实验研究表明，心房或心室快速起搏24h后，即可出现血流动力学改变(血压和心排出量下降)；继续起搏，心室充盈压和肺动脉压可不断增加，并在1周时达到典型的高峰平台，同时心排出量、射血分数和心室容积继续恶化，3～5周后发展为终末期心力衰竭，产生类似于人类心功能不全的血流动力学和神经激素的变化。但是，这种病变基本上是可逆的，终止快速起搏48h内，右心房压、平均动脉压和心脏指数即有显著改善，其中左室射血分数在24h内改善最明显，1～2周后基本正常，4周后完全正常。所有的血流动力学指标4周内即可明显恢复，但收缩末期和舒张末期容积直到12周才恢复正常。这种心功能不全的特点是左室收缩期室壁张力和心脏充盈压明显升高，左、右心室收缩功能及心排出量严重下降，同时还伴有血浆心钠素和儿茶酚胺显著升高以及肾素-血管紧张素-醛固酮系统的激活。然而，心功能的改善究竟是快速心律失常控制的结果还是心脏病本身改善的结果？有学者对伴有快速心室率的慢性心房颤动患者进行了电复律前后的系列研究，内容包括心房、心室收缩功能和代谢运动试验，结果表明，心房功能恢复早期(1天～1周)的左室射血分数和氧耗量峰值与晚期(1个月)无相关性，提示晚期心功能的改善，可能与快速心房颤动所致的心肌病逆转有关而与心房功能恢复无关。此外，心率加快导致心功能不全的间接资料来源于β-受体阻滞药治疗慢性心力衰竭的临床试验，在该试验中，β-受体阻滞药在显著减慢心率的同时血流动力学指标和心力衰竭症状亦有所改善。