Le rythme cardiaque normal provient d’une région spécialisée du cœur, le nœud sinusal qui fait partie du tissu nodal. L’initiation rythmique et impulsionnelle des cellules du stimulateur cardiaque du nœud sinusal résulte d’une dépolarisation diastolique spontanée qui est initiée immédiatement après la repolarisation du potentiel d’actions précédent. Cette dépolarisation diastolique lente est typique des cellules automatiques et essentielle à leur fonction. Plusieurs courants sont impliqués dans cette dépolarisation diastolique: un courant entrant activé par hyperpolarisation, dit « stimulateur cardiaque » courant I(f), deux courants Ca2+ (de type L et de type T), un courant K+ retardé et un courant d’échange Na/Ca. La fréquence de la décharge automatique est le principal déterminant de la fréquence cardiaque. Cependant, l’activité du nœud sinusal est régulée par des neurotransmetteurs adrénergiques et cholinergiques. L’acétylcholine provoque l’hyperpolarisation des cellules du stimulateur cardiaque et diminue la vitesse de la dépolarisation diastolique spontanée, ralentissant ainsi le taux de sinus. Les catécholamines entraînent une tachycardie sinusale en augmentant la vitesse de dépolarisation diastolique. Dans des conditions normales, la fréquence cardiaque au repos observée est inférieure à la fréquence intrinsèque du nœud sinusal en raison d’une « prédominance » du tonus vagal. La régulation neuronale de la fréquence cardiaque vise à répondre aux besoins métaboliques des tissus grâce à un flux sanguin variable. Les différences entre les fréquences cardiaques moyennes diurnes et nocturnes sont expliquées par des influences neurales. Pendant la nuit, l’augmentation du tonus vagal entraîne une diminution de la fréquence cardiaque. La tachycardie induite par l’exercice résulte de la stimulation sympathique. Il permet à plus de sang d’atteindre les muscles squelettiques, et par conséquent un apport accru d’oxygène et de nutriments. Par rapport à la variété des arythmies cliniques, le rythme sinusal est la base d’une capacité d’exercice et d’une qualité de vie optimales.