心源性猝死的重要发病机制为致命性的心律失常—心室颤动及心室停搏。
缺血性心脏病、心肌电的不稳定性是导致心室颤动的主要电生理学基础。当心肌缺血时，心肌纤维的应激性及传导性都发生许多变化。蒲金野氏细胞由于缺氧、儿茶酚胺分泌增多等原因，导致自律性增强，室性早搏及早搏性心动过速便可增多，一旦发生室性早搏并落在心室易损期，便可产生心室颤动。另一方面，心肌缺血时， 各部位的心肌纤维不应期长短不一，传导速度各异，呈现电的不均匀现象。有的部分心肌传导可明显减慢，甚至呈单向阻滞，形成室性早搏或心动过速，从而诱发心室颤动，乃至心室停搏而猝死。
或因心脏较大面积的缺血，交感神经反射性抑制，迷走神经的中央核及周围组成了对心脏的抑制系统，出现心室停搏，电—机械分离而出现心源性猝死。
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