Сердце ритмически сокращается. Сокращение сердца вызывает перекачивание крови из предсердий в желудочки и из желудочков в кровеносные сосуды, а также создает разницу давления крови в артериальной и венозной системе, благодаря которой кровь движется. Фаза сокращения сердца обозначается как систола, а расслабления — как диастола.
Цикл сердечной деятельности состоит из систолы и диастолы предсердий и систолы и диастолы желудочков. Цикл начинается с сокращения правого предсердия, и сразу же начинает сокращаться и левое предсердие. Систола предсердий начинается за 0,1 с до систолы желудочков. При систоле предсердий кровь не может попасть из правого предсердия в полые вены, так как сокращающееся предсердие закрывает отверстия вен. Желудочки в это время расслаблены, поэтому венозная кровь через раскрытый трехстворчатый клапан поступает в правый желудочек, а артериальная кровь из левого предсердия, поступившая в него из легких, через раскрытый двустворчатый клапан выталкивается в левый желудочек. В это время кровь из аорты и легочной артерии не может попасть в сердце, так как полулунные клапаны закрыты давлением крови в этих кровеносных сосудах.
Затем начинается диастола предсердий и по мере расслабления их стенок кровь из вен заполняет их полость.
Сразу же после окончания систолы предсердий начинают сокращаться желудочки. Сначала сокращается только часть мышечных волокон желудочков, а другая их часть растягивается. При этом изменяется форма желудочков, а давление в них остается прежним. Это фаза асинхронного сокращения или изменения формы желудочков, которая продолжается примерно 0,05 с. После полного сокращения всех мышечных волокон желудочков давление в их полостях нарастает очень быстро. Это вызывает захлопывание трехстворчатого и двустворчатого клапанов и закрытие отверстий в предсердия. Полулунные клапаны остаются закрытыми, так как давление в желудочках еще ниже, чем в аорте и легочной артерии. Эта фаза, в которой мышечная стенка желудочков напрягается, но их объем не изменяется, пока давление в них не превысит давление в аорте и легочной артерии, называется фазой изометрического сокращения. Она продолжается около 0,03 с.
Во время изометрического сокращения желудочков давление в предсердиях во время их диастолы доходит до нуля и даже становится отрицательным, т. е. меньше атмосферного, поэтому атриовентрикулярные клапаны остаются закрытыми, а полулунные клапаны захлопываются обратным током крови из артериальных сосудов.
Обе фазы асинхронного и изометрического сокращений вместе составляют период напряжения желудочков. У человека полулунные клапаны аорты раскрываются, когда давление в левом желудочке доходит до 65-75 мм рт. ст., а полулунные клапаны легочной артерии раскрываются, когда давление в правом желудочке достигает — 12 мм рт. ст. При этом начинается фаза изгнания, или систолический выброс крови, в котором давление крови в желудочках круто нарастает в течение 0,10-0,12 с (быстрое изгнание), а затем по мере убывания крови в желудочках нарастание давления прекращается и к концу систолы оно начинает падать в течение 0,10-0,15 с (замедленное изгнание).
После раскрытия полулунных клапанов желудочки сокращаются, изменяя свой объем и используя часть напряжения для работы по выталкиванию крови в кровеносные сосуды (ауксотоническое сокращение). Во время изометрического сокращения давление крови в желудочках становится больше, чем в аорте и легочной артерии, что и вызывает раскрытие полулунных клапанов и фазы быстрого, а затем медленного изгнания крови из желудочков в кровеносные сосуды. После этих фаз наступает внезапное расслабление желудочков, их диастола. Давление в аорте становится выше, чем в левом желудочке, и поэтому полулунные клапаны закрываются. Промежуток времени между началом диастолы желудочков и закрытием полулунных клапанов называется протодиастолическим периодом, который продолжается 0,04 с.
В периоде диастолы желудочки примерно в течение 0,08 с расслабляются при закрытых атриовентрикулярных и полулунных клапанах, пока давление в них не упадет ниже, чем в предсердиях, уже заполненных кровью. Это фаза изометрического расслабления. Диастола желудочков сопровождается падением давления в них до нуля.
Резкое падение давления в желудочках и повышение давления в предсердиях при начавшемся их сокращении открывают трехстворчатый и двустворчатый клапаны. Начинается фаза быстрого наполнения желудочков кровью, которая длится 0,08 с, а затем вследствие постепенного увеличения давления в желудочках при их наполнении кровью происходит замедление наполнения желудочков, наступает фаза медленного наполнения в течение 0,16 с, которая совпадает с поздней диастолической фазой.
У человека систола желудочков длится около 0,3 с, диастола желудочков — 0,53 с, систола предсердий — 0,11 с, диастола предсердий — 0,69 с. Весь сердечный цикл продолжается у человека в среднем 0,8 с. Время общей диастолы предсердий и желудочков называют иногда паузой. В работе сердца человека и высших животных в физиологических условиях нет никакой паузы, помимо диастолы, что отличает деятельность сердца человека и высших животных от деятельности сердца холоднокровных.
У лошади при учащении сердечной деятельности продолжительность одного сердечного цикла равна 0,7 с, из которых систола предсердий продолжается 0,1 с, желудочков — 0,25 с, а общая систола сердца — 0,35 с. Так как предсердия расслаблены и во время систолы желудочков, то расслабление предсердий продолжается 0,6 с, или 90% длительности сердечного цикла, а расслабление желудочков — 0,45 с, или 60-65%.
Такая продолжительность расслабления восстанавливает работоспособность сердечной мышцы.