Hjertefrekvens og oksygenforbruk
Kardiovaskulære og respiratoriske systemer er koblet på en slik måte at man ikke kan fungere uten den andre. Disse to systemene samarbeider for å tillate metabolisme i alle systemer i hele kroppen ved å levere oksygen og fjerne avfall.
Oksygenforbruk
Oksygenforbruk, forkortet VO2, er et mål på volumet av oksygen som brukes av kroppen. VO2, som beskrevet av Dr. Benjamin Levine, er basert på Fick-ligningen, som sier at oksygenforbruket er avhengig av produktet av oksygenlevering og -utvinning. Oksygenekstraksjon vurderer mengden oksygen i arterielt blod som sendes til metabolisk aktivt vev, og mengden oksygen i venøst blod blir returnert til hjertet. Forskjellen i arteriell oksygeninnhold og venøs oksygeninnhold bestemmer mengden oksygen som ble brukt av vevet. Oksygenavgivelse, derimot, er et mål for hjertefunksjon, spesielt for hjerteutgang. Kardial utgang bestemmer mengden blod pumpet fra hjertet hvert slag. Kardial utgang er produktet av hjertefrekvens og slagvolum, eller mengden blod pumpet per takt.
Ifølge Levine er oksygenforbruket i større grad begrenset av oksygenavgivelse i stedet for oksygenutvinning. Dette legger stor vekt på samspillet mellom VO2 og hjertefrekvens og understreker betydningen av samspillet mellom kardiovaskulære og respiratoriske systemer.
Økende forbruk
"Fysiologi for idrett og trening" sier at alle har samme oksygenforbruk i hvilen per gitt kroppsvekt. Men når en person beveger seg fra hvilestatus til en av trening, krever kroppen mer oksygen for metabolske prosesser for å holde tritt med energibehovene. Naturligvis, som kroppen beveger seg fra hvile til trening, begynner hjertefrekvensen å øke jevnt. Denne kardiovaskulære responsen muliggjør raskere oksygenavgivelse til arbeidsvevet, for eksempel skjelettmuskulatur, som muliggjør økt oksygenforbruk.
Redusere oksygenforbruk
Sykdommer i kardiovaskulærsystemet har en tendens til å føre til en reduksjon av oksygenforbruket som begrenser en persons evne til å engasjere seg i fysisk aktivitet. Naturen til hjertesvikt forhindrer for eksempel hjertet fra tilstrekkelig økende hjertefrekvens. Uten økningen i hjertefrekvens er oksygenavgivelse og dermed oksygenforbruk begrenset. Opphavsmannen til Weber Heart Failure Classification System, Dr. Karl Weber, har vist at i alvorlig hjertesvikt er oksygenutvinning forbedret for å kompensere for reduksjonen i oksygenavgivelsen. Denne undersøkelsen understreker det viktige forholdet mellom oksygenforbruk og faktorene for oksygenavgivelse.
Elite-idrettsutøvere
Mens trening generelt øker oksygenleveransen, er det mulig for kardiovaskulærsystemet å utføre åndedrettssystemet. Forskning publisert av Dr. Scott Powers i "Sports Medicine" undersøker effekten av å øke hjertefrekvensen for mye. Når blodet beveger seg gjennom lungene i et meget raskt tempo, er det lite tid for oksygen å forlate lungen og gå inn i blodet. Dette betyr at blodet bærer mindre oksygen enn normalt, en tilstand som kalles hypoksemi, og gir derfor mindre oksygen enn kroppen krever. Hypoksemiske forhold fører generelt til svimning på grunn av mangel på oksygen til hjernen og andre vitale organer. Dette illustrerer den delikate balansen som må holdes mellom kardiovaskulære og respiratoriske systemer for oksygenforbruk å bli maksimert.
Andre variabler
Mens hjertefrekvensen spiller en viktig rolle i oksygenforbruket, har slagvolumet, den andre faktoren for oksygenavgivelse, vist seg å ha en mye større effekt på VO2. Flere variabler kan øke mengden blod en individuell pumpe per takt, mens endringer i utøvelse av hjertefrekvens er minimal. Tilpasningsevnen til slagvolumet gjør det til en mer fremtredende variabel i bestemmelsen av maksimal oksygenforbruk. For å bestemme grensene for oksygenforbruk er begge variabler av oksygenavgivelse viktige.
