一、發病原因
1.冠狀動脈粥樣硬化（30%）
是心肌缺血的常見病因，動脈粥樣硬化為動脈壁的細胞，細胞外基質，血液成分，局部血流動力學，環境及遺傳諸因素間一系列復雜作用的結果，流行病學研究表明冠狀動脈粥樣硬化的發病受多種因素共同作用的影響，其中血壓升高，高血糖，高膽固醇血癥，纖維蛋白原升高以及吸煙等都是導致動脈粥樣硬化的主要危險因素，高熱量飲食，肥胖或超重，缺乏體力活動，A型性格以及冠心病的家族史也是易患冠心病的危險因素。
ICM病人，尤其是充血型缺血性心肌病，往往有多支冠狀動脈發生顯著性粥樣硬化性狹窄，有報道在該病病人中3支血管病變以上者占72%，2支血管病變者占27%，單支血管病變者極少見，Atkinson在35例缺血性心肌病尸檢結果中發現，平均每例有2支以上冠狀動脈狹窄超過75%，其中26例有心肌梗死的證據，9例無心肌梗死的病理表現，而Edward對14例缺血性心肌病患者尸檢時發現100%患者均有心肌梗死，正是由于多支冠狀動脈嚴重狹窄引起較大范圍心肌發生長期灌注不足，缺血心肌變性，壞死，心肌纖維化，心室壁被大片瘢痕組織代替，心室肥厚，擴大，心肌收縮力減退和心室順應性下降，導致心功能不全。
2.血栓形成（20%）
近年來的研究肯定了冠狀動脈急性血栓堵塞是導致急性冠脈綜合征的主要原因，在動脈粥樣硬化斑塊的基礎上，血栓急性形成，血栓局部的斑塊約3/4有破潰及(或)出血，北京阜外醫院31例急性心肌梗死病人尸檢結果，發現冠狀動脈并發新鮮血栓者有21例，尸檢證明所有血栓均堵塞在冠狀動脈大分支近端，貫通性梗死累積范圍更廣，左心衰竭或心源性休克并發癥多見，部分患者血栓可溶解再通，也有少數患者發生血栓機化，造成血管腔持續性的狹窄或閉塞，在急性期恢復后的幸存者中，大多數患者會遺留廣泛室壁運動減弱或消失，心室腔明顯擴大。
3.血管炎（10%）
多種風濕性疾病可以累積冠狀動脈發生冠狀動脈炎，經反復炎性活動，修復，機化可引起冠狀動脈管腔狹窄，導致心肌缺血，如系統性紅斑狼瘡，類風濕性關節炎，結節性多動脈炎，病毒性冠狀動脈炎等，結節性多動脈炎也稱為結節性動脈周圍炎，是主要累積中，小動脈的一種壞死性血管炎，病變可呈節段性，好發于動脈分叉處，向下延伸致小動脈，易形成小動脈瘤，大約60%的結節性多動脈炎的患者可發生冠狀動脈炎，引起心肌缺血，可誘發心絞痛或心肌梗死，甚至引起缺血性心肌病。
4.其他（10%）
能引起慢性心肌缺血的因素還有冠狀動脈微血管病變(X綜合征)以及冠狀動脈結構異常，比如心肌橋，人的冠狀動脈主干及其大的分支，主要行走在心包臟層下脂肪組織內或心包臟層的深面，有時它們被淺層心肌所掩蓋，在心肌內行走一段距離后，又淺出到心肌表面，這段被心肌掩蓋的動脈段叫壁冠狀動脈，而掩蓋冠狀動脈的這部分心肌叫心肌橋，當心肌橋收縮時壓迫其包圍的冠狀動脈，可以導致冠狀動脈嚴重狹窄，影響局部心肌供血，造成心肌缺血。
另外，冠狀動脈在體液和神經因素作用下，血管平滑肌反應性異常增強，會出現血管痙攣，尤其是在有動脈粥樣硬化時，病變廣泛的血管常常表現為舒張反應遲緩，可造成血管舒縮功能失調，導致心肌缺血加重，研究發現有很多因素參與了血管平滑肌痙攣收縮的調節，例如腎上腺素α受體激動，局部血小板聚集和釋放血栓素A2(TXA2)以及高膽固醇血癥或局部粥樣硬化病變均可使血管反應性異常，麥角新堿是誘發痙攣最有效的藥物，而硝酸甘油，鈣拮抗藥能有效地緩解這一痙攣。
二、發病機制
1.心肌供氧需氧平衡失調
心肌供氧和需氧之間不平衡而導致心肌細胞減少，壞死，凋亡，心肌纖維化，心肌瘢痕和心力衰竭，痙攣和毛細血管網的病變引起心肌細胞的減少和壞死可以是心肌梗死的直接后果也可因慢性累積性心肌缺血而造成，因此，心室壁上既可以有塊狀的成片壞死區，也可以有非連續性多發的灶性的心肌損害存在。
心肌不停地收縮和舒張活動，心肌需氧量即使在安靜狀態下，心肌也要從冠狀動脈循環中最大限度地攝取75%可利用的氧，而且心肌不能像骨骼肌那樣可以進行較長時間的無氧運動，心肌必須有氧呼吸，決定心肌耗氧量的多少取決于以下6個因素：收縮期室壁張力，張力持續時間，心肌收縮力以及基礎代謝，電激動和心肌纖維縮短，前三者是決定心肌耗氧量多少的決定因素，后三者為次要因素，當左心室收縮壓，容量和室壁厚度增加，或心率增快，心肌收縮力加強時，心肌耗氧量便增加，臨床上常用收縮壓與心率的“雙乘積”作為心肌耗氧量指數，當心肌需氧量增加時，只能靠增加冠狀動脈血流量來增加氧的攝取量，冠狀動脈血流量與灌注壓階差即近端冠狀動脈與右心房之間壓力差成正比，和冠狀動脈阻力成反比，冠狀動脈可分為兩段，位于心包臟層表面上的一段，血管管腔較粗大，主要起傳輸血流作用，僅產生較小的阻力，稱為“傳輸血管”，這部分血管進入心肌后逐漸分支成為較細小的血管直至毛細血管前血管，這部分的血管管徑的變化對整個冠脈循環的阻力起著決定性作用，稱為“阻力血管”，由于左心室收縮時心肌內的阻力血管受擠壓，收縮期流向左心室心肌的血流量僅為舒張期的7%～45%，所以當舒張期縮短時，冠脈血流量減少，當冠狀動脈血管壁上分布的α受體激動時引起包括主力血管和傳輸血管在內的冠狀動脈收縮，使血流阻力增加，而興奮β受體可因起冠脈舒張，使冠脈血流量增加。
2.心肌細胞能量代謝障礙
心肌能量代謝主要來源于葡萄糖和脂肪酸氧化代謝生成的高能磷酸化合物(三磷腺苷和磷酸肌酸輔助系統)，心肌活動所需的能量幾乎都是由高能磷酸化合物在線粒體中經氧化代謝產生，由于心肌不能合成乳酸，糖酵解產生的三磷腺苷不是心肌產能主要途徑，但是當心肌缺血缺氧時，糖酵解就成為心肌細胞獲取能量的主要來源，這樣雖然能使缺血心肌損傷不致迅速惡化但是局部區域的心肌內乳酸合成增加，乳酸堆積，如果心肌持續缺血缺氧，將導致心肌不可逆性的損傷，如果心肌供血突然停止，心肌組織內三磷腺苷及磷酸肌酸水平迅速降低，心肌細胞內出現酸中毒，收縮蛋白對鈣離子的敏感性降低以及磷酸鹽和脂質的堆積，使得心肌舒張和收縮功能障礙立即發生。
3.缺血對心功能的影響
缺血對心室功能的損害可以是急性的，可逆的，也可以是慢性的，或在慢性基礎上的急性發作，急性心室功能損害通常由暫時性心肌缺血引起，慢性心室功能損害則常由冠狀動脈硬化性狹窄造成的散在性或彌漫性心肌纖維化引起。
在將近40年的時間里，人們一直相信在嚴重的心肌缺血后，要么發生不可逆的心肌損害，要么迅速恢復，然而，自20世紀80年代以來，已經明確，在嚴重但比較短暫(一般不超過20min)的心肌缺血后，心肌不會發生永久性損害，收縮期功能經一段時間后可以恢復到正常水平，恢復時間的長短，主要依缺血時間的長短和嚴重程度而定，可以持續數分鐘，數小時或數日，然后完全恢復，這種缺血后的心功能失常，叫做“心肌頓抑”，頓抑心肌具有生化改變和形態學異常，當血流阻塞時，心肌中缺血區的ATP濃度迅速減低，若缺血15min后恢復灌注，ATP濃度于幾天后逐漸增加，一周后達到正常水平。
頓抑心肌與壞死的心肌不同，它能存活，也具有心肌收縮能力儲備，當心肌灌注呈慢性減少時，心肌即可維持組織生存，但又處于一種持續的左室功能低下狀態，為了減低心肌耗氧量，心肌通過減低代謝，減少做工來適應冠脈血流的減少，從而達到心肌供氧，需氧間新的平衡，在這種狀態下的心肌被稱為“冬眠心肌”，這種少供血就少工作的狀態是心肌細胞自身的一種自我保護機制，冬眠心肌持續的時間更久，可達數周，數月甚至數年，與頓抑心肌相似，冬眠心肌同樣具有收縮能力儲備，在慢性缺血糾正后，心功能可以恢復正常。
頓抑心肌也可以發生在由冠狀動脈痙攣引起的心肌缺血之后，并可限于心內膜下心肌，心肌冬眠與心肌頓抑一樣常見，特別是那些有冠狀動脈器質性狹窄并引起長期慢性供血不足的患者居多，但是，缺血如果持續下去并變得嚴重，頓抑心肌和冬眠心肌就會發展成壞死心肌，而且，積累性心肌缺血也可導致心肌壞死，壞死的心肌最終成為無收縮功能的瘢痕組織，它對整個心室功能的影響取決于其大小，形態和部位等，正常情況下，心肌的僵硬度在收縮期比舒張期大10倍以上，可以抵抗擴張，而急性缺血的心室壁在缺血期間可以出現室壁運動障礙如矛盾運動等，表明僵硬度下降，如該部位發生心肌壞死和瘢痕形成，僵硬度也隨之發生改變，一般說來，心肌梗死后3～5天，梗死區已開始變的相當僵硬，瘢痕組織形成后將會更加僵硬，這一改變一方面有利于防止收縮時的矛盾擴張和減輕由病變區的不協調運動造成的不良后果;但另一方面，對心室的舒張期卻產生了不利的影響。
心室的舒張期順應性與擴張性的含義，在性質上相似，可用△V/△P表示，即單位或瞬間壓力變化時所伴發的容量變化，反之，可以用△P/△V來表示僵硬度，而且這種壓力-容積關系為一曲線，所謂“心室僵硬度或順應性的改變”，即是指這一曲線的平行移動或斜率改變所表示的壓力-容量關系的異常，心肌僵硬度的增加，意味著在任何既定的舒張期容量下，所伴發的舒張期壓力的增加超過了正常。
正常心室的舒張期容量改變，幾乎不引起壓力的改變，即壓力-容量關系曲線是呈相對扁平狀，使心室充盈和每搏量在很大范圍內有所不同，而心室舒張末壓和肺動脈楔壓卻維持在低水平不變，而在冠心病及有過心肌梗死的患者中，左室舒張期壓力-容量關系曲線多向左上方位移，心室僵硬度增加，這表明冠心病心肌缺血或心肌梗死引起的心肌廣泛纖維化或瘢痕形成，可以改變心肌的被動機械特性和幾何形狀，導致壓力-容量關系發生改變。
如心肌梗死范圍較大，發生了顯著的心室擴張，則可以對心室僵硬度發生相反的影響，即壓力-容量關系曲線向右下位移，否則，心室容量的增加會使充盈壓升高并導致肺水腫，當然，即使有心室擴張，若舒張期容量非常之大，仍然可以發生肺水腫。
舒張期壓力-容量關系也可以發生急性改變，這可以用急性缺血對僵硬度的影響來證明，如在用快速心臟起搏器引起的心肌急性缺血期間，舒張期壓力-容量關系曲線移向左側;當缺血終止并逐漸恢復正常時，曲線也移回至正常位置，此外，與心肌缺血后收縮期的功能恢復一樣，舒張期功能的恢復也受時間的影響，暫時的心肌缺血后，這種心肌僵硬度的增加要在持續數日之后方能恢復正常，所以，頓抑心肌和冬眠心肌也都會同樣影響心室的舒張功能，只不過與壞死心肌和已發生纖維化或瘢痕的心肌組織不同，它們會在心肌缺血糾正后，逐漸恢復正常。
由于心肌缺血，部分心肌細胞壞死，喪失收縮能力減退，使心排血量和每心搏量減少，心室的舒張末期容量增加，其結果是使收縮期心室收縮時的心室容量也增大，室壁壓力增加，按照Laplace定律，室壁張力與心室內壓力和心室半徑成正比，與室壁厚度成反比，心室最初的擴張使心室半徑和室壁張力增加，但是，在壞死的心肌的愈合過程中，非壞死區心室肌可發生進行性肥大代償心功能的減低，此時心肌細胞肥大使心肌厚度增加，可使室壁張力又恢復正常，在左室發生較大的心肌壞死后，右室會發生心肌肥大，但右室心肌肥大的程度，比發生心肌壞死的左室輕，如果肥大的心肌有足夠的血液供應，雖然相當部分的心肌已經喪失了功能，但心臟仍可處于比較穩定的代償狀態，如果冠狀動脈病變呈彌漫性，由于慢性缺血的持續存在以及間接或發生的急性缺血的影響，心肌難以維持良好的代償，使受損或發生壞死的心肌細胞數量逐漸增多，此時肥大的心肌組織也缺少按比例生長的毛細血管網，使心肌缺血進一步加重，缺血的心肌還容易引起灶性損傷和纖維化，使室壁張力和僵硬度增加，也就是說，心肌細胞壞死，殘留心肌細胞的肥大，纖維化或瘢痕形成以及心肌間質膠原沉積的增加，幾乎成為缺血性心肌病的一種結構模式，并可導致室壁張力增加及室壁僵硬度異常，心臟擴大及心力衰竭等。
4.缺血對心肌電活動的影響
缺血性心肌病病變復雜多樣化，包括心肌細胞肥大的不同，與毛細血管網的分布不成比例，微循環障礙和存活心肌與壞死心肌，頓抑心肌，冬眠心肌的摻雜存在等，不僅可以導致心律失常，也可使缺血性心肌病的某些臨床表現和對治療的反應有所不同。
心肌缺血會影響心肌細胞膜對離子的通透性，導致鈉泵活性喪失，細胞內鈉水潴留，因心肌細胞內無氧糖酵解的增強，細胞內出現酸中毒，細胞外出現高鉀，缺血心肌的這種改變，影響心室的除極和復極，使心臟沖動的發放和傳導出現異常，因此，在缺血性心肌病病人中可引起各種嚴重的心律失常。
5.血管內皮功能失調
近些年來人們對血管內皮的研究發現，在冠心病患者中血管內皮產生和釋放的內源性血管舒張因子一氧化氮(NO)及前列腺素(PGI2)減少，而強有力的縮血管物質內皮素及血管緊張素Ⅱ的分泌增多，內皮素和血管緊張素Ⅱ除了血管作用以外，還具有促進心肌細胞肥大，間質纖維化和引起胎兒型收縮蛋白基因表達的作用，直接參與了心力衰竭的病理生理過程，這種內皮功能的失調，可以刺激血管的收縮，平滑肌增殖及血管壁的脂質沉著，并可能促使冠狀動脈內血栓形成，使心肌缺血，導致左室功能受損，可見內皮功能失調也是導致心肌缺血和心力衰竭的重要機制之一，晚近，TREND(Trial on Reversing Endothelial Dysfunction)已證明，血管緊張素轉換酶抑制劑可以逆轉或改善血管內皮功能失調，而且，這一血管假說，也已為4S(Scandinavian Simvastatin Survival Study)及CARE(Cholesterol and Recurrent Event)試驗所證實，并為心力衰竭的治療提供了部分理論基礎。
病理：ICM病人心臟增大，重量可達450～830g，心臟擴大，以左心室腔擴大為主，如雙心室腔均嚴重擴大，心臟外觀可呈球形，心室壁由于代償性肥厚和局部纖維化或瘢痕形成而厚薄不均，與正常人相比，ICM病人的心室壁較薄并且心室壁厚度與增大的心臟不成比例，冠狀動脈常有彌漫而嚴重的粥樣硬化，導致冠狀動脈管腔狹窄和血栓形成，常有多支冠狀動脈病變，組織學檢查常見有心肌細胞變性，壞死和纖維瘢痕形成，心室壁常見大片瘢痕組織，有近半數的病人心室內可見附壁血栓，鏡下觀察，心肌線粒體內膜破壞，嵴減少，線粒體呼吸鏈相關酶活性下降，心肌纖維可見I帶增寬，嚴重缺血時可見痙攣帶形成。
