Сердечно-сосудистая и респираторная системы связаны таким образом, что нельзя работать без другого. Эти две системы работают вместе, чтобы обеспечить обмен веществ во всех системах по всему организму путем доставки кислорода и удаления отходов.
Потребление кислорода
Потребление кислорода, сокращенно VO2, является мерой объема кислорода, используемого организмом. VO2, как описано доктором Бенджамином Левином, основан на уравнении Фика, в котором говорится, что потребление кислорода зависит от продукта доставки и экстракции кислорода. Добыча кислорода рассматривает количество кислорода в артериальной крови, которое направляется в метаболически активную ткань, и количество кислорода в венозной крови возвращается в сердце. Разница в содержании кислорода в артериях и содержании венозного кислорода определяет количество кислорода, которое использовалось в ткани. С другой стороны, доставка кислорода - это показатель сердечной функции, особенно сердечного выброса. Сердечный выход определяет количество крови, накачиваемой из сердца каждым ударом. Сердечный выход является результатом сердечного ритма и объема инсульта, или количества крови, накачиваемого за такт.
Согласно Левину, потребление кислорода в большей степени ограничивается доставкой кислорода, а не экстракцией кислорода. Это придает большое значение взаимодействию между VO2 и частотой сердечных сокращений и подчеркивает важность взаимодействия сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
Увеличение потребления
«Физиология спорта и физических упражнений» говорит, что у каждого из них одинаковое потребление кислорода при отдыхе на каждый вес тела. Однако, когда человек переходит из состояния покоя в одно из упражнений, организму требуется больше кислорода для метаболических процессов, чтобы идти в ногу с потребностями в энергии. Естественно, по мере того, как организм переходит от отдыха к упражнению, сердечный ритм начинает неуклонно возрастать. Этот сердечно-сосудистый ответ позволяет ускорить доставку кислорода в рабочую ткань, например, скелетную мышцу, что позволяет увеличить потребление кислорода.
Снижение потребления кислорода
Заболевания сердечно-сосудистой системы, как правило, вызывают снижение потребления кислорода, что ограничивает способность человека заниматься физической активностью. Характер сердечной недостаточности, например, предотвращает сердечно-сосудистую систему с увеличением сердечного ритма. Без увеличения частоты сердечных сокращений, доставка кислорода и, следовательно, потребление кислорода ограничены. Создатель системы классификации сердечной недостаточности Вебера, доктор Карл Вебер, продемонстрировал, что при тяжелой сердечной недостаточности экстракция кислорода усиливается, чтобы компенсировать снижение доставки кислорода. Это исследование подчеркивает важную взаимосвязь между потреблением кислорода и факторами доставки кислорода.
Элитные спортсмены
В то время как физические упражнения обычно увеличивают доставку кислорода, сердечно-сосудистая система может выйти из системы дыхания. Исследования, опубликованные доктором Скоттом Пауэрсом в «Спортивной медицине», изучают эффекты увеличения частоты сердечных сокращений. Когда кровь проходит через легкие очень быстрыми темпами, мало времени для того, чтобы кислород покидал легкие и попадал в кровь. Это означает, что кровь несет меньше кислорода, чем обычно, состояние, называемое гипоксемией, и поэтому обеспечивает меньше кислорода, чем организм требует. Гипоксимические состояния обычно приводят к обморокам из-за недостатка кислорода в мозге и других жизненно важных органах. Это иллюстрирует тонкий баланс, который необходимо поддерживать между сердечно-сосудистой и дыхательной системами для максимального потребления кислорода.
Другие переменные
Хотя сердечный ритм играет важную роль в потреблении кислорода, объем инсульта, второй фактор доставки кислорода, как было показано, оказывает гораздо большее влияние на VO2. Несколько переменных могут увеличить количество крови отдельных насосов за такт, тогда как изменения в частоте сердечных сокращений минимальны. Адаптивность объема удара делает его более заметной переменной при определении максимального потребления кислорода. Для определения пределов потребления кислорода важны обе переменные доставки кислорода.
