Сърдечно-съдовата и дихателната система са свързани по такъв начин, че едната не може да функционира без другата. Тези две системи работят заедно, за да позволят метаболизма да възникне във всички системи в цялото тяло, като доставят кислород и отстраняват отпадъците.
Консумация на кислород
Консумацията на кислород, съкратено VO2, е мярка за обема на кислород, използван от тялото. VO2, както е описано от д-р Бенджамин Левайн, се основава на уравнението на Фик, което казва, че консумацията на кислород зависи от продукта на доставката и извличането на кислород. Извличането на кислород отчита количеството кислород в артериалната кръв, което се изпраща в метаболитно активната тъкан, и количеството кислород във венозната кръв, която се връща към сърцето. Разликата в съдържанието на артериален кислород и съдържанието на венозен кислород определя количеството кислород, използвано от тъканта. Доставянето на кислород, от друга страна, е мярка за сърдечната функция, по-специално за сърдечния дебит. Сърдечният изход определя количеството кръв, изпомпвана от сърцето при всеки удар. Сърдечният пулс е продукт на обема на сърдечната честота и инсулта или количеството изпомпвана кръв на ритъм.
Според Левин консумацията на кислород е ограничена в по-голяма степен чрез доставяне на кислород, а не чрез извличане на кислород. Това поставя голям акцент върху взаимодействието между VO2 и сърдечната честота и подчертава значението на взаимодействието между сърдечно-съдовата и дихателната системи.
Увеличаване на потреблението
„Физиология на спорта и упражненията“ казва, че всеки има еднаква консумация на кислород в покой на дадено телесно тегло. Въпреки това, докато индивидът преминава от състояние на покой в състояние на упражнения, тялото изисква повече кислород за метаболитни процеси, за да бъде в крак с енергийните нужди. Естествено, докато тялото се движи от почивка към упражнения, сърдечната честота започва постоянно да се увеличава. Този сърдечно-съдов отговор позволява по-бързото доставяне на кислород към работната тъкан, като скелетния мускул, което позволява увеличаване на консумацията на кислород.
Намаляване на консумацията на кислород
Заболяванията на сърдечно-съдовата система са склонни да причинят намаляване на консумацията на кислород, което ограничава способността на човек да се занимава с физическа активност. Природата на сърдечната недостатъчност например предотвратява адекватното увеличаване на сърдечната честота. Без увеличаването на сърдечната честота доставката на кислород и следователно консумацията на кислород е ограничена. Създателят на системата за класификация на сърдечната недостатъчност на Вебер, д-р Карл Вебер, е доказал, че при тежка сърдечна недостатъчност се повишава извличането на кислород, за да се компенсира намаляването на доставката на кислород. Това изследване подчертава важната връзка между консумацията на кислород и факторите за доставяне на кислород.
Елитни спортисти
Докато физическите упражнения обикновено увеличават доставката на кислород, възможно е сърдечно-съдовата система да изпълнява дихателната система. Изследване, публикувано от д-р Скот Пауърс в „Спортна медицина“, изследва твърде много ефектите от увеличаването на сърдечната честота. Когато кръвта пътува през белите дробове с много бърз темп, има малко време кислородът да напусне белия дроб и да влезе в кръвта. Това означава, че кръвта носи по-малко кислород от нормалното, състояние, наречено хипоксемия, и следователно доставя по-малко кислород, отколкото тялото изисква. Хипоксемичните състояния обикновено водят до припадък поради липса на кислород до мозъка и други жизненоважни органи. Това илюстрира деликатния баланс, който трябва да се поддържа между сърдечно-съдовата и дихателната система, за да се увеличи максимално консумацията на кислород.
Други променливи
Докато сърдечната честота играе неотменна роля в консумацията на кислород, показано е, че обемът на инсулта, вторият фактор за доставяне на кислород, има много по-голям ефект върху VO2. Няколко променливи могат да увеличат количеството кръв на отделни помпи на удар, докато промените при упражняване на сърдечната честота са минимални. Приспособимостта на обема на удара го прави по-забележима променлива при определянето на максималната консумация на кислород. За да се определят границите на консумацията на кислород, са важни и двете променливи на доставката на кислород.
