Hjerte- og luftveiene er koblet på en slik måte at den ene ikke kan fungere uten den andre. Disse to systemene fungerer sammen for å tillate metabolisme i alle systemer i kroppen ved å levere oksygen og fjerne avfall.
Oksygenforbruk
Oksygenforbruk, forkortet VO2, er et mål på volumet av oksygen som kroppen bruker. VO2, som beskrevet av Dr. Benjamin Levine, er basert på Fick-ligningen, som sier at oksygenforbruk er avhengig av produktet av oksygenlevering og ekstraksjon. Oksygenekstraksjon vurderer mengden oksygen i arteriell blod som blir sendt til metabolsk aktivt vev, og mengden oksygen i venøst blod som returneres til hjertet. Forskjellen i arterielt oksygeninnhold og venøst oksygeninnhold bestemmer mengden oksygen som ble brukt av vevet. Oksygenlevering er derimot et mål på hjertefunksjonen, spesifikt hjerteutgangen. Hjerteproduksjon bestemmer mengden blod som pumpes fra hjertet hver takt. Hjerteproduksjon er produktet av hjertefrekvens og slagvolum, eller mengden blod som pumpes per takt.
I følge Levine er oksygenforbruket i større grad begrenset av oksygentilførsel i stedet for oksygenuttak. Dette legger stor vekt på samspillet mellom VO2 og hjerterytme og understreker viktigheten av samspillet mellom hjerte- og luftveiene.
Økende forbruk
"Fysiologi for sport og trening" sier at alle har det samme oksygenforbruket i ro per gitt kroppsvekt. Når en person går fra hviletilstand til trening, krever kroppen imidlertid mer oksygen for metabolske prosesser for å følge med energikravene. Når kroppen går fra hvile til trening, begynner naturligvis pulsen å øke. Denne kardiovaskulære responsen muliggjør raskere oksygenlevering til arbeidsvevet, for eksempel skjelettmuskulatur, noe som gir mulighet for økt oksygenforbruk.
Minskende oksygenforbruk
Sykdommer i det kardiovaskulære systemet har en tendens til å forårsake en reduksjon i oksygenforbruk som begrenser individets evne til å delta i fysisk aktivitet. Arten av hjertesvikt forhindrer for eksempel hjertet i å øke hjerterytmen tilstrekkelig. Uten økningen i hjerterytmen er oksygentilførsel, og derfor oksygenforbruk, begrenset. Opphavsmannen til Weber Heart Failure Classification system, Dr. Karl Weber, har vist at ved alvorlig hjertesvikt blir oksygenekstraksjon forbedret for å kompensere for reduksjonen i oksygentilførsel. Denne forskningen understreker det viktige forholdet mellom oksygenforbruk og faktorene for oksygenlevering.
Eliteidrettsutøvere
Mens trening generelt øker tilførsel av oksygen, er det mulig for det kardiovaskulære systemet å utføre luftveiene. Forskning publisert av Dr. Scott Powers i "Sports Medicine" undersøker effekten av å øke hjerterytmen for mye. Når blod beveger seg gjennom lungene i veldig raskt tempo, er det liten tid for oksygen å forlate lungen og komme inn i blodet. Dette betyr at blodet bærer mindre oksygen enn normalt, en tilstand som kalles hypoksemi, og derfor leverer mindre oksygen enn kroppen krever. Hypoksemiske forhold fører generelt til besvimelse på grunn av mangel på oksygen til hjernen og andre vitale organer. Dette illustrerer den delikate balansen som må holdes mellom hjerte- og luftveiene for å maksimere oksygenforbruket.
Andre variabler
Mens hjerterytmen spiller en integrert rolle i oksygenforbruket, har slagvolum, den andre faktoren for oksygenlevering, vist seg å ha en mye større effekt på VO2. Flere variabler kan øke blodmengden som en person pumper per takt, mens endringer i trening av hjertefrekvensen er minimale. Tilpasningsevnen til slagvolum gjør det til en mer fremtredende variabel i bestemmelsen av maksimalt oksygenforbruk. For å bestemme grensene for oksygenforbruk er begge variablene for oksygenlevering viktige.
