚丁胺、米力農):用於低輸出量伴低血壓的重症患者,作為短期橋接
- 去除誘因:控制感染、心律不整、停用不適當藥物(如 NSAIDs、鈣離子通道阻斷劑)