La contrazione dei due atri avviene contemporaneamente, così come la successiva contrazione dei ventricoli. Le valvole tra gli atri e i ventricoli si chiudono per la pressione del sangue nei ventricoli, e si evita così un ritorno di sangue negli atri.
Al termine della contrazione, detta sistole, il miocardio si rilassa, le sue cavità si distendono e possono così venire nuovamente riempite di sangue (diastole). L’insieme della sistole e diastole degli atri e della sistole e diastole dei ventricoli viene definito ciclo cardiaco, e dura circa 0,8 secondi in tutto. Durante il ciclo cardiaco normalmente quando gli atri sono in diastole i ventricoli sono in sistole e viceversa.
Ascoltando il battito cardiaco, si può udire un duplice suono: il primo, più profondo, corrisponde alla chiusura delle valvole (tricuspide e bicuspide) poste tra gli atri e i ventricoli; il secondo è dovuto alla chiusura delle valvole semilunari poste all’uscita dei ventricoli (vedi figura 12). In un uomo adulto in condizioni di riposo il battito ritmico del cuore si ripete circa 70 volte al minuto, ma sotto sforzo la frequenza può diventare più del doppio.
A differenza della maggior parte dei muscoli, che si contrae soltanto se stimolata da un nervo, la contrazione delle cellule cardiache è stimolata dal muscolo cardiaco stesso; se mantenuto in una soluzione nutritiva ossigenata, il cuore continua a battere anche dopo essere stato rimosso dal corpo. Negli embrioni il cuore comincia a battere molto presto, prima dello sviluppo di ogni innervazione; inoltre, cellule isolate di cuore embrionale si contraggono anche in vitro.
Solo un 1% delle fibre cardiache è dotata di autocontrazione ritmica; queste fibre danno il ritmo di contrazione alle cellule e si trovano in nodi e fasci ben precisi del muscolo cardiaco (figura 13A), costituendo il sistema di conduzione. La contrazione del muscolo cardiaco inizia in una particolare area del cuore, il nodo senoatriale o pacemaker, situata nell’atrio destro; tale regione funziona da stimolatore cardiaco ed è costituita da cellule muscolari che possono spontaneamente dare inizio a impulsi elettrici. Le cellule del muscolo cardiaco sono connesse tra loro da strie intercalari che rendono possibile la rapida conduzione degli impulsi elettrici fra cellule adiacenti, secondo lo schema delle figure 13B-E.
Il volume totale di sangue pompato dal cuore ogni minuto viene indicato con l’espressione gittata cardiaca, che viene definita come:
