Il movimento del sangue all'interno dei vasi del nostro organismo dipende dall'interazione di diverse forze. Alla forza attiva generata dal cuore, che tende a spingere il sangue verso la periferia, si affiancano elementi meccanici che possono coadiuvare o ostacolare l'azione della forza cardiaca. Diverse forme di resistenza generate dai vasi sanguigni possono ridurre il flusso del sangue, mentre la forza di gravità può giocare un ruolo differenziato se si considera la parte inferiore o superiore al livello del cuore e la posizione del corpo. In posizione eretta (ortostatica), la forza di gravità favorisce il movimento del sangue verso gli arti inferiori e ostacola il ritorno verso il cuore. Viceversa il flusso di sangue che si dirige verso la testa è ostacolato dalla gravità, mentre il ritorno al cuore viene favorito. Naturalmente in posizione supina (clinostatica) queste differenze tendono ad annullarsi.

Il comportamento del sistema cardio-circolatorio, però, non può essere spiegato solo in funzione degli effetti prodotti dalla forza di gravità. Sia il muscolo cardiaco che i vasi, in particolare le arterie più piccole, sono sistemi attivi che permettono di regolare il flusso sanguigno in maniera favorevole alle esigenze dell'organismo anche quando la forza di gravità non lo permetterebbe. Per esempio, il flusso verso il cervello deve essere sempre mantenuto a un determinato livello indipendentemente dalla posizione del corpo e quindi dall'effetto della gravità.

Nelle condizioni di assenza di gravità o quando la gravità è molto ridotta (microgravità), l'evento più vistoso e immediato è rappresentato dallo spostamento dei liquidi verso la parte superiore del corpo. Il fenomeno si può rilevare osservando le facce degli astronauti che assumono una forma più paffuta. L'aumento di sangue nella regione toracica innesca una serie di adattamenti che riguardano la funzione cardiovascolare e i sistemi di regolazione del volume dei liquidi nell'organismo. Il consistente flusso sanguigno verso il torace determina un aumento della pressione in quella regione con conseguente dilatazione dei vasi e della cavità cardiaca. I sensori di pressione e di volume, annessi ai tessuti vasali e cardiaco, inducono il sistema nervoso a interpretare queste variazioni come un incremento del volume dei liquidi circolanti e un aumento della pressione sanguigna. La risposta a questi segnali determina una maggiore perdita di liquidi attraverso le urine e la riduzione dell'attività cardiaca e della pressione arteriosa. I liquidi diminuiscono di circa il 15% rispetto alla condizione di gravità terrestre e la riduzione della pressione arteriosa permette di mantenere l'adeguato flusso al cervello.

Complessivamente, quindi, l'attività cardiaca in microgravità deve essere valutata non solo in funzione degli spostamenti del sangue nelle varie direzioni ma anche in relazione agli effetti che questi spostamenti producono in tutto il sistema. Se da un lato la nuova situazione gravitazionale può rendere più difficile spingere il sangue in direzione degli arti inferiori, questa difficoltà è compensata dalla riduzione del volume sanguigno (il cuore dovrà spostare meno massa liquida) e dalla riduzione complessiva della pressione del sangue. Questi adattamenti cominciano a verificarsi entro pochi giorni dall'inizio della condizione di microgravità: il cuore aumenta la propria attività nella fase iniziale, quando aumenta il flusso verso il torace, ma successivamente, per i motivi esposti, l'assenza di gravità favorirà il lavoro cardiaco. È opportuno sottolineare, però, che questa nuova condizione può produrre spiacevoli effetti al rientro a terra. Molto spesso gli astronauti hanno difficoltà a mantenere la stazione eretta e tendono a svenire a causa del ridotto flusso cerebrale (intolleranza ortostatica). Fortunatamente la flessibilità del sistema cardiocircolatorio è tale da permettere un ripristino in tempi brevi delle condizioni relative alla gravità terrestre. L'intolleranza ortostatica può essere prevenuta tramite un'appropriata attività fisica eseguita in microgravità. Infatti, sollecitare il cuore attraverso l'esercizio fisico aumenta il lavoro cardiaco rendendo la funzione cardiocircolatoria in assenza di gravità più simile a quella terrestre.