心脏的生物钟运行，就像变频空调，会根据环境条件，切换不同的速率。在正常的生理活动条件下，早晨时的心率较高，晚上睡觉的时候，心率则会明显下降。从细胞水平而言，心脏活动是1种自主变速模式，并且与昼夜节律同步。该睡不睡，或者长期睡眠不足，就会出现心率模式异常。研究发现，大脑会出现周期新的皮层唤醒峰值，如果睡眠不足，就需要更长的时间，才能使心率恢复正常。
心脏的活动，受到细胞内外离子水平变化的影响。通常，在白天的时候，随着动态补偿蛋白质分子的增加，细胞溶质的渗偷压增加，离子从细胞中泵出，钠离子，以及钾离子和氯离子的浓度会下降30%以上。夜间的时候，这个过程就会逆转，蛋白质水平下降，相关离子浓度增加。这个动态过程，可以防止细胞体积过度变化，从而为心血管负荷增加做好准备。如果经常熬夜，心肌细胞的自我调节和修复机制就没法进行，相当于汽车发动机长期不进行保养，故障就会随之而来。
