对缺血性室性心律失常发生机制的研究
（一）冠状动脉急性闭塞后的室性心律失常
长时间以来，冠状动脉闭塞与心律失常之间的关系一直是人们关注的内容。慢性心律失常的临床和流行病学的重要意义在心律失常动物模型上的研究有了很大发展，而在动物模型上的研究发现，其特征与在人类发生的心律失常特征相似。开始，这些研究和观察是在实验动物模型上进行的。150年前，JE Erichson在狗身上结扎了一支冠状动脉，观察到了心脏停搏并伴随轻微的抖动，这可能就是冠状动脉闭塞后发生心室颤动的最早描述。此后大约50年，John A．Mc Willians提出这个心室颤动过程是心血管发作和猝死的常见原因这一看法。他说，在哺乳类动物进行的大系列研究已经使我们相信，通常情况下心脏性猝死经常不是心室静止，而是心室颤动。
心电图记录的应用使心脏病患者心脏不正常收缩的研究有可能和有手段进行。RH Halsey发表了由濒死患者获得的心电图记录（1915），报告了1例心室颤动。随后，大量的研究开始在心脏代谢与心脏节律失常的联系上进行，在正常和缺血心脏都做了这方面的工作。这些工作，有许多是对患者进行的，但这方面的认识更多是从实验动物模型的研究中得到的。尽管这些动物模型不像在人体的研究更有价值，在动物模型中得到的资料却应该在理论上加以解释。当然不同种系的心肌代谢和血液供应可能有很大区别。除此之外，有些实验性因素也使得实验结果的解释更为困难。
虽然缺血性室性心律失常的机制还没有完全搞清楚，但现已明确，在实验动物模型和人研究中的心律失常是由于心脏冲动形成和传导异常引起的，而其发生与代谢、血流动力学和心脏结构性因素有关系。这些因素包括：①由缺血所引起的急性代谢变化；②并存的慢性代谢和离子异常，如低血钾；③局限或整体的心脏功能的急性变化；④慢性结构性因素，如心肌肥厚或先前存在的心肌梗死。
急性冠状动脉闭塞后，室性心律失常双峰分布的特点在许多种属动物实验中都有描述，据推测这种心律失常也同样发生于人体，但是尚未得到证实。在冠状动脉阻断后的最初2分钟并没有观察到心律失常，室性心律失常的发生是在冠状动脉闭塞的2分钟后开始增加（包括室性期前收缩、室速和心室颤动），5分钟时达高峰，10分钟时减少。这些很早期发生的室性心律失常被定为Ⅰa期。室性心律失常的第二期开始于冠状动脉阻塞后的12分钟，15～20分钟达到高峰，30分钟以后减少。这些心律失常被定为Ⅰb期。Ⅰa期和Ⅰb期心律失常的机制有很大区别，将在下面分别讨论。
1．Ⅰa期心律失常
Ⅰ期心律失常以缓慢传导为其特点，由缺血引起的传导速度减慢是很重要的，这时冠状动脉血流量减少75%以上。传导速度在单独缺氧和轻度缺血时并不表现减慢的变化。同样，传导减慢在心内膜下蒲肯野纤维很少表现出来，这可能是因为心腔内的血液可浸透到40～60个心肌细胞的深度。Kleber等提出了测量传导速度的方法，他应用离体猪心脏放置相距仅1mm的心包脏层电极共99根，同步记录心电活动，结果正常情况下传导速度为（50.1±2.13）mm/s，缺血情况下则为（33.3±3.86）mm/s。
折返性心律失常的起始和维持需要缓慢传导的存在。当心脏激动波的缓慢传导不断地围绕单向阻滞区运动并且再次返回，激动阻滞的近端区域时折返激动即可发生。折返机制一直被认为是缺血性心律失常的机制。这样一个机制是基于在对应心包脏层电图存在连续性电活动（舒张桥）。Ⅰa期心律失常的折返机制的更直接的证据是最近由Pogzwid、Witkowski和Corr提出的。他们应用计算机控制的能同步记录232个双极位点的心脏标测系统进行标测，然后准确地定位心脏的激动位置，分析电生理学和解剖的数据，获得三维激动的等时标测图。当出现下列3种情况时，心动过速就被确定为折返机制：①在心动过速发作之前的搏动有连续除极的证据；②发生心动过速的位置靠近原先搏动终止的部位；③由原先搏动终止的位置至折返搏动始部位的传导速度，近似于原先激动的终末端的传导速度。应用这样一个定义，Pogzwid和Corr提出室性期前收缩和非持续性室速的75%在Ⅰ期为折返机制。另一方面，由室速坠入心室颤动也似乎是以折返机制为中介。
在Ⅰa期起重要作用的非折返机制是由延迟后除极引起的触发激动。触发激动是依赖于后除极的连续激动，即发生于动作电位上升支以后的膜电位振荡。在早期心肌缺血的过程中，许多因素都会导致后除极的发生。例如，离体心肌细胞的机械牵拉可以引起后除极，缺血心肌的收缩异常可以牵拉心肌细胞产生后除极。损伤电流可能是另一个后除极的原因。损伤电流是由于在靠近心肌细胞之间的膜电位的差异造成的。舒张期电流是由于与正常组织相比的缺血组织的除极，而收缩期损伤电流是由于正常和缺血组织之前动作电位幅度的差异。儿茶酚胺和细胞Ca2＋超负荷也引起后除极。后除极的后两个原因可能是Ⅰb期心律失常的重要因素。
2．Ⅰb期心律失常
冠状动脉闭塞后大约10分钟，室性心律失常的发作频度和严重程度减轻。几分钟以后，室性心律失常的发生率又再次增加（Ⅰb期）。关于Ⅰb期心律失常的机制并不是如Ⅰa期那样清楚，然而前面提到的机制似乎是起一定作用的。非折返机制在Ⅰb期似乎起更大的作用。在Ⅰb期传导速度减慢的特点不太明显，特别是在该期的早些时候更是如此，甚至在传导速度完全正常的情况下也可以发生心律失常。
在冠状动脉闭塞后15～20分钟时发生的内源性儿茶酚胺储存的释放好像是非折返性室性心律失常的中介，也可能是Ⅰb期观察到传导速度改善的原因。例如，Russell等发现，离体豚鼠（guinea）心脏中，Ⅰb期心律失常总是以自发性的动作电位幅度和0位相上升速度，以及不应期的改善为先导。内源性儿茶酚胺的缺乏，或用β-受体阻断药预防这些电生理学的“改善”也降低Ⅰb期心律失常的发生率。这些结果提示，儿茶酚胺是Ⅰb期心律失常，可能是后除极和触发激动的中介物。
在Ⅰb期末，传导速度再度下降，这是由于内在纵向阻抗的增加，这种变化的原因是不可逆损伤细胞摄取Ca2＋，导致缝隙连续的缺乏。折返机制在该期可能也起一定作用。
（二）心肌梗死犬2～24小时心律失常的观察与研究
1．实验性冠状动脉闭塞后出现的室性异位心律
实验证明，结扎冠状动脉后可出现各种室性心律失常。我们在实验中的观察发现，一次完全结扎冠状动脉左前降支以后，可以出现偶发、频发的室性期前收缩，短阵室性心动过速甚至发生心室颤动，而当采用二次结扎时则发生室速和心室颤动的机会大为减少。这个阶段大约持续30分钟。急性冠状动脉闭塞后所引起的心肌缺血使心肌的传导性、兴奋性、自律性和不应性发生变化，从而产生心律失常。在冠状动脉结扎30分钟以后可以出现心肌坏死，而在坏死心肌、缺血心肌和正常心肌表现出其电生理特性的不均一性，成为发生心律失常的基础，这时发生异位自发性心律失常的位置恰是正常组织与缺血坏死组织的交界处的正常组织侧，因为这时在该部位存在组织传导速度和不应期的差异。David等采用建立心肌梗死犬模型并再灌注的方法，观察了结扎狗冠状动脉以后不同时间的心脏电活动的改变，并发现在结扎后2～12分钟记录的连续性电活动的主要机制是舒张过度和折返；而在结扎后13～30分钟出现的连续电活动则可能与折返无关；当结扎30分钟后实施再灌注时，又表现出严重的心律失常。作者在相似的动物观察中也发现冠状动脉结扎后即可出现频发室性异位激动，当结扎2小时后实施再灌注时表现出多种形式的室性异位激动，甚至短阵室速或心室颤动。Kaplinsky等在非再灌注犬心肌梗死模型观察发现结扎后30分钟内的心律失常机制为折返激动。
冠状动脉主干的突然闭塞可导致很高的室速和心室颤动的发生概率。冠状动脉闭塞后30分钟内发生的致死性心律失常机会很高，它与冠状动脉发生闭塞的部位有关，当冠状动脉左前降支起点下15～20cm处突然闭塞后，心室颤动的发生概率超过50%。犬冠状动脉闭塞后出现的心律失常分成3个时期，第1期为冠状动脉结扎后的2～5分钟，有很高的发生室速和心室颤动的危险；第2期为冠状动脉结扎后异位节律减少期，持续4～8小时；第3个时期为8～48小时。也就是说犬冠状动脉结扎后的最初阶段是发生恶性室性心律失常的高危时期，持续不超过30分钟，而实际上冠状动脉闭塞后4～8小时的阶段发生的室性心律失常反较最初数分钟内减少，表现为少发室性异位激动（0～5个/分钟），在8～48小时则实际又处于室性心律失常发生的另一个相对不稳定期，在这个阶段又会出现严重的室性心律失常，室性心律失常的发生概率也大为增加。所谓延迟出现的室性心律失常则是指冠状动脉闭塞后3～4天，直至7天发生的心律失常。
2．犬左前降支阻塞后2～24小时自发性的室性心律失常
采用Harris氏两期结扎法阻断冠状动脉左前降支以后，明显降低了初始数分钟内发生心室颤动的机会，但却不能减少随后2～24小时内发生的猝死。对犬冠状动脉阻塞后2～24小时发生的心律失常的监测结果发现，100只犬发生猝死者占33例，发生猝死的时间为冠状动脉闭塞后（13.3±0.8）小时，发生的心律失常为单形性室性心动过速变为心室颤动，其中有30例犬发生的室速持续超过15s，100例犬中发生自发性持续性室速者共有48例。早先由Scherlag和El-sherif等完成的实验研究表明，持续性单形性室速可以在冠状动脉闭塞后24小时的梗死犬由程序电刺激诱发，而冠状动脉闭塞后2～24小时自发的持续性单形性室速的出现和维持需要两个条件：第一是具备使持续出现的单形性室速存在的基础；第二是需要有始动持续性单形性室速的事件。冠状动脉阻塞后6小时，有25%的实验动物可以由心室起搏引发持续性单形性室速，在24小时有55%～88%的实验动物可被诱发出持续性单形性室速，而快频率室速只能由超过330次/分的快速起搏所诱发。尽管其电生理学基础尚不十分清楚，但却可能与自律性异常或延迟后除极的触发激动关系不大，更多地与局部心肌折返有关。应用β-阻滞剂和采用左星形神经节切除术可以降低冠状动脉闭塞后6～24小时的快频率室速的最大频率和猝死发生率。Scherlag等对184只冠状动脉左前降支阻塞6～24小时的心肌梗死犬模型自发和起搏诱发的持续性单形性室速历时3年的研究表明，自发持续性单形性室速转成心室颤动者46例（25%），心室起搏诱发的持续性单形性室速转成心室颤动者60例（43%），总的发生率与其他学者的研究报告相似。
在犬冠状动脉结扎后24小时自发性室性异位搏动的机制可能是一种机制，可能包括自律性异常、折返激动和触发激动。最常见的自发心律失常为不规律的室性异位心律，为多形性，单个期前收缩不能加速心室异位节律。发生室性异位激动的部位常位于左前降支支配的范围内，由心电记录可知发生室性异位激动时置于左前降支附近的电极最先激动，与窦性心律时的激动顺序明显不同。
3．正常自律性升高和异常自律性
正常犬心室的特化纤维具有自发电活动，左室蒲肯野纤维可表现缓慢自发舒张期除极化，其自动频率为1～10次/分。Harris曾经提示，交感肾上腺素能兴奋、组胺释放、坏死损伤心肌蛋白或多肽的释放引起损伤心肌内的可兴奋细胞存在自律性和应激性增强，这些改变与异位灶的出现有关。整体和离体心肌组织的一系列实验研究确认，正常犬蒲肯野纤维的自律性升高与心肌梗死犬心内膜下蒲肯野纤维异常自律性的基本电生理学特征的重要区别。正常自律性可明显被快速起搏所抑制，氯化铯不能改变心肌梗死后自发心室节律的形成。现今并没有可靠证据说明犬冠状动脉结扎以后蒲肯野纤维或心室肌存在明显的正常自律机制的升高。
将心肌梗死组织中尚存活的心内膜下心肌组织分离并灌流于正常台氏液中时，缺血损伤的蒲肯野纤维可以发生自发性除极和传导性搏动。犬冠状动脉结扎后24小时对损伤和缺血的左室蒲肯野纤维的研究观察发现，除极纤维的最大舒张电位减小（-50～-70mV），幅度也变小（40～120mV），4位相除极加强，以及离体组织标本连续脉冲（频率40～90次/分）的形成。还有一些研究观察了缺血损伤心肌4位相自律性改变的离子流，发现梗死心肌的尚存活的心室肌和蒲肯野纤维实验标本在24小时的电生理特性和延长灌流的纤维电生理学特性的正常化，使电压钳制状态下确定膜电流并不那么容易。仅有的新近研究提出了利用离子特异性微电极细胞内记录技术对组织基本电生理改变的观察结果，提示冠状动脉结扎24小时，缺血性损伤狗的蒲氏纤维细胞内钾离子浓度（以活性确定）呈中度至重度降低，随着再灌注时间的延长（3～6小时），缺血性损伤的组织细胞膜电位回复至正常水平（-94±4）mV。细胞内钠离子浓度的变化也用相似的方法做了研究，提示冠状动脉闭塞后24小时，内向钠离子活性升高，而在正常台氏液超灌注后3～6小时明显回复。心肌梗死后，心内膜下心肌蒲肯野纤维的缺血损伤所表现出的自发性冲动，形成有许多常见于含钡剂台氏液灌注正常蒲肯野纤维所诱发的自律性的一般特性。狗心脏冠状动脉闭塞后24小时和存活心内膜下心肌组织标本表现的自发节律为：①β-受体激动剂和交感神经刺激可以明显提高其自律性；②β-受体阻断药和交感神经阻滞剂可以轻度降低或不完全抑制其自律性和频率；③存活的缺血性损伤心肌组织的α-受体刺激（去氧肾上腺素）或抑制（酚妥拉明）并不能明显改变自发节律的形成及其频率。
4．延迟后除极和触发节律
以正常给氧的台氏液超灌流的长时间作用过后，存在心肌梗死病变基础的除极化心内膜下蒲肯野纤维（-50～-70mV）缓慢地回复到膜电位水平，尽管不存在自发节律和静息膜电位的恢复，但心内膜下心肌组织表现出明显的电生理学异常，最明显的是形成延迟后除极和触发性室性节律。50～120次/分的室性节律可以由周期短于1000ms的心室起搏或单个室性期前收缩引发。重复性心室节律的起始与利用短联律单个心室期前收缩，或用增加起搏时间而使刺激周长缩短始动的延迟后除极幅度的增加有关。快速起搏和（或）期前收缩刺激也能够终止室性持续性节律，而且其终止以延迟后除极不再能达到阈电压为特征。心室延迟后除极幅度的增加和引发持续性室性心律的能力在缺血性损伤的心内膜心肌可以因肾上腺素（6～10M）的作用而易于实现，也可因提高细胞外钙离子浓度（2.7～8.1mm）而容易出现。钙离子通道阻滞剂维拉帕米（6～10M）、硝苯地平（200μg/L）和硫氮䓬酮（1mg/L）可以使由于增加细胞外钙离子浓度而增加的后电位幅度减少，并且可以防止引发由快速起搏导致的持续性心室节律。
触发心室节律和异常自律性而致的自发心律失常在狗冠状动脉闭塞后可持续24小时。对于折返激动、自律性异常和触发激动的鉴别，可以参考有关电生理参数的特性。
5．犬冠状动脉闭塞后24小时的室性节律
犬冠状动脉结扎后24小时可以由心室起搏诱发快速的持续性室性心动过速。经心电图证实的穿壁性心肌梗死实验动物，在冠状动脉闭塞后24小时，经心室起搏诱发持续性单形性室性心运过速的概率为60%～90%。由心室起搏引发的室性心动过速能够依据频率、QBS波形态、起源部位、起始和终止的形式清楚地与自发心室节律相区别，由起搏诱发的持续性单形性室速具有重复诱发的特点。持续的舒张中，电活动仅表现于缺血性损伤的心包脏层心肌，而不表现在正常心肌组织中。这种舒张中期电活动随着室速的终止而消失。在冠状动脉闭塞24小时，以心室起搏诱发的持续性单形性室速的频率是很快的，可导致明显的低血压，如果不能被快速起搏刺激或电休克终止则常易坠入心室颤动。在犬冠状动脉结扎后24小时观察到，起搏诱发的持续性单形性室速的频率和形态与6～24小时发生猝死动物的自发性室速相同。由心室刺激诱发的持续性单形性室速的机制，已被确信与局部折返有关，其折返部位是位于梗死心肌中尚存活的心包脏层层心肌。心外层下心肌的折返可以采用连续舒张期电活动的记录和多电极标测技术确定，折返环路的标测、快速的心室率、心律失常的诱发和终止形式，都提示在狗冠状动脉结扎后24小时诱发的室速机制为局部心肌的折返。(https://www.daowen.com)
心肌梗死后24小时的尚存活心内膜下心肌组织的电生理改变的早期实验研究，发现了由程序期前电刺激的方法引发的重复搏动的形式。实验观察发现，由程序期前激动引发的室速频率与异常自律性或延迟后除极引起的室速相比，室速的频率较快。由单个期前程序刺激引发的重复性节律的电生理基础是局部心肌折返。这个假设由下列几点得到支持：①可以延缓传导却不能引起局部传导阻滞的抗心律失常药可以加重心律失常的发生；②重复节律只伴随着期前刺激才观察到，而且激动的发生可以延迟到局部不应期；③增加局部组织不应期，并且延迟传导的抗心律失常药，可以防止重复心室搏动的出现；④重复性心室搏动可以出现先延迟后除极和（或）自发节律。在心肌梗死后尚存的心内膜下，蒲肯野纤维由单个程序期前刺激诱发的重复性节律于冠状动脉闭塞后24小时的活体心脏可以出现，也可以不出现。缺血性损伤的心内膜下，折返机制可以解释犬心脏冠状动脉闭塞以后24小时的短联律室性异位激动和连续三个室性节律，但并没有支持这一假说的直接证据。
Scherlag等人发现，依据Harris两步方法结扎犬冠状动脉左前降以后建立的心肌梗死犬模型在冠状动脉结扎以后24小时可以由程序电刺激诱发持续性室速，较自发性室性心动过速的频率（154±26）次/分较快，其频率多为320次/分以上，并且表现出心肌动作电位舒张束自动除极的加快。他们认为，在犬冠状动脉结后24小时的室速由于可以被程序期前刺激诱发和终止，并且见到明显的室速拖带现象，因此室速的机制是折返激动。Miehelson等人的研究认为，在狗冠状动脉结扎以后12～72小时发生的致死性心律失常与折返机制有关。但是，David等人则认为，不能只简单地把冠状动脉结扎以后24～72小时发生的心律失常仅与触发激动和折返激动有关，尽管确实存在折返机制，但异常自律性机制也可能是这一时期发生室性心律失常的重要机制之一。
（三）犬冠状动脉闭塞后3～5天的折返性心律失常
折返激动是与心肌缺血和梗死有关的室性心律失常的重要机制。早在1977年，Elsherif和他的同事们就对存活犬的心肌梗死初始阶段和梗死后3～7天的室性心律失常做了观察，在犬梗死后的折返性室性心律失常可以自发出现，但是更多的则是由程序电刺激诱发的室性心律失常。关于折返性室速的解剖和电生理学基础的研究随后有了一系列的研究报告，这些研究提示，折返激动是围绕功能性的传导阻滞带发生的，这个功能性的传导阻滞带系由于缺血诱发的部分不应期长度不均一性造成。折返性室速具有“8”字形的折返激动形式，其顺钟向或逆钟向的两个波前（wavefront）围绕两个分离的功能性阻滞带，两个循环运行的波前在共同传导道合并成一个共同波前，并在两个功能性阻滞带之间缓慢传导。利用冷刺激可以成功地使折返性激动在共同波前运行的区域终止。
1．在心肌梗死后3～5天折返性激动的解剖与电生理基础
犬冠状动脉左前降支结扎以后，心内膜下心肌的血流较外膜下心肌减少更为明显，心肌梗死组织血流阻力的变化使血流在心包脏层层发生血流的重新分布，伴随着侧支循环血管的扩张，血流更多地分布到尚存活的心包脏层心肌组织。尽管梗死区的形状在不同的实验研究有所不同，但病理学研究显示坏死心肌组织中心区外的存活心包脏层组织层的变化结果是一致的，这部分心包脏层层变厚，可以由几个细胞层变成几毫米厚度，直至达200个细胞层。存活的心包脏层层一般是楔形的，与梗死中央部分相比其边界更深。尽管以外膜层在显微镜下看来似乎是存活组织，但较正常的心脏的血流是减少的。从存活的缺血心包脏层细胞内记录来看，细胞内有不同程度的去极化，动作电位幅度降低和动作电位0位相上升速率下降。心肌反应性的恢复通常较动作电位时间长，这是存在复极后不应期的反应。缓慢传导、文氏现象、2∶1或高度传导阻滞很容易经快速起搏或期前刺激诱发出来。标测研究发现，功能性传导阻滞区域和缓慢传导的波前是发生在心肌梗死区存活组织的电生理特性异常的心包脏层。有些学者认为，心肌梗死后折返环路所在的深度是心包脏层下1～3m处的梗死边缘内15mm左右的位置，起搏刺激电极在该部位易于诱发室速。
由缺血诱发的心肌细胞的不正常跨膜动作电位并没有一个合理的完整解释。一些研究结果提示，缺血性心肌细胞的跨膜电位可以是由受抑制的快钠通道发生的，快钠通道的心肌细胞缺血时受到抑制。这种现象可以用静息膜电位的部分除极可以受到抑制加以解释。钠钾泵（Na＋-K＋泵）在存活的缺血心肌细胞受到抑制，导致细胞内Na＋负荷增加，这可以减小内向Na＋电流的电化学驱动力。缺血性心肌细胞的细胞膜特性异常，可能不只是存活的缺血性心包脏层细胞层发生缓慢传导和阻滞的原因，缺血后细胞外阻力的增加和电不匹配也可能是重要原因之一。缺血诱发的细胞内Ca2＋的增加和pH降低，可以增加闰盘连接通道的阻力。
心包脏层心肌细胞是紧密的、相互平行地排列在一起的，与左前降支冠状动脉的走行成直角，沿心肌细胞长轴方向上的传导比横向上的传导更快。横向传导速度较纵向传导较慢，可能系由于轴向阻抗较高，而实际上心肌纤维侧面的闰盘较少可能也是一种解释。正常各向异性的传导特性，可能会因心包脏层心肌缺血而发生改变，提示缺血心包脏层层发生期前收缩刺激时的传导阻滞位置可以由其传导的各向异性的特征决定，那就是沿着心包脏层心肌纤维长轴的期前收缩刺激发生阻滞。缺血心包脏层层心肌期前刺激的功能性阻滞是由于不应期突然出现的分离性改变所致。部分不均一性的不应期分布既可在心肌纤维的长轴上，也可以在横轴上。
2．自发和期前刺激诱发的折返激动及其心包脏层激动形式
犬心肌梗死以后1～5天可以由单个或多个期前刺激引发折返激动，在基础起搏时，通常心肌梗死心包脏层表面的等时标测说明其激动传导相对较快，但少数情况下也可见到缓慢传导区或传导阻滞区。引入期前刺激时可以引起单向阻滞。这种阻滞是功能性的，在无基础起搏刺激时并不存在。这种单向阻滞的存在是程序期前刺激诱发折返性心律失常的重要基础。如果利用单个期前收缩刺激不能诱发折返性心律失常，则可加入第2个期前刺激，以两个期前收缩刺激再行诱发。第2个期前收缩通常可以使传导阻滞带加长和围绕传导阻滞区的传导更加明显，这就使单向阻滞区易于再次激动而发生折返，其折返仍然是以顺时针或逆时针方向呈“8”字样运动。缺血性心肌的传导延迟和阻滞以心动过速依赖性为特征，即心动过速依赖的功能性传导延迟和阻滞。在犬心肌梗死后1～5天，折返性激动常在期前刺激后发生，而期前刺激干扰了规律的心脏节律。所谓规律的心脏节律是窦性心律，也可能是起搏心房律或起搏心室律。要使折返激动在规律的心脏节律基础上发生，则要求临界频率相对较窄，即这个心率使潜在存在的折返通道表现文氏型的传导阻滞。在文氏型传导周期，功能性传导阻滞区逐渐延长，传导阻滞区的延迟程度也越来越重，直至激动的波前被阻滞或有效地推迟，使心肌组织近端的某一部分恢复了可兴奋性，并可被延迟的激动波前再次兴奋。文氏样传导顺序有可能是始动重复性折返激动的机制。
3．折返激动的始动与不应期长度不均一性的作用
Mines提出的维持环形激动的条件是：①激动波可以通过环路返回起始点（环形通路存在）；②单向阻滞区；③某一点的激动波可以切入环路中。一些研究结果表明，“8”字样的折返激动可以在冷凝装置或冷冻电极置于最早激动带的共同折返路径时被打断，但在最早激动部位的刺激却通常不能干扰折返。在这个部位，共同通路的折返波前通常是狭窄的，并且被功能性的传导阻滞区环绕两侧。
现已发现，缺血性心包脏层存活心肌的不应期以部分不均一的方式延长，不应期延长的形式像一个向心的环，由正常带指向缺血带的中心。由期前刺激引发的功能性传导阻滞区尚存在着不应期的梯度差，不应期的长度和阻滞区的长度定位依赖于期前刺激的提早程度（即S1S2间期）。当单个期前收缩不能诱发折返时，可以适当调整诱发部位，或引入第2个期前收缩刺激。第2个期前收缩刺激可以进一步缩短不应期，并且随着S1S2或S2S3间期的缩短，可以引起缺血性心肌的不应期和传导速度的不均一性改变，而成为诱发室性折返性心律失常的有利条件。
4．程序电刺激诱发的室性心动过速的拖带、终止、加速和诱发特点
在“8”字形的折返环路中，传导阻滞的两个带和缓慢传导的共同折返区，是随着激动波前功能性确定的和周期依赖性的，在折返性心动过速中存在某一特定的部位，循环激动的波前紧随先前激动的不应期的尾端，折返环路的传导时间由缓慢的共同折返波前的最长不应期决定。以一个较短于心动过速周长的刺激波前就有可能侵入到折返性心动过速的诱发基础，也是电刺激终止折返性心动过速的前提。要想使折返性心动过速由程序电刺激终止，刺激波前必须能够进入这一激动窗口，并引起折返环中本已脱离不应期的部分处于功能性的传导阻滞状态，而使激动波前遇到由刺激波前引起的功能性传导阻滞区时被终止，这样即可以折返性心动过速发作终止。有3个因素决定刺激波前能否侵入折返环路而导致传导阻滞：①刺激周长；②刺激的个数；③刺激的部位。利用电刺激终止折返激动的最佳情况是给予一个临界的配对期前收缩，使其侵入到折返波前的缓慢共同通道而使之引发阻滞，如果单个期前收缩不能终止折返激动，则可以加用多个期前收缩刺激。如果用串刺激则可直接增加串刺激的个数或频率，但一旦打断折返激动要立即停止串刺激，否则串刺激可以再次引发同样的折返激动，甚至有时使心动过速加速，或导致心室颤动。相比之下，多个期前收缩刺激或串刺激导致折返性心动过速加速或发生心室颤动的机会明显比单个期前收缩刺激多。折返激动的心动过速的程序刺激终止效果的研究表明，刺激部位有重要意义，刺激部位越靠近折返环路则终止机会越高，强调了精确定位折返环路的缓慢传导带和其中激动波前方向的重要性。拖带现象是折返激动的重要特征之一。
一般来说，能由相同条件的程序电刺激诱发和终止的室速为折返性室速，但不能排除触发激动导致的室速的可能。我们以单个期前收缩刺激在心肌梗死后72小时的犬未能诱发室速，但由两个期前收缩刺激则可以诱发和终止持续性室速，但有时也可诱发心室颤动。当使用3个期前收缩刺激时，引发心室颤动的概率更高。由程序电刺的方法在心肌梗死后72小时后，犬模型既可诱发单形性持续性室速，也可以诱发出多形或扭转型室速。有学者在实验中持续小剂量静脉点滴异丙肾上腺素时，通常可以增加程度电刺激诱发室速的机会，但同时也增加了由于异位自律性增加导致的室性异位激动的发生率和自发性心律失常的发生率。我们在实验中还发现，以程序电刺激起搏心室并导致心室重复反应后，有些时候心室重复反应终止后，可以出现室性自搏律，然后恢复窦性心律，有时虽然电刺激未能诱发室速或心室重复反应，但也出现短暂的室性自搏心律后才恢复窦性心律，究其原因尚不能肯定。这时在静点异丙肾上腺素则容易出现。
（四）心肌梗死晚期发生的心律失常
心肌缺血和心律失常密切相关，心肌缺血和梗死患者发生室性心律失常是常见的，这些心律失常可能是由于心肌缺血和梗死区域的心肌细胞不正常的电生理特性引起的，只有更好地理解发生于缺血和梗死心肌的室性心律失常机制，才能对缺血性心律失常的治疗有合理的方案。早在20世纪70年代，大量有关急性和亚心肌梗死犬模型的实验研究使人们对心肌梗死后发生的心律失常和电生理特性有了深入的了解。这对处于恢复或晚期的心肌梗死后心律失常和电生理特性，以及其与其他因素的相互作用、代谢改变、残存心肌短暂缺血发作关系的研究具有重要价值。
Fridman等于20世纪70年代中期研究了利用由Harris提出的两期结扎冠状动脉法对犬冠状动脉左前降支结扎后24小时～7天发生的电生理学和结构异常，其研究发现，冠状动脉阻塞后3天，自发的心律失常消失，在梗死后期出未记录到蒲肯野纤维快速的重复性自发活动。Iaznuu等研究了犬冠状动脉左前降支结扎以后10天～3个月的电生理学异常，但他们在梗死区域和存活的蒲肯野纤维网记录时并没有发现心律失常和自律性增高，也没有记录到跨膜动作电位的异常。Friedman等的病理学研究显示，由冠状动脉结扎的方法可以导致犬大面积心肌坏死，在心肌坏死区域内可以有少数心肌在急性阶段存活，在恢复期以后心内膜下存活的蒲肯野纤维结构正常，这与在人体研究得到的结果不尽相同。Kimura等的资料显示了在实验室建立慢性心肌梗死模型的结果，犬冠状动脉结扎以后约2个月时，心肌梗死瘢痕的存活心内膜下心肌纤维的组织结构和特性正常，尽管自发性室性心律失常或诱发的室性心律失常并未做详细的观察研究，但在对心肌梗死后2～4个月的麻醉猫做60分钟的自发性室性心律失常的观察时，发现有4只猫（4/6，17%）发生了室性心动过速，有6只猫（10%）发生了复杂的室性期前收缩，并且在做细胞电生理学研究时发现了始终存在的细胞电生理特性的异常。
细胞电生理学观察显示，位于缺血区心室肌细胞的膜电位在缺血发生以后和冠状动脉结扎以后数分钟内发生了明显改变，静息膜电位。动作电位幅度，0位相上升速率及动作电位时程变小或缩短，在急性缺血时传导速度变慢。与之相反，当心肌梗死位于恢复期（2个月）时，由分离出的左室心肌细胞记录到的跨膜动作可以发现，梗死瘢痕中的心肌细胞动作电位时程较正常区组织明显较长。这种缺血心肌的跨膜电位改变可能与离子环境和（或）电张力的相互作用有关。
有关自律性的研究表明，在犬冠状动脉结扎后24小时内并没有发现自律性增高的迹象，在冠状动脉闭塞后数月内也没有见到自律性增高，而且在最初的几天还表现出自律性的逐渐下降。有人观察到，由梗死区蒲肯野纤维记录到的心肌动作电位的特性与非梗死区或正常心脏蒲肯野纤维的动作电位并无统计学差别，而且自发除极速率也没有差别，然而梗死区的蒲肯野纤维却表现出其自律性更明显地受快速起搏的抑制，这说明在梗死的慢性（陈旧）阶段所发生的心律失常与自律性异常关系并不密切。
Cameron和Han的研究提示，肾上腺素可以使心肌梗死后24小时的梗死区蒲肯野纤维非梗死区更大程度地升高自律性，说明心肌梗死犬24小时后儿茶酚胺在心律失常的发生中有重要作用，但在梗死后恢复期却没有见到自律性对β-肾上腺素能刺激反应加强的现象，也就是说心肌梗死24小时自律性异常与儿茶酚胺水平有明显关系。α-肾上腺素能刺激在大部分成年哺乳类动物心脏，通常是降低蒲肯野纤维的自律性。Corr等人描述，猫心肌急性缺血时α-肾上腺素能受体增加，但心律失常的发生是否与梗死区蒲肯野纤维α-肾上腺素能反应加强有关尚不能肯定。
触发激动是由早期或延迟后除极引起的，由于早期后除极引发的触发激动可以由高浓度的儿茶酚胺、某些抗心律失常药物（如N-乙酰普鲁卡因胺、奎尼丁等），或铯的化合物引起，延迟后除极引起的触发激动可以在洋地黄中毒的蒲肯野纤维、高浓度儿茶酚胺作用下的猿二尖瓣和犬冠状窦纤维发现。由延迟后除极引发的触发激动也可以在心肌梗死24小时见到，在心肌梗死慢性阶段的哺乳类动物模型也有发现，但更多见的是犬心肌梗死后48～96小时细胞膜超极化增加。在心肌梗死恢复期的实验对象中，有34%可以记录到延迟后除极和触发激动。强心苷增加心肌细胞内Ca2＋浓度，抑制钠-钾泵，并且由于对钠-钾泵的抑制作用而使得Na＋-Ca2＋交换中，但尚不知道出现延迟后除极的梗死区蒲肯野纤维细胞内是否有Ca2＋或Na＋浓度升高。已发现心肌缺血可以引发早期后除极的触发激动。
前面已经描述了不应期和传导异常的分离和不均一性使缺血性心肌发生折返性心律失常。在急性缺血的早期，不应期随着动作电位的变短而缩短，而在正常区和缺血区之间出现不应期的不均一性；倘若缺血时间进行性延长时，不应期可以超越动作电位时程，即所谓复极后不应期，导致不应期的不均一性更加明显。在心肌梗死恢复期，不应期的变化是多种多样的，其变化依赖于心肌某一区域持续存在的电生理异常的程度。在心肌梗死区域和其周围的兴奋性、传导性受损的正常区域之间的临界带可能是发生单向阻滞的位置，尽管折返可能并不能在每个实验对象中都诱发出来，但这个临界带可能是发生折返的基础。El-sherif等人在犬冠状动脉结扎后3～7天的心肌梗死模型对室性快速性心律失常做了研究，他们在研究中从存活的心包脏层心肌细胞经常可以记录到多个连续电活动，这些电活动与室性期前收缩和室速有关，并提示其机制为折返，进一步证实了通过心包脏层等时标测证实的室速的折返机制。Gessman和El-sherif等还研究了梗死区心包脏层区域冷冻可以阻滞折返环路的传导终止，防止心动过速发作的现象。在犬心肌梗死慢性阶段，室速可以经程序电刺激诱发和终止，心包脏层标测技术研究的结果也提示，犬梗死后几周内发生室速的重要机制为折返激动。
（五）再灌注引起的心律失常
由再灌注引起的再灌注损伤和心律失常是许多冠状动脉闭塞的动物模型的重要特征。为此，对Corr或Witkowsky做了较多研究。幸运的是，再灌注治疗临床上的心肌梗死患者已有近10年的经验，已经证明再灌注性心律失常是经常发生的，并且再灌注的成功，通常以再灌注性心律失常开端。在患者最特征的再灌注性心律失常是加速性室性自主心律，心率范围是70～110次/分。相反，在犬再灌注常导致心室颤动，在猫常导致VT。这些种属差异还没有合理的解释，很有可能，具有较高心肌黄嘌呤氧化酶的种系容易发生由自由基中介的再灌注性损伤。这种对心肌细胞膜的损伤促使严重心律失常的发生。大鼠具有较高的心肌黄嘌呤氧化酶水平，再灌注可引起严重心律失常，大鼠发生的再灌注性心律失常可以由黄嘌呤氧化酶抑制剂（别嘌呤醇）预防。人类的心肌具有很少量的黄嘌呤氧化酶。心肌黄嘌呤氧化酶水平低，不能作为人类再灌注性心律失常相对是较良性的自然过程的唯一解释，因此在具有较高心肌黄嘌呤氧化酶种系，再灌注性心律失常的发病机制中，自由基的作用仍然有争论。
有人对再灌注性心律失常的机制做了研究，他们在猫模型的标测研究显示75%的非持续性的VT是由于非折返机制。他们认为，这些非折返性心律失常的一个重要原因是由α-肾上腺素能介导的细胞Ca2＋积聚引起的触发性激动。我们利用离体单细胞动作电位和载体单相动作电位记录技术对再灌注心律失常的机制进行了研究，结果提示后除极在再灌注性心律失常的发生中起一定作用。理解再灌注心律失常的机制与一些严重高危患者组猝死的预防有关。临床上发生心肌梗死的患者可能会有自发性溶栓，导致心肌再灌注。院外心脏性猝死的一个可能的原因就是发生再灌注性心律失常。再灌注性心律失常在冠状动脉痉挛的患者是有临床意义的。动态监护资料显示，不稳定心绞痛的患者可以发生严重心律失常，甚至发生心室颤动，而这些心律失常是发生在抬高的ST段（变异心绞痛）恢复后（再灌注）。在这组患者，当心肌缺血发作，特别是缺血持续时间较长时，再灌注心律失常一般较严重。
临床研究和观察，再灌注的心肌梗死患者在再灌注时，室性期前收缩的发生率非常高，有的报告甚至达100%。再灌注心律失常的VT发生率也较高，但各报告不尽相同，最高可达95%以上。但大多数文献都认为再灌注并未增加心室颤动的发生率，也就是说在心肌梗死患者再灌注性心律失常中，心室颤动发生率与未再灌注者并无明显差异。再灌注成功的患者中发生加速性室性自主心律的概率为75%～90%，较未再通者（35%～50%）高。