Kardiovaskularni i respiratorni sustav povezani su na način da jedan ne može funkcionirati bez drugog. Ova dva sustava djeluju zajedno kako bi omogućili metabolizam u svim sustavima u tijelu, isporučujući kisik i uklanjajući otpad.
Potrošnja kisika
Potrošnja kisika, skraćeno VO2, mjeri volumen kisika koji tijelo koristi. VO2, kako ga je opisao dr. Benjamin Levine, temelji se na Fickovoj jednadžbi koja kaže da potrošnja kisika ovisi o proizvodu isporuke i ekstrakcije kisika. Ekstrakcija kisika uzima u obzir količinu kisika u arterijskoj krvi koja se šalje u metabolično aktivno tkivo i količinu kisika u venskoj krvi koja se vraća u srce. Razlika u sadržaju arterijskog kisika i venskom sadržaju kisika određuje količinu kisika koju je tkivo koristilo. Davanje kisika s druge strane mjeri mjeri srčanu funkciju, posebno za srčani ishod. Srčani rad određuje količinu krvi ispumpane iz srca svakog otkucaja. Srčani udio proizvod je volumena otkucaja srca i moždanog udara ili količine ispumpane krvi po otkucaju.
Prema Levineu, potrošnja kisika je u većoj mjeri ograničena isporukom kisika, a ne ekstrakcijom kisika. To daje veliki naglasak na međusobnoj povezanosti VO2 i otkucaja srca i naglašava važnost interakcije između kardiovaskularnog i dišnog sustava.
Povećanje potrošnje
"Fiziologija sporta i vježbanja" kaže da svi imaju jednaku potrošnju kisika u mirovanju po određenoj tjelesnoj težini. Međutim, kako pojedinac prelazi iz stanja mirovanja u stanje vježbanja, tijelo zahtijeva više kisika za metaboličke procese da bi išlo u korak sa energetskim potrebama. Naravno, kako se tijelo kreće od odmora do vježbanja, otkucaji srca se počinju neprestano povećavati. Ovaj kardiovaskularni odgovor omogućava bržu isporuku kisika u radno tkivo, poput koštanih mišića, što omogućava povećanje potrošnje kisika.
Smanjenje potrošnje kisika
Bolesti kardiovaskularnog sustava obično uzrokuju smanjenje potrošnje kisika što ograničava sposobnost pojedinca da se bavi fizičkom aktivnošću. Priroda zatajenja srca, primjerice, sprečava srce da adekvatno povećava otkucaje srca. Bez porasta otkucaja srca, isporuka kisika, a samim tim i potrošnja kisika, ograničena je. Inicijator Weberove klasifikacije zatajenja srca, dr. Karl Weber, pokazao je da je kod teškog zatajenja srca ekstrakcija kisika pojačana kako bi se nadoknadilo smanjenje isporuke kisika. Ovo istraživanje naglašava važnu vezu između potrošnje kisika i faktora isporuke kisika.
Elitni sportaši
Dok vježbanje općenito povećava isporuku kisika, moguće je da kardiovaskularni sustav nadiđe respiratorni sustav. Istraživanje koje je u časopisu "Sportska medicina" objavio dr. Scott Powers ispituje učinke povećavanja otkucaja srca previše. Kada krv putuje kroz pluća vrlo brzim tempom, malo je vremena da kisik napusti pluća i uđe u krv. To znači da krv nosi manje kisika nego što je normalno, stanje koje se naziva hipoksemija i zato isporučuje manje kisika nego što je tijelo zahtjevno. Hipoksemijska stanja uglavnom dovode do nesvjestice zbog nedostatka kisika u mozgu i drugim vitalnim organima. To ilustrira osjetljivu ravnotežu koju se moraju održati između kardiovaskularnog i dišnog sustava kako bi se potrošnja kisika povećala.
Ostale varijable
Iako otkucaji srca imaju sastavnu ulogu u potrošnji kisika, pokazalo se da volumen moždanog udara, drugog faktora isporuke kisika, ima mnogo veći utjecaj na VO2. Nekoliko varijabli mogu povećati količinu krvi po pojedinim pumpama po ritmu, dok su promjene u vježbanju otkucaja srca minimalne. Prilagodljivost volumena udara čini ga istaknutijom varijablom u određivanju maksimalne potrošnje kisika. Za određivanje ograničenja potrošnje kisika važne su obje varijable isporuke kisika.
