第五节　心力衰竭的发病机制

心力衰竭（CHF）是各种器质性心脏疾病的终末阶段，病死率高，不仅危害人们健康，也是导致死亡的常见原因。人们对心力衰竭的认识有一个深入的过程。早期认为心力衰竭的主要原因是心脏灌注不足、水钠潴留，此后又认为室壁张力增高是心力衰竭的主要原因。心脏因损伤而致左心室肥厚和扩张，左心室功能减低引起前负荷与后负荷增加，左心室增大引起室壁张力增高，心脏做功减少。近年来，逐渐认识到心力衰竭的发生机制有一系列神经体液紊乱情况参与，是一个非常复杂的动态过程，包括全身性神经体液调节因素的代偿性变化、心室重构、心肌细胞凋亡、胶原合成增加、肌细胞Ca²⁺稳态的紊乱、受体密度的改变、细胞因子的激活、炎症、细胞信息传递的变化等，以及由此一系列变化导致的心肌舒缩功能的降低，最终导致心功能失代偿而出现心力衰竭的临床症状。心力衰竭时全身性、局部性神经体液因素发生变化，主要包括交感-肾上腺素系统、肾素-血管紧张素-醛固酮系统（RAAS）、下丘脑-神经垂体系统激活。局部性因素如血管床内皮素释放增多、心肌局部RAAS系统改变等。这些系统的激活在心力衰竭早期可增强心肌收缩和血管张力，有利于维持动脉血压，以保证心、脑等重要脏器循环的正常灌注压。在低血容量时这些因素可使血容量得以恢复和保持，在心力衰竭时则使血容量增加。上述系统的激活在心力衰竭的早期以及低血容量性休克时有代偿作用，但持续激活对慢性心力衰竭有严重的不良作用。

一、交感-肾上腺素系统激活

交感神经活性，是由动脉牵张受体所介导。正常时，此类受体向中枢神经系统发出冲动，抑制交感神经系统的激活和血管加压素的释放。心力衰竭时由于心排血量减少，血压下降，传入的冲动减少，中枢神经系统的抑制减弱，使交感神经激活，神经内分泌激素释放，交感神经活动代偿性加强。同时，去甲肾上腺素清除降低，可能也有助于去甲肾上腺素的升高。交感神经激活在急性心力衰竭或心力衰竭的早期是有益的，起到一定程度的代偿作用，因血管收缩、心肌收缩力增强，使心率加快可代偿性地使心排血量增加和维持动脉压力。但在慢性心力衰竭这是有害的。因交感-肾上腺素系统持续激活一方面可激活RAAS系统而产生RAAS系统激活所带来的一系列不良后果，另一方面其本身也可引起外周阻力增高、心室后负荷增加、心率加快和心肌能量消耗增加，同时还可引起心肌肥大、缺血、快速性心律失常、钙超载、心肌细胞凋亡，促进心室重构的发生等。

心力衰竭患者血循环中去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）升高，并与心力衰竭的严重程度呈正比，而心肌内NE含量却降低（心力衰竭时β₁受体密度、与β₁受体和β₂受体耦联的G蛋白、腺苷酸环化酶及胞内cAMP浓度均降低），这是因为心肌NE释放过多和重摄取减少所致。心肌释放NE过多和循环血中NE浓度增高，使心肌持续暴露于对心肌有毒性的NE的刺激之中。NE对β肾上腺素受体的慢性刺激能诱发致炎细胞因子TNF-α、IL-1和IL-6的表达增加，引起钙超负荷；引起肾血管收缩，激活RAAS，引起心肌细胞坏死和凋亡，加重水钠潴留，增加心脏前后负荷，降低工作效率，导致心力衰竭恶化。另外，β受体的基因多态性亦可能与心力衰竭的快速进展有关。

二、肾素-血管紧张素-醛固酮系统激活

心力衰竭时肾素-血管紧张素-醛固酮系统（renin-angiotensin-aldosterone system，RAAS）激活。心力衰竭患者血浆和心脏中血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）的浓度升高，血浆和肾脏的肾素和肾素前体以及心脏中血管紧张素转换酶（ACE）均高于非心脏病患者，心脏中AngⅡ的受体有与β受体相似的下调现象。表明循环中RAAS和心脏局部的肾素-血管紧张素系统（RAS）在心力衰竭时处于激活状态。交感神经系统激活可能先于RAAS激活，并引起全身RAAS和心脏局部的RAS的激活，因交感神经对刺激肾小球旁器细胞分泌肾素、产生AngⅡ起十分重要的作用。而增大的心室壁应力，可能是心脏局部RAS激活的另一原因。AngⅡ作为自分泌和旁分泌的激素不仅具有强大的收缩血管作用，引起心室后负荷增加，致使心肌细胞肥厚、细胞凋亡以及间质纤维化和血管、心室重构。而且可促进去甲肾上腺素、肾上腺素、血管加压素及醛固酮的释放。而高醛固酮血症，可致自主神经功能失调，交感激活、副交感活性低、水钠潴留，引起心肌纤维化，在心室重构中起重要作用。现认为心脏局部RAAS激活在心肌肥大和心力衰竭病程进展中较循环RAAS更为重要。AngⅡ的作用是通过其受体发挥作用。AngⅡ有多种受体，分别为AT1、AT2、AT3、AT4。目前认为其生理作用主要是通过AT1完成的，AT2可能具有某些与AT1相反的作用，起调节作用。而其他的AngⅡ受体的作用目前尚不清楚。

在心力衰竭的治疗中，会出现即使使用了足够剂量的血管紧张素转换酶抑制剂（ACEI），但经过一段时间，机体内醛固酮水平不能够平行下降，使得ACEI治疗效果下降，这称之为醛固酮逃逸，表明体内可能存在其他不被ACEI抑制的，并也能促使AngⅠ转化为AngⅡ的物质，也即AngⅡ还有旁路代谢途径。普遍的观点认为旁路代谢的酶主要是食糜酶（chymase）。尽管ACEI抑制了ACE使AngⅡ生成减少，但食糜酶的活性逐渐增加，使AngⅠ转化为AngⅡ，则醛固酮水平又升高。

三、细胞因子的异常表达

细胞因子是由多种细胞分泌的高效、多能的内源性肽类物质。参与心力衰竭的细胞因子既有破坏性的，也有保护性的。前者包括肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factor alpha，TNF-α）、白细胞介素（IL）-1β（IL-1β）、IL-6、IL-18、核因子κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）、Fas配基（Fas ligand，FasL）、单核细胞趋化蛋白1（monocyte chemoattractant protein 1，MCP-1）、干扰素α（IFN-α）、C反应蛋白（CRP）等，后者包括IL-10、IL-13、TGFβ₁、可溶性肿瘤坏死因子受体（sTNF-R）。这些炎症细胞因子在慢性心力衰竭的进程中起着重要的作用。而在心力衰竭时促炎性因子相对增多，抗炎症细胞因子（保护性）相对减少，不足以对抗致炎症细胞因子对心脏的损伤作用，使心力衰竭进展和恶化。

心力衰竭时增高的细胞因子形成网络，其活性受各种细胞因子调节剂和抗炎症的细胞因子的影响，错综复杂的网络调节紊乱，参与了心力衰竭的发生与发展。而TNFα是细胞因子网络的关键部分。此外，细胞因子与神经体液系统之间的交互作用，也共存于心力衰竭的发生与发展的全过程。

正常心脏不表达TNF或表达量极少，而心肌梗死后心肌组织缺氧、血流动力学改变、室壁张力增加及神经内分泌异常均可促使心肌组织合成TNF。有人建立心肌表达TNF-α转基因小鼠心力衰竭模型，在排除了其他干扰因素后，结果发现，心肌产生的TNF-α足以引起心肌炎、心肌纤维化、心功能失调、心力衰竭等严重心脏疾病，从而支持TNF-α是多种心脏疾患的发病因素之一。有研究发现，梗死后心脏组织非梗死区中的TNF-α可增加血管紧张素Ⅱ的AT1R的敏感性，可能是由于促进成纤维细胞增殖及胶原分泌，从而导致心室重构。近年注意到，心力衰竭时TNF的受体系统（sTNF-R）亦有明显变化。心功能越差，sTNF-R水平越高，心力衰竭进行治疗后好转。sTNFR水平也明显下降，提示sTNF-R可反映心力衰竭的严重程度，是判定心功能及其观察疗效的一项有价值的指标。

在胚胎发育期，TGF-β家族参与了早期心前体细胞特化、环状心形成、心内膜表皮向间充质转化、心外膜表皮向间充质转化等过程。应用免疫荧光和原位杂交技术发现，在超压力负荷大鼠左心室的冷冻切片中，TGF-β₁表达增加且染色从胞质及肌纤维膜转移到胞核，TGF-β₂表达无明显变化，TGF-β₃，在T管、胞质、胞核中的表达显著下降。在左心室肥厚发展过程中，TGF-β₁和TGF-β₃的重新表达及TGF-β₁、TGF-β₂、TGF-β₃在胞质的不同分布，推测TGF-βs对心脏存在着不同的调控作用：TGF-β₁促进左心室肥厚发展；TGF-β₃抑制左心室肥厚。

TGF-β₁广泛参与各种病理生理过程，影响细胞的增殖和分化，并在此过程中与局部肾素-血管紧张素系统改变有关。心脏受超压力负荷刺激，产生AngⅡ，通过促进TGF-β₁在心肌细胞表达，一方面介导e-fos、e-jun等原癌基因表达，致心脏收缩蛋白β肌球蛋白重链表达：另一方面通过与膜受体结合，激活细胞生长信号传递的第二信使，如蛋白激酶C、有丝分裂蛋白激酶，诱导RNA和蛋白质合成，而致心肌肥厚。

IL-1是一种敏感和特异的急性期炎性指标，能诱导胚胎基因再表达，引起心肌肥大，促进心肌纤维化导致间质重塑，上调一氧化氮合酶（iNOS）表达和抑制Ca²⁺电流及心肌细胞代谢途径引起负性变力作用等机制来作用于心脏。IL-6也具有介导细胞增殖、负性肌力和心肌肥大的效应。实验结果提示外周血循环IL-6随着CHF的严重程度加重而增加。有研究发现IL-6是一种凋亡抑制物，它可以通过与细胞表面的IL-6受体结合，从而抑制fas基因表达。同时增强bcl-2基因的表达。有研究通过多元回归分析证实，IL-6是心力衰竭患者预后的独立预报因子，心力衰竭患者IL-6的增加被认为是死亡、再发心力衰竭和需要心脏移植的一个强有力的独立预报因子。

细胞因子对心力衰竭的发生发展过程具有重要意义，故开展对细胞因子及其受体激动剂或阻断剂的研究将为治疗心力衰竭药物的研制提供新的思路。

四、内皮功能失调

内皮细胞的功能主要包括：通过释放NO、前列腺素、内皮素等调节血管舒缩；作为一个通透性屏障，维持血管物质交换或转运；合成及分泌细胞生长因子；在动脉管壁修饰蛋白，如形成氧化低密度脂蛋白；提供一个由胶原和蛋白聚糖形成的基膜；提供一个保护表面，防止血小板、淋巴细胞黏附起到抗动脉粥样硬化作用。当内皮功能紊乱时，上述的作用将会受到影响，从而产生一系列病理改变。

心力衰竭时内皮功能失调最直接的证据是心力衰竭的心肌表面冠状动脉对乙酰胆碱的扩张血管的作用减弱。而对非内皮依赖的扩血管剂，如硝酸盐、腺苷等表现为正常或轻度减低，表明心力衰竭患者存在内皮功能障碍，直接的结果就是引起血管调节紊乱，冠状动脉血流储备下降，心肌缺血。

Yanagisawa等首先在1988年分离提纯了一种小分子生物活性肽，即内皮素（endothelin，ET）。ET由21个氨基酸组成，具有4种同功异构体，即ET-1、ET-2、ET-3以及血管活性肠收缩肽。ET转化酶（endothelin-converting enzyme，ECE）是一种由内皮细胞相应基因所表达的Ⅱ型整合膜蛋白，属于中性内肽酶E家族成员。ECE是合成ET-1的限速酶，在充血性心力衰竭发生发展过程中ECE的表达和活性都增加。Endoh和Masao研究各种药物对心肌肌力的影响时发现，激活ET受体和血管紧张素Ⅱ能够加速磷酸肌醇分解产生三磷酸肌酸和甘油二酯，发挥正性肌力作用。Wang XW等通过研究长期注射ECE拮抗剂（FR901533）对心室搏动过速性充血性心力衰竭患犬的血管重塑变化表明，ET-1在犬充血性心力衰竭发展过程中对血管结构的损害起着关键性作用。通常认为，发生充血性心力衰竭时，ET-1促进血流动力学的紊乱，破坏血管结构，导致病情进一步恶化。

有研究表明，一氧化氮（NO）能够通过增加右心室收缩能力而改善肺血流动力学和提高肺血流量。Larosa等研究在有无L-精氨酸的条件下，乙酰胆碱和硝酸甘油对充血性心力衰竭患犬小冠状动脉的扩张能力时表明，NO对冠状动脉微血管起着重要的调控作用。还有研究发现心力衰竭患犬随着代谢需求的增加，NO反射性地调节冠状动脉血流。Nakamura R等研究抗氧化剂（钛制剂）对搏动过速性心力衰竭患犬冠状动脉血流的保护作用时发现，钛制剂能够通过增加心力衰竭患犬NO的生物活性而改善冠状动脉血流。

五、炎性反应

近年来，越来越多的研究证明炎性反应是CHF病理生理的重要机制之一，各种各样的炎性细胞通过释放多种炎性因子导致CHF进展和恶化。CHF过程中炎性反应激活的原因尚不明确，但研究认为血流动力学因素、氧化应激、微生物、神经激素的激活、内毒素等可能是炎性反应激活的原因。

CHF时机械负荷过重和应切力可以诱导多种细胞因子的表达，如单核细胞趋化蛋白-1、白细胞介素-8等。缺氧缺血是炎性细胞因子，如肿瘤坏死因子（tumour necrosis factor，TNF）、白细胞介素-1、白细胞介素-6等强有力的诱导者。各种微生物及微生物抗体的产生在CHF过程中促进炎性反应的发生，可能通过分子模拟诱导了心肌损伤，任何病因的再发感染，尤其是肺部，可能加剧CHF系统的炎性反应。交感神经系统、肾素-血管紧张素醛固酮系统的过度激活是慢性CHF的特征和病理生理机制，这些神经激素的激活可以通过促进炎性反应而导致CHF的进展。研究表明，血管紧张素Ⅱ本身是一种强大的促炎因子，可以激活白细胞、合成黏附分子、趋化因子等参与白细胞黏附到活化的内皮细胞，醛固酮同样可以导致淋巴细胞、单核细胞、内皮细胞的激活，诱导黏附分子和趋化因子的产出，直接参与炎性反应。此外，各种淋巴细胞及单核细胞均表达有β肾上腺素能受体，β肾上腺素也可以调节细胞因子的产生。

近年来脂联素作为一种有益的炎性因子越来越受到人们的关注。脂联素是一种脂肪细胞分泌的血浆蛋白，其基因定位于染色体3q27，大小为17kb，由3个外显子和2个内含子组成，编码244个氨基酸，在人血浆中浓度为1.9～17.0μg/L。脂联素通过其受体介导，作用于骨骼肌、肝脏及内皮细胞，在心血管系统也有重要作用，可以抗心肌细胞肥大，抑制成纤维细胞增殖以及预防心肌纤维化。由于慢性CHF的病理过程包含了心肌细胞的肥大、纤维化、糖脂能量代谢紊乱和炎性反应，因此，脂联素可能在CHF中有重要的保护作用。Ewa等研究认为CHF患者脂联素水平明显增高，并和快速C反应蛋白呈正相关，脂联素与各种细胞因子间具有相互制约作用，并通过激活环磷酸腺苷A蛋白激酶信号通路抑制核因子κB激活，抑制TNF-α介导的核因子κB的快速磷酸化及降解，从而发挥其抗炎、抗细胞凋亡作用。脂联素通过各种途径调整细胞因子的分泌，预防CHF和改善心功能。

总之，神经激素和炎症可能相互作用，共同促进CHF的进展。也有研究认为细胞因子可能产生于来自肠道细菌的内毒素。CHF者由于肠壁充血、缺血，可能诱导固有细菌增殖及内毒素移位或释放入血，在移位后促使免疫活化和细胞因子的产生，相反，心功能的恶化导致微循环和肠道屏障功能受损。

六、心室重构

心室重构是导致心力衰竭不断进展的病理生理基础。临床上表现为心室腔扩大，室壁肥厚和心室腔几何形状的改变（横径增加呈球形）。许多过程参与心室重构，心肌细胞的丢失或死亡，神经体液系统的激活及心脏代偿机制的丧失是发生心室重构的基础。在此过程中，心肌细胞肥大、成纤维细胞增生、细胞凋亡、细胞外基质量和组成变化等，均能引起、加重心室重构的过程。心肌重构是心室重构细胞学基础。

其中，心肌重构是一系列复杂的分子和细胞机制引起的心肌细胞结构、功能及表型的改变，包括病理性心肌细胞肥大伴胚胎性基因再表达、心肌细胞凋亡与坏死、细胞外基质过度沉积和降解增加、心肌细胞分子结构的改变等。心肌收缩蛋白包括肌球蛋白和肌动蛋白。肌球蛋白是心肌的主要收缩蛋白，其分子是由两条轻链和四条重链组成的六聚体，其中四条重链包括α和β两个亚型。大量研究表明，大鼠心肌在由正常到肥大的变化过程中，心肌收缩蛋白分子发生了质的改变，表现为心肌收缩蛋白基因表达方式从成熟状态向“胚胎”表达方式转化，即α型向β型转变。这种表达变化是导致结构性心肌重塑和CHF的重要因素，心肌肌动蛋白减少也会进一步导致心室功能下降。抗肌萎缩蛋白在心肌细胞中连接肌节及肌纤维膜，对维持正常心肌功能起重要作用。有研究表明，被剔除抗肌萎缩蛋白基因的小鼠很快就出现心肌坏死、纤维化和广泛的营养不良性钙化等表现，从而认为其在心功能不全及CHF中起重要作用。

心肌细胞凋亡是心室重构重要微观机制，是导致各种心血管疾病晚期心功能不全的重要因素之一。在心力衰竭发生过程中，心肌细胞凋亡起了重要作用。在CHF发生、发展过程中出现的许多病理因素如氧化应激、压力或容量负荷过重、肾上腺素、血管紧张素Ⅱ、致炎细胞因子、缺血、缺氧等均可诱导心肌细胞凋亡。大量研究证实，活性氧物质的积聚和氧化应激在心肌细胞凋亡的发生中起重要作用。心肌细胞凋亡的发生发展受多种基因调控，其中促凋亡基因bax和抗凋亡基因bcl-2被认为与细胞凋亡密切相关。TNF是一种主要由单核巨噬细胞分泌的具有多种生物学效应的细胞因子，可以使caspase-8活性升高，线粒体的细胞色素C释放到胞质，而线粒体跨膜电位降低可诱导凋亡，caspase-8活性抑制剂能够破坏TNF导致的线粒体释放细胞色素C、跨膜电位降低和凋亡。细胞外死亡信号如TNF、FasL、TNF相关凋亡诱导配体等与和它们同源的细胞表面受体相结合介导形成的外部通路、线粒体和内质网内部通路均在缺血/再灌注损伤中起重要作用，而CHF过程中具体的信号凋亡通路还需进一步研究。

另外，心肌细胞自噬是一种独立于凋亡的程序性细胞死亡方式，有报道心肌细胞中的自噬程度总是保持在一个稳定的水平，自噬增加或者减轻都对心肌有不良的影响，如可造成心力衰竭或心肌肥大等。但文献报道自噬参与心力衰竭的发病的作用尚不一致。其确切的作用有待进一步明确。

心脏间质纤维化是心室重构另一重要微观机制。在心肌重塑的发生发展过程中，RAS起着关键性作用，AngⅡ及其受体起了核心的作用。其中1型受体（AT1R）主要分布在人体的血管、心脏、肾脏、脑等部位，主要功能有缩血管、潴钠、抑制肾素分泌、激活交感神经系统等，与心肌肥大、纤维化、心律失常等有关，即有对于心血管、肾脏和中枢神经系统的作用，在心力衰竭的发生发展中起重要作用。治疗心力衰竭已由过去单纯的‘强心、利尿、扩血管”来改善血流动力学紊乱向阻断心肌重塑、修复衰竭心肌的方向转变，刺激纤维化形成的因子，如血管紧张素转化酶（ACE）、AngⅡ受体、醛固酮等则成为研制抗心力衰竭药物新的作用靶点。

心脏重构可以发生在心肌梗死、压力负荷过重（主动脉狭窄、高血压）、心肌炎症病变（心肌炎）、扩张性心肌病和容量负荷过重（瓣膜反流）的情况下。重构的进程受最初损害程度、继发事件、并存疾病（如糖尿病和高血压）的影响。重构越明显，预后越差。通常，在急性损伤导致的压力和容量负荷过重的情况下，心脏可以通过各种代偿机制保持功能正常；如二尖瓣关闭不全，心脏前负荷增加，心脏可通过心室重构保持前向血流。但是，在心脏损伤后（如心肌梗死），持续的重构将导致疾病进展和心功能失代偿。

七、心力衰竭的其他相关机制

主要有心房利钠肽（ANP）、脑利钠肽（BNP）、C型利钠肽（CNP）三种。它们由单一基因所编译，都有自己特有的组织分布、调节和生物作用。利钠肽是心力衰竭的一种代偿反应，其作用通常经鸟苷酸环化酶实现，促进血管扩张（ANP、BNP、CNP）和尿钠排泄（ANP、BNP），拮抗交感神经和RAAS的作用，因此，被称为反向调节激素。利钠肽有扩血管、利尿、利钠作用。心力衰竭患者，血浆中ANP和BNP水平均升高，甚至在无症状性左心室功能不全或心力衰竭早期也能检测到。ANP含28个氨基酸，正常情况下在心房合成和储存，心室在某种程度上也合成和储存ANP。心力衰竭后，水钠潴留，血容量增加，心房压力明显升高，压力刺激心房内ANP感受器，引起ANP释放增加。ANP可以引起小动脉静脉扩张，排水排钠，抑制肾素、醛固酮或血管加压素的分泌，减少交感神经的血管收缩作用，从而发挥机体的代偿作用，改善心功能。循环中ANP可作为无症状左心室功能不全的一个标志。

BNP主要由心室心肌细胞合成和分泌，促使其分泌的有效刺激主要来源于心室扩张或容量负荷过重。此外急性心肌梗死时梗死灶周围的心肌细胞也会受刺激，使BNP分泌增加。心力衰竭的主要病理变化发生在心室，故BNP在心力衰竭中的意义较ANP更大。BNP与心力衰竭的关系十分密切，其浓度与左心室舒张末压、左心室射血分数（LVEF）以及心功能NYHA分级密切相关。BNP对心力衰竭有很高的诊断价值，可比作心力衰竭的“白细胞计数”。以BNP＞75pg/ml为诊断标准，BNP诊断左心室功能不全的特异度为98%，因此BNP可作为心力衰竭的快速诊断指标。心肌梗死后BNP水平持续增高可能是心室重构的佐证。血BNP检测还可以用于评估心力衰竭的疗效和预后。以BNP浓度变化指导治疗组治疗后的血浆BNP水平、心率、所需心力衰竭治疗药物剂量均明显低于对照组。慢性心力衰竭的血BNP水平与死亡率及再住院率密切相关，发生死亡和再住院事件的患者，其BNP浓度明显高于其他患者。

精氨酸加压素（AVP）是一种脑垂体激素，对自由水和血浆渗透压的调节起重要作用。心力衰竭时，AVP释放增加可能与颈动脉压力感受器有关。不少心力衰竭患者AVP升高，甚至在血浆渗透压纠正后，仍然升高。在SOLVD研究中，无症状心力衰竭患者的AVP浓度特别高。提示AVP在心力衰竭发病中也起一定的作用。AVP与精氨酸加压素V1受体相结合，而引起全身血管收缩，加重心脏负荷，使心力衰竭恶化。心力衰竭患者的水潴留可多于钠潴留，从而导致低钠血症，部分是使非渗透性AVP释放，作用于肾脏，减少自由水清除引起。低钠血症是心力衰竭预后不良的指标。

生长激素（GH）是胚胎及儿时心脏发育及成年后维持心脏形态和功能的必不可少的激素，具有促进心肌组织生长的作用。心力衰竭的早期，GH的分泌是增高的，晚期合成和分泌减少，血浆中浓度减低。GH主要通过改变室壁厚度来调节心脏几何构形，增加其室壁厚度，并对室壁张力产生影响。降低室壁张力可能是生长激素改善心力衰竭患者心功能的主要机制。GH和胰岛素样生长因子可能通过抑制钾离子的外流，使动作电位延长，钙离子内流增加，增强钙离子与心肌纤维蛋白的亲和力，以增加心肌收缩力。GH治疗后心脏做功增加，而心肌耗氧量及能量产生较小，这对能量储备已降低的心力衰竭尤为有益。GH可降低室壁张力，从而减少心肌细胞凋亡发生，防止心功能进一步恶化。GH可扩张血管，其效应是内皮细胞依赖性的，可能与其促进内皮细胞合成NO有关。有个别报道用GH治疗扩张性心肌病引起的顽固性心力衰竭，治疗后患者的营养状态及心功能明显改善。

甲状腺激素可以直接或间接地刺激心肌蛋白的合成，增加心肌收缩力，增加心脏和血管对肾上腺素的反应性，使心肌β受体密度上调，降低循环中去甲肾上腺素的浓度，降低周围血管阻力。据临床观察，短期内应用甲状腺激素，可改善CHF患者的心功能。临床报道证实，TSH与FT₃、FT₄呈正相关，与心力衰竭程度负相关。

降钙素基因相关肽（CGRP）是一种由降钙素基因表达的生物活性多肽，广泛分布于神经和心血管系统，是目前所知作用最强的血管扩张剂，具有正性变力与变时、舒张血管、保护细胞、降低血黏度及拮抗内皮素的作用。在心脏和血管等部位存在着CGRP特异性受体，CGRP与该受体结合后激活腺苷环化酶，使细胞内环磷酸腺苷水平升高，促进前列腺素释放使血管舒张。心力衰竭时，CGRP降低，其降低的幅度与心力衰竭的严重程度相关。CGRP可以显著拮抗ET的缩血管作用，改善ET所致的平滑肌增殖及心肌损伤作用，并降低血浆ET的含量。

ADM是一种具有降压活性的多肽，接着又发现了ADT（153～185）。ADM是一种有强大且持续的血管扩张活性与轻度利钠作用的内源性多肽，是迄今为止发现的最强大的血管扩张剂之一，能抑制醛固酮分泌，抑制平滑肌细胞增殖，并直接作用于肾小管发生利尿作用。心力衰竭时ADM浓度升高，衰竭心脏的心室肌细胞中ADM免疫反应也增强，说明ADM参与心力衰竭的发生发展过程。交感神经激活及血浆容量增加与ADM的合成和分泌有关。肾上腺紧张素（ADT）是缩血管多肽，与ADM是同一肾上腺髓质素前体原上的两个不同基因产物。ADM与ADT调节紊乱、ADM代偿缓慢、ADT过度释放，可能与心力衰竭的加重有关，促进了心力衰竭的发展。