Sydän- ja verisuoni- ja hengityselimet on kytketty toisiinsa siten, että yksi ei voi toimia ilman toista. Nämä kaksi järjestelmää toimivat yhdessä, jotta aineenvaihdunta tapahtuu kaikissa kehon järjestelmissä toimittamalla happea ja poistamalla jätteet.
Hapen kulutus
Hapenkulutus, lyhennettynä VO2, on kehon käyttämän hapen määrän mitta. VO2, kuten Dr. Benjamin Levine on kuvaillut, perustuu Fick-yhtälöön, jonka mukaan hapenkulutus on riippuvainen hapen kuljetuksen ja uuton tuotteesta. Hapen erottamisella otetaan huomioon valtimoveren hapen määrä, joka lähetetään metabolisesti aktiiviseen kudokseen, ja laskimon veren happea, joka palautetaan sydämeen. Eri valtimoiden happipitoisuus ja laskimohappopitoisuus määrää kudoksen käyttämän hapen määrän. Hapen kuljetus sitä vastoin on sydämen toiminnan, erityisesti sydämen tuotannon mitta. Sydäntuotanto määrää sydämestä pumpatun veren määrän jokaisesta lyönnistä. Sydäntuotanto on sykkeen ja aivohalvauksen määrän, tai veren määrän, joka pumpataan sykettä kohti, tulos.
Levinein mukaan hapenkulutusta rajoittaa suuressa määrin hapen toimittaminen kuin hapen uutto. Tämä korostaa paljon VO2: n ja sykkeen vuorovaikutusta ja korostaa sydän- ja verisuoni- ja hengityselinten vuorovaikutuksen merkitystä.
Kasvava kulutus
"Urheilun ja liikunnan fysiologia" sanoo, että jokaisella on sama hapenkulutus levossa annetun kehon painon kohden. Kuitenkin, kun henkilö siirtyy lepotilasta liikuntaan, keho tarvitsee enemmän happea aineenvaihduntaprosesseihin pysyäkseen energiantarpeensa kanssa. Luonnollisesti kun vartalo siirtyy levosta liikuntaan, syke alkaa jatkuvasti nousta. Tämä sydän- ja verisuonireaktio mahdollistaa nopeamman hapen kuljettamisen työskentelykudokseen, kuten luurankolihakseen, mikä mahdollistaa hapenkulutuksen lisääntymisen.
Hapenkulutuksen vähentäminen
Sydän- ja verisuonitaudit aiheuttavat yleensä hapenkulutuksen laskun, joka rajoittaa yksilön kykyä harjoittaa fyysistä aktiivisuutta. Esimerkiksi sydämen vajaatoiminnan luonne estää sydäntä lisäämästä sykettä riittävästi. Ilman sykkeen nousua hapen toimitus ja siten hapen kulutus ovat rajoitetut. Weberin sydämen vajaatoimintaluokitusjärjestelmän perustaja, Dr. Karl Weber, on osoittanut, että vaikeassa sydämen vajaatoiminnassa hapen uutto tehostuu happea toimittamisen vähentymisen kompensoimiseksi. Tämä tutkimus korostaa tärkeätä yhteyttä hapenkulutuksen ja hapen kuljettamisen tekijöiden välillä.
Elite-urheilijat
Vaikka liikunta lisää yleensä hapenkulutusta, sydän- ja verisuonisysteemillä on mahdollista suorittaa hengityselimiä tehokkaammin. Dr. Scott Powersin julkaisussa "Sports Medicine" julkaistussa tutkimuksessa tutkitaan sykkeen lisääntymisen liiallisia vaikutuksia. Kun veri kulkee keuhkojen läpi erittäin nopeasti, hapolla on vähän aikaa poistua keuhkoista ja päästä vereen. Tämä tarkoittaa, että veri kuljettaa vähemmän happea kuin normaali, tilaa, jota kutsutaan hypokseemiaksi, ja siksi se toimittaa vähemmän happea kuin kehon vaatii. Hypokseemiset tilanteet johtavat yleensä pyörtymiseen aivojen ja muiden elintärkeiden elinten hapenpuutteen takia. Tämä havainnollistaa herkkää tasapainoa, joka on pidettävä sydän- ja verisuoni- ja hengitysjärjestelmien välillä, jotta hapenkulutus voidaan maksimoida.
Muut muuttujat
Vaikka pulssilla on olennainen merkitys hapen kulutuksessa, aivohalvauksen määrällä, toisella hapen kulkeutumisen tekijällä, on osoitettu olevan paljon suurempi vaikutus VO2: hon. Useat muuttujat voivat parantaa yksittäisen pumpun veren määrää sykettä kohti, kun taas sykeharjoituksen muutokset ovat minimaaliset. Aivohalvauksen mukautettavuus tekee siitä huomattavan muuttujan maksimaalisen hapenkulutuksen määrittämisessä. Hapenkulutuksen rajojen määrittämiseksi molemmat hapen kulkeutumisen muuttujat ovat tärkeitä.
