Sistemele cardiovasculare și respiratorii sunt legate astfel încât unul nu poate funcționa fără celălalt. Aceste două sisteme lucrează împreună pentru a permite apariția metabolismului în toate sistemele din întregul corp, prin eliberarea de oxigen și eliminarea deșeurilor.
Consumul de oxigen
Consumul de oxigen, prescurtat VO2, este o măsură a volumului de oxigen utilizat de organism. VO2, așa cum a fost descris de Dr. Benjamin Levine, se bazează pe ecuația Fick, care spune că consumul de oxigen este dependent de produsul de eliberare și extracție de oxigen. Extracția de oxigen are în vedere cantitatea de oxigen din sângele arterial care este trimisă țesutului activ metabolic și cantitatea de oxigen din sângele venos fiind returnată inimii. Diferența de conținut de oxigen arterial și conținut de oxigen venos determină cantitatea de oxigen care a fost utilizată de țesut. Administrarea de oxigen, pe de altă parte, este o măsură a funcției cardiace, în special a debitului cardiac. Debitul cardiac determină cantitatea de sânge pompat din inimă la fiecare bătaie. Debitul cardiac este produsul ritmului cardiac și al volumului accidentului vascular cerebral sau a cantității de sânge pompat pe ritm.
Potrivit Levine, consumul de oxigen este limitat într-o măsură mai mare prin administrarea de oxigen, mai degrabă decât prin extragerea oxigenului. Aceasta pune un accent deosebit pe interacțiunea dintre VO2 și ritmul cardiac și subliniază importanța interacțiunii dintre sistemul cardiovascular și cel respirator.
Creșterea consumului
„Fiziologia sportului și exercițiului fizic” spune că toată lumea are același consum de oxigen în repaus pe greutatea corporală dată. Cu toate acestea, pe măsură ce un individ trece de la o stare de repaus la una de exercițiu, organismul cere mai mult oxigen pentru procesele metabolice pentru a ține pasul cu cerințele de energie. În mod natural, pe măsură ce corpul trece de la repaus la exercițiu, ritmul cardiac începe să crească constant. Acest răspuns cardiovascular permite o livrare mai rapidă de oxigen la țesutul de lucru, cum ar fi mușchiul scheletului, ceea ce permite o creștere a consumului de oxigen.
Scăderea consumului de oxigen
Bolile sistemului cardiovascular tind să provoace o scădere a consumului de oxigen care limitează capacitatea unui individ de a se angaja în activitate fizică. Natura insuficienței cardiace, de exemplu, împiedică inima să crească în mod adecvat ritmul cardiac. Fără creșterea ritmului cardiac, eliberarea de oxigen și, prin urmare, consumul de oxigen este limitată. Originalul sistemului de clasificare a insuficienței cardiace Weber, Dr. Karl Weber, a demonstrat că în insuficiența cardiacă severă, extracția de oxigen este îmbunătățită pentru a compensa scăderea aportului de oxigen. Această cercetare subliniază relația importantă dintre consumul de oxigen și factorii de furnizare a oxigenului.
Sportivi de elită
În timp ce exercițiile fizice cresc în general eliberarea de oxigen, este posibil ca sistemul cardiovascular să îndeplinească sistemul respirator. Cercetările publicate de dr. Scott Powers în „Medicina sportului” examinează efectele creșterii prea mari a ritmului cardiac. Când sângele călătorește prin plămâni într-un ritm foarte rapid, este puțin timp pentru ca oxigenul să părăsească plămânul și să intre în sânge. Aceasta înseamnă că sângele transportă mai puțin oxigen decât în mod normal, o afecțiune numită hipoxemie și, prin urmare, oferă mai puțin oxigen decât cere organismul. Condițiile hipoxemice duc în general la leșin din cauza lipsei de oxigen la creier și la alte organe vitale. Acest lucru ilustrează echilibrul delicat care trebuie păstrat între sistemele cardiovasculare și respiratorii pentru ca consumul de oxigen să fie maximizat.
Alte variabile
În timp ce frecvența cardiacă joacă un rol integral în consumul de oxigen, volumul accidentului vascular cerebral, cel de-al doilea factor al furnizării de oxigen, s-a dovedit a avea un efect mult mai mare asupra VO2. Mai multe variabile pot îmbunătăți cantitatea de sânge pe care o pompează individual, în timp ce modificările în exercitarea ritmului cardiac sunt minime. Adaptabilitatea volumului de accident vascular cerebral o face o variabilă mai proeminentă în determinarea consumului maxim de oxigen. Pentru a determina limitele consumului de oxigen, sunt importante ambele variabile ale furnizării de oxigen.
