1.冠脉微循环功能障碍或血管舒张储备功能不足
有许多因素，如老年、高血压、糖尿病及血脂紊乱等引起小冠状动脉病理改变，例如内膜增生及内皮细胞变性，引起微血管内皮细胞功能不全，从而使内皮衍生成减少，血流介导的微血管扩张能力下降，其舒张储备能力下降，故可引起心肌缺血。其证据有：
①当运动或起搏诱发胸痛时，心肌产生乳酸增多，ECG有缺血性改变，UCG示节段性室壁运动及心肌灌注异常，LVEF降低，左心室舒张末压增高，冠脉阻力降低及其血流量增多的能力减退;
②病人对血管收缩刺激产生的小冠脉收缩反应增加，而对冠脉内注射罂粟碱的扩张血管作用减弱。
2.对交感神经刺激的敏感性增高
交感神经占优势的交感迷走失平衡可引起X综合征。例如，做心导管检查时，部分X综合征病人通常对心内器械操作异常敏感，直接刺激左心房及输注生理盐水就引起典型的胸痛。
3.痛觉异常过敏
有些X综合征病人并无心肌缺血的证据，其不适可能是痛觉过敏。胸痛的感受是由动脉伸展、心率、心律的改变或心脏收缩力的改变刺激所引起的，当疼痛阈值降低即可引起所谓的过敏性心脏症状。
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