Lorsque le corps est blessé, des signaux sont envoyés depuis le site de dommages à la moelle épinière. En tant que centre de commande central, le système nerveux régule la réponse du corps à la douleur grâce à une variété de réflexes. Par exemple, si vous ressentez une douleur dans la main, votre bras se contractera rapidement pour sortir votre main du danger. De même, votre cœur réagira de manière réflexive à la douleur en augmentant la fréquence cardiaque. Dans un sens évolutif, cette réponse "combat ou fuite" vous prépare à faire face à la source de la douleur, que ce soit un prédateur ou une plaque chauffante.
Contraction de votre cœur est régulé par une collection de cellules constamment active connue sous le nom de nœud sino-auriculaire ou nœud SA. En contrôlant précisément le flux d'ions dans et hors des cellules, le nœud SA est capable de générer spontanément la stimulation électrique qui fait battre votre cœur. La vitesse à laquelle le nœud SA stimule la contraction est principalement déterminée par les fibres nerveuses du système nerveux autonome. Composé d'une branche sympathique et parasympathique, les autonomes contrôlent la fréquence cardiaque de manière autonome, d'où le nom. Lorsque la branche sympathique est plus active, ce qui se produit pendant la douleur, l'activité du nœud SA augmente et la fréquence cardiaque accélère en conséquence. Sinon, la branche parasympathique contrôle la fréquence cardiaque, la gardant généralement autour de 70 battements par minute.
Les terminaisons nerveuses spécialisées, appelées nocicepteurs, présentes à la surface de votre peau, sont conçu pour transporter spécifiquement des signaux de douleur. Ces nerfs sont complètement séparés des cellules sensorielles qui vous indiquent où se trouve votre main dans l'espace ou avec quel type de surface elle est en contact. Il existe plusieurs types de nocicepteurs, certains transmettant des signaux de douleur provenant de températures extrêmes, d'autres portant des signaux provenant de sources mécaniques de douleur. Dans les deux cas, les informations sur la douleur sont envoyées à la moelle épinière où elles communiquent des informations à la branche sympathique du système nerveux autonome. L'activation des sympathiques conduit à plusieurs ajustements, y compris des changements dans l'activité cardiaque.
Selon une étude publiée en 1998 dans le "Journal of Hypertension", il y avait une corrélation significative entre la fréquence cardiaque et la libération d'hormones sympathiques chez les sujets. La réponse physiologique normale à l'activité sympathique est une augmentation du débit cardiaque, qui est déterminée par la fréquence cardiaque et le volume systolique. En conséquence, la fréquence cardiaque augmente lors de l'activation sympathique afin de préparer le corps à une activité à haute énergie.
Dans la plupart des cas, la fréquence cardiaque accélérée ressentie avec la douleur est inoffensive. Cependant, si vous avez des antécédents de maladie cardiovasculaire, y compris une insuffisance cardiaque, des arythmies, une hypertension ou une crise cardiaque, vous ne tolérerez peut-être pas également une fréquence cardiaque élevée. Dans certains cas, les complications de ces conditions peuvent être déclenchées par une augmentation soudaine de la fréquence cardiaque et du débit cardiaque.