Il muscolo cardiaco è in grado di contrarsi autonomamente, e ciò deriva da alcune interessanti particolarità che lo contraddistinguono.

In primo luogo, le cellule del muscolo cardiaco sono in contatto l’una con l’altra attraverso giunzioni serrate; ciò consente allo stimolo che determina la contrazione di diffondersi velocemente da cellula a cellula. In questo modo grandi gruppi di cellule muscolari si contraggono contemporaneamente. La contrazione coordinata è indispensabile per pompare il sangue in maniera efficace.

In secondo luogo, alcune cellule muscolari cardiache, chiamate cellule pacemaker, possono dare origine al battito cardiaco senza alcuna stimolazione proveniente dal sistema nervoso.

Il pacemaker primario del cuore è un nodo di cellule muscolari cardiache modificate, chiamato nodo seno-atriale, localizzato al limite tra la vena cava superiore e l’atrio destro. Questo sistema è in grado di generare ritmicamente impulsi elettrici, che si propagano in modo ordinato (prima agli atri poi ai ventricoli) grazie alla presenza di un sistema di conduzione che riesce a coordinare la contrazione del muscolo cardiaco.

Questo sistema di conduzione comprende, oltre al nodo seno-atriale, tre diverse componenti.

1. Il nodo atrio-ventricolare è un nodo di cellule muscolari cardiache modificate che è situato al limite tra gli atri e i ventricoli.
2. Il fascio di His, costituito da fibre di cellule muscolari cardiache modificate, che non si contraggono, ma trasmettono molto rapidamente l’eccitamento. Queste fibre corrono tra atri e ventricoli dividendosi poi in due branche, destra e sinistra, dirette agli apici dei ventricoli.
3. Le fibre di Purkinje si diramano dal fascio di His attraverso la massa muscolare del ventricolo.

Un normale battito cardiaco ha origine con un impulso prodotto nel nodo seno-atriale (▶figura 3). Questo impulso si diffonde velocemente attraverso le cellule degli atri grazie alle giunzioni serrate, causando la simultanea contrazione degli atri. Poiché non esistono giunzioni serrate tra le cellule degli atri e quelle dei ventricoli, l’eccitamento non diffonde direttamente ai ventricoli; quindi essi non si contraggono all’unisono con gli atri.

La contrazione degli atri stimola il nodo atrio-ventricolare. Con un leggero ritardo, esso genera impulsi che vengono condotti ai ventricoli attraverso il fascio di His e le fibre di Purkinje, che diffondono lo stimolo attraverso la massa muscolare dei ventricoli a partire dalla loro parte più bassa, causandone la contrazione.

Il sistema nervoso non genera il battito cardiaco, ma può accelerarlo o rallentarlo influenzando l’attività del pacemaker e la frequenza degli impulsi che trasmette. Il controllo viene effettuato dal sistema nervoso autonomo attraverso due diversi tipi di nervi. Le terminazioni nervose del nervo vago rilasciano una sostanza (l’acetilcolina) che rallenta l’attività del pacemaker; al contrario, altre terminazioni rilasciano una sostanza (l’adrenalina) che invece accelera il battito cardiaco.