正常人心肌细胞膜上存在β1和β2两个亚型受体，β1受体占77％，β2受体占23％，两者都与正性肌力作用相耦联，但与腺苷酸环化酶的耦联程度上有差别，β2较β1受体高4～5倍，不过β1受体数量上较β2为多，且心脏神经递质去甲肾上腺素与β1受体的亲和力较β2受体高10倍，因此正常心肌收缩力主要是由β1受体调节。充血性心力衰竭时，受体-腺苷酸环化酶复合系统发生改变，左心室β受体密度降低，β-受体对激动剂的反应能力下降，这种改变称β-受体系统的下调（downregulation），其下调程度与心力衰竭的严重程度呈正相关，这主要是由于β1受体与去甲肾上腺素亲和力高有关。至于β2受体的密度可不变或相对升高，但它的耦联功能却失调，故相应的激动剂反应性下降。此外心衰时G蛋白的量和功能也发生变化，如Gs减少且功能下降，Gi增加；G蛋白对激动剂的反应性降低，腺苷酸环化酶对儿茶酚胺的刺激活性降低等等。心力衰竭交感神经张力持续过度增高，可导致β-受体向下调节，心脏对儿茶酚胺刺激的活性降低，心肌收缩力减弱，即脱敏（desensizitation）。
引起β-受体下调的确切机制，尚不十分清楚，有的认为心肌细胞暴露于高水平的儿茶酚胺后，β-受体的效应蛋白的Gs失耦联，不能激活腺苷酸环化酶，失耦联的受体从细胞膜脱落，内移入细胞的某一部位，若激动剂持续高水平存在，则脱落过程亦持续下去，β-受体在细胞内被破坏，以致β-受体数目减少下调；至于β-受体内移至细胞内的哪一部分，以及何种酶参与这一过程，目前未完全阐明。脱敏现象与β-肾上腺素能受体激酶对受体的磷酸化有关。
上述这些变化可解释在心力衰竭时心脏因何对儿茶酚胺敏感性降低。β-受体阻滞剂可消除儿茶酚胺对细胞表面的作用，使内移的受体重新回到细胞膜上，心肌β-受体上调。
必须指出，儿茶酚胺浓度升高，并不是导致肾上腺素能受体-腺苷酸环化酶系统功能异常的唯一原因，该系统的异常也不只是发生在β-受体上，与G蛋白耦联的其他受体也出现异常，有关这些问题有待进一步研究。
β-受体阻滞剂治疗心力衰竭的短期内，可出现多种效应，如负性肌力作用，轻微的缩血管效应等，因而增加心脏后负荷，使心功能恶化，但也存在减慢心率，延长舒张期，改善舒张功能的作用，因而也抵消了负性肌力作用而获得效应疗效。所以在治疗开始若能耐受短期出现的负性作用而心功能保持稳定，则长期β-受体阻滞剂治疗将使左室射血分数在2个月后逐渐增加，6个月后可有明显效果，因此β-受体阻滞剂治疗的疗程较长，以便使衰竭的心脏有相应足够的时间恢复其下调的β-受体，从而改进其心脏功能。
三、β-受体阻滞剂治疗心力衰竭的作用机制
应用β-受体阻滞剂治疗心力衰竭的研究虽较广泛而深入，但其确切机制尚未完全阐明，通常认为β-受体阻滞剂可阻止儿茶酚胺引发的不良作用，有利衰竭的心脏从神经体液过度激活中得以恢复其功能。
（一）心脏的保护作用
业已证明，高浓度的儿茶酚胺对心肌细胞有直接毒性作用，引起心肌灶性坏死，久之可引发心肌病；其次儿茶酚胺可引起细胞内Ca2+负荷过重，消耗能量，损伤线粒体，促进细胞凋亡；此外儿茶酚胺代谢过程中产生的氨自由基，也可直接损伤心肌细胞；β-受体阻滞剂则通过阻断β-受体而减轻这些有害因素对心肌的损伤。
（二）使下调的β-受体上调
如上所述，过多的儿茶酚胺刺激β-受体使心肌细胞上的β-受体数目减少，这已为众多的实验研究和临床观察证实；应用β-受体阻滞剂治疗6个月后，β-受体密度上升可达105％，恢复了对正性肌力药物的敏感性，改善了心脏的功能。
（三）降低心脏后负荷
儿茶酚胺可直接收缩血管，增加血管张力，同时也可通过垂体使精氨酸加压素分泌增加，心脏后负荷也因此加重，影响左室功能。β-受体阻滞剂既可减轻儿茶酚胺和精氨酸加压素水平，又可降低肾素活性，心脏后负荷因而得以减轻，从而增加心搏量，改善心功能。
（四）改善心脏舒张功能
过高水平的儿茶酚胺，不但使心率加快，且可引起细胞内Ca2+超负荷状态，导致心室舒张功能障碍；另外由于心肌缺血、缺氧、压力负荷过重等因素，引起心肌能量代谢异常而影响舒张功能。因此心力衰竭患者除存在收缩功能异常外，舒张功能同时受损，β-受体阻滞剂则可通过减慢心率，减轻心肌张力，降低心肌能量消耗等多种途径改善心肌舒张功能，从而增加射血分数。
（五）抗心律失常作用
心力衰竭时血中儿茶酚胺水平升高是诱发室性心律失常的重要原因之一，尤其在缺血、缺钾时更易诱发猝死，β-受体阻滞剂除其本身固有的抗心律失常效应外，它还可以通过减少儿茶酚胺产生，改善心肌供血，防止低钾发生等多种机制，起到抗心律失常作用。
（六）其他作用
β-受体阻滞剂可拮抗RAS激活后引起的水钠潴留；也可干预细胞膜Na+-K+-ATP酶被活化而使细胞外钾转移至细胞内，维持血钾水平稳定；此外尚有抗血栓形成，防止粥样斑块破裂等作用。
四、β-受体阻滞剂治疗心力衰竭的应用原则
1.β-受体阻滞剂具有其固有的负性肌力作用，其急性血液动力学效应可能使部分病例在应用初期出现病情恶化，因此不能视它为治疗心力衰竭的常规药物，它用于经强心、利尿和血管扩张剂正规治疗后，心力衰竭改善仍不满意的患者；同时必须在强心剂等治疗基础上加用β-受体阻滞剂。
2.关于引起心力衰竭的基础病变，目前国内外报道最多的是原发性扩张型心肌病。对高血压性心脏病，缺血性心肌病尚可能通过降压、抗心肌缺血等机制而获得疗效。
3.治疗开始宜用极小剂量，同时应严密观察血压、心率、心力衰竭的症状、体征的改变，如无不良反应，则可在较长的时间内逐渐加量，增量也宜慢，以便有足够的时间使下调的β-受体得以上调，同时也可减少不良反应的出现，常用的美托洛尔（metoprolol）由6.25mg/d开始。
4.选用选择性β-受体阻滞剂而不用非选择性制剂，因心力衰竭时下调的β-受体是β1，故用选择性阻滞剂更具针对性，其次非选择性阻滞剂，可能相对增高α-受体作用而使血管收缩，增加心脏后负荷，加重心力衰竭。具有内源性拟交感活性的β-受体阻滞剂，对心肌收缩力的影响虽较不具有者要小，但它对β受体上调的作用也较弱，因此临床上多用不具拟交感活性的制剂，如美托洛尔。
5.β-受体阻滞剂不用于急性心力衰竭，因急性心力衰竭疗程短，不能发挥β-受体阻滞剂的治疗作用，相反它的急性血液动力学效应会使心衰恶化，故主要用于慢性充血性心力衰竭。
6.β-受体阻滞剂治疗心衰使β-受体上调需有一个时间过程，其疗效常在用药后3～6个月才能显示出来，因此只要患者能耐受，疗程要长。一般不少于12周。
7.窦性心律的患者，心率过快不能作为指导选用β-受体阻滞剂的唯一指征，曾有报道心率越快疗效越好，但有些病例心率下降后心力衰竭的症状并没有改善，故要全面评估患者状态，再确定是否应用。
五、心力衰竭时常用的β-受体阻滞剂及用法
用于治疗心力衰竭的β-受体阻滞剂，多为选择性和内源性拟交感活性的制剂，国内外文献报道最多者为美托洛尔、阿替洛尔和醋丁洛尔等；用非选择性β-受体阻滞剂虽有报道，但很少。
（一）美托洛尔（metoprolol）
是β1选择性阻滞剂，无内源性拟交感活性和膜稳定作用，阻滞支气管β2受体作用较小，也没有像普萘洛尔那样使胰岛素病人发生低血糖时出现的血压升高、心动过缓的反应。它可降低正常人和高血压病人的血浆肾素水平，对久立而引起血浆肾素活性增高也有抑制作用。
口服美托洛尔吸收较快，可达90％，生物利用度约40％，半衰期3～4h，与血浆蛋白结合，在体内广泛代谢，只有不到10％是以原药形式由肾排出。
治疗心力衰竭时自极小量开始，6.25mg，给药1次后观察血压、心率、心力衰竭症状和体征，3-4小时后无反应，可增量6.25mg，2/d。能耐受的患者逐周增加剂量为12.5mg，2/d；12.5mg，3/d；25mg，2/d或3/d。疗效的取得至少在3个月以上。
（二）阿替洛尔（atenolol）
是一种选择性β-受体阻滞剂，无内源性拟交感活性和膜稳定作用。它的β-受体抑制作用强度与美托洛尔、醋丁洛尔相似；口服吸收较快，但不够完全，生物利用度约50％～60％，口服后2～4h达血药峰浓度，该药为亲水性，进入脑内很少，并以原药形式由肾脏排出。
用于治疗心力衰竭时它的初次量和逐渐增量方法与美托洛尔相同。
（三）醋丁洛尔（acebutolol）
是一种长效的β1受体选择性阻滞剂，且有内源性拟交感活性和膜稳定作用，故该药减低静息时的心率和抑制心肌的作用较心得安为弱，对外周血管阻力的作用亦不显着。其心脏电生理效应为使传导减慢，延长房室结不应期，但对心房、心室的有效不应期无明显作用。
醋丁洛尔为一亲水性β受体阻滞剂，不透过血脑屏障，故中枢的不良反应较少。口服肠道吸收较快，2～4h可达药峰浓度，与血浆蛋白结合较少而与红细胞结合较多。半衰期3～6h。其代谢主要途径是丁酰胺基水解成伯胺，然后乙酰化而形成diacetolol，该代谢产物有心脏选择性β-受体阻滞作用。服醋丁洛尔后约50％由肠道排出。
醋丁洛尔用于治疗心力衰竭时也应由极小量开始，先口服25mg/d，若无不良反应可增至25mg，2/d，尔后逐渐增量至50mg，2/d，最大量可增至100mg每日二次。静脉注射可致心功能恶化，故应慎用。
六、β-受体阻滞剂治疗心力衰竭的适用范围
β-受体阻滞剂治疗心力衰竭的适应证，目前尚缺乏明显的指征，根据国内外较大系列的临床试验，提出以下的适用范围。
1.扩张型心肌病伴心力衰竭，目前报道最多，从实验室研究到临床观察，其结果表明约80％患者能耐受β-受体阻滞剂治疗，其中一部分病人心功能不但可获得改善，而且能延长寿命；但也有相矛盾的报告，如心脏指数下降，心功能恶化，这些相反的报道提示扩张型心肌病可能存在某种亚组病人，有的适用，有的则否，目前对这种亚组病人尚缺少认识，有待进一步研究，因此扩张型心肌病合并心力衰竭虽是β-受体阻滞剂治疗的适应范围，但应随时观察治疗反应。
2.缺血性心肌病及心肌梗死合并心力衰竭用β-受体阻滞剂治疗后，其疗效近似于扩张型心肌病，故亦为适用范围。故心肌梗死后早期有心力衰竭的患者，应用β-受体阻滞剂后，可使猝死率降低47％，无心力衰竭者仅降低13％。
3.β-受体阻滞剂在风湿性心脏病中的应用，二尖瓣狭窄或关闭不全，心房颤动，心房扑动对用足量的洋地黄制剂后，心室率仍快，心力衰竭往往不能控制，此时在洋地黄应用的基础上，加用小剂量β-受体阻滞剂，可使心室率下降，改善心力衰竭症状。
七、β-受体阻滞剂的禁忌证
除已为大家熟知的β-受体阻滞剂禁忌证外，心力衰竭者有下列情况应视为禁忌证。
1.心脏指数小于2L/（min.m2），此反映心功能极差；
2.无药物影响而窦性心率偏慢者；
3.收缩压低于13.33Kpa（100mmHg）者；
4.心脏极度扩大，心胸比率超过0.7者；
5.有房室传导阻滞；
6.慢性心力衰竭急性恶化时。
八、副作用
β-受体阻滞剂治疗心力衰竭时可出现如下副作用。
1.心力衰竭恶化大多数发生在心力衰竭的早期，与β-受体阻滞剂的负性肌力作用和急性血液动力学效应有关，用量偏大时也易发生。
2.休克不多见，偶可见于晚期而严重心功能不全者。
3.窦性心动过缓或房室传导阻滞选择性和非选择性β-受体阻滞剂均可发生，常伴有低血压等心功能障碍的其他表现。
4.雷诺氏现象少见，可能与血管β-受体阻滞后，α-受体相对兴奋所致。
5.突停现象长期服用普萘洛尔（propranolol）后突然停药时可出现，表现为出汗、头痛、心悸、心率加速甚至心绞痛等一系列症状，可能与β-受体在治疗后数目增多或敏感性增强有关。也可能心肌耗氧量因停药而突然增高有关，多发生在停药48h后，一周内达高峰。这一现象仅见于停用普萘洛尔后，其他β-受体阻滞剂停药未见有类似报道。
六、心肌代谢赋活剂
心力衰竭时可出现心肌酶类活性下降，能量产生及利用障碍，离子运转失常以及心肌收缩蛋白合成异常等病理生理改变，心肌代谢赋活剂可以补充调整或通过多种环节改善心肌能量代谢，使心脏功能得以改善。目前常用的有以下几种。
一、极化液（GIK）
由10％葡萄糖500ml，胰岛素8～12单位和10％氯化钾注射液10～15ml组成的混合静脉滴注液称极化液。胰岛素能促进血液中葡萄糖透过细胞膜进入细胞内参与代谢供给能量，氯化钾有利于形成细胞跨膜电位，保持心肌兴奋性利于心脏收缩和舒张。近年来在GIK中加入25％MgSO410～20ml，成为加镁极化液。含镁极化液中的Mg2+能催化或激活体内多种酶，尤其是与心肌收缩、舒张有关酶的活性往往需要Mg2+参与。Mg2+通过激活Na+-K+-ATP酶和心肌腺苷酸环化酶以维持心肌线粒体的完整性和在促进氧化磷酸化过程中起重要作用。心肌对镁很敏感，低镁可直接抑制心肌收缩力，静脉给予加镁极化液后，使心肌细胞内镁含量增加，对心肌收缩有利；同时镁能扩张支气管和周围血管，减轻心脏前后负担，改善心功能。还因促进细胞摄入钾离子而减轻细胞的变性坏死。一般用量为每日一次，每疗程15～20d。
二、1，6-二磷酸果糖
