Въпреки своя автоматизъм сърцето ни е част от целия организъм и се намира в разнообразни връзки с него. Една част от тези връзки се осъществяват посредством вегетативната нервна система. Началото й лежи в определени области в централната нервна система. Вегетативните нерви достигат до сърцето и там се разклоняват многократно до твърде фини окончания, които се разполагат между мускулните влакна. Нервните окончания се намират в по-голямо количество в областта на синусовия възел и по-малко в по-долу лежащите части на сърцето.
Двата дяла на вегетативната нервна система имат противоположни въздействия върху сърцето. Парасимпатикусовият дял (нервът вагус) забавя честотата насърдечната дейност, а симпатикусовият дял (нервът симпатикус) повишава честотата и засилва свиванията на сърцето. По този начин сърцето твърде бързо се нагажда към повишени изисквания. Изтласканата от сърцето кръв може да се увеличи шест до осем пъти в сравнение с количеството кръв, изтласкана в покой.
Вегетативната нервна система е, така да се каже, връзката, посредством която главният мозък управлява работата на сърцето.
Действието на вегетативната нервна система не се осъществява директно чрез нервите. Това се извършва, чрез специални вещества посредници, които се образуват, когато нервите се дразнят. Главното вещество посредник за симпатикусовата нервна система е норадреналинът, а за парасимпатикусовата – ацетилхолинът.
При здравия човек двата дяла на вегетативната нервна система — симпатикусовият и парасимпатикусовият — се намират в равновесие. При усилена физическа работа или психични напрежения сърдечната дейност се учестява, а през време на почивка и сън се забавя. При трайно повишени изисквания, особено такива от психично естество, при умствени пренапрежения активността на симпакитусовата нервна система се повишава. От това следва увеличено отделяне на норадреналин. В тези случаи норадреналинът не само ускорява дейността на сърцето и усилва неговите свивания, но има и вредно действие. При животни чрез продължително дразнене на симпатикусовия нерв могат да се предизвикат некротични огнища в сърдечния мускул.
Адреналинът (образуван от надбъбречните жлези) и норадреналинът повишават нуждата от кислород. Под тяхното влияние сърцето започва да работи неикономично. Норадреналинът разширява артериите на сърцето, за да се задоволят повишените нужди от кислород. Този механизъм функционира без вреда за сърцето само когато сърдечните артерии са още еластични. Ако обаче сърдечните артерии са склерозирани, т.е. втвърдени, равновесието се нарушава и сърцето изпада в остър кислороден недостиг. В случаите, когато това несъответствие е изразено много силно, по-малки или по-големи участъци от сърдечния мускул могат да загинат (инфаркт). Предвестник на тези състояния е гръдната жаба. Тя е алармен сигнал за несъответствието между необходимостта от кислород и предлагания на сърдечния мускул кислород.