Der normale Herzrhythmus entsteht in einer spezialisierten Region des Herzens, dem Sinusknoten, der Teil des Knotengewebes ist. Die rhythmische Impulsinitiierung von Sinusknotenschrittmacherzellen resultiert aus einer spontanen diastolischen Depolarisation, die unmittelbar nach der Repolarisation des vorhergehenden Pulspotentials eingeleitet wird. Diese langsame diastolische Depolarisation ist typisch für automatische Zellen und essentiell für ihre Funktion. An dieser diastolischen Depolarisation sind mehrere Ströme beteiligt: ein durch Hyperpolarisation aktivierter Einwärtsstrom, der als „Schrittmacher“ -I (f) -Strom bezeichnet wird, zwei Ca2 + -Ströme (ein L-Typ und ein T-Typ), ein verzögerter K + -Strom und ein Na / Ca-Austauschstrom. Die Häufigkeit der automatischen Entladung ist die Hauptdeterminante der Herzfrequenz. Die Sinusknotenaktivität wird jedoch durch adrenerge und cholinerge Neurotransmitter reguliert. Acetylcholin provoziert die Hyperpolarisation von Schrittmacherzellen und verringert die Geschwindigkeit der spontanen diastolischen Depolarisation, wodurch die Sinusrate verlangsamt wird. Katecholamine führen zu einer Sinustachykardie, indem sie die diastolische Depolarisationsgeschwindigkeit erhöhen. Unter normalen Bedingungen ist die beobachtete Ruheherzfrequenz aufgrund eines „Vorherrschens“ des Vagaltons niedriger als die Eigenfrequenz des Sinusknotens. Die neuronale Regulation der Herzfrequenz zielt darauf ab, den Stoffwechselbedarf des Gewebes durch einen variierenden Blutfluss zu decken. Unterschiede zwischen täglichen und nächtlichen mittleren Herzfrequenzen werden durch neuronale Einflüsse erklärt. Während der Nacht führt der erhöhte Vagustonus zu einer verminderten Herzfrequenz. Die belastungsinduzierte Tachykardie resultiert aus der sympathischen Stimulation. Es ermöglicht mehr Blut, Skelettmuskeln zu erreichen, und als Folge eine erhöhte Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen. Im Vergleich zur Vielzahl klinischer Arrhythmien ist der Sinusrhythmus die Grundlage für optimale Belastbarkeit und Lebensqualität.