Hjärtfrekvens och syreförbrukning

Kardiovaskulära och respiratoriska system är länkade på ett sådant sätt att man inte kan fungera utan den andra. Dessa två system samverkar för att metabolismen ska kunna ske i alla system i hela kroppen genom att leverera syre och avlägsna avfall.

Syreförbrukning

Syreförbrukning, förkortad VO2, är ett mått på volymen syre som används av kroppen. VO2, som beskrivs av Dr. Benjamin Levine, är baserad på Fick-ekvationen, som säger att syreförbrukningen är beroende av syrgasleverans och extraktion. Syrextraktion beaktar mängden syre i arteriellt blod som sänds till metaboliskt aktiv vävnad och mängden syre i venöst blod återförs till hjärtat. Skillnaden i arteriell syrehalt och venös syreinnehåll bestämmer mängden syre som användes av vävnaden. Syreavgivning, å andra sidan, är ett mått på hjärtfunktionen, speciellt av hjärtutgång. Hjärtproduktionen bestämmer mängden blod pumpat från hjärtat varje takt. Hjärtproduktion är produkten av hjärtfrekvens och slagvolym, eller hur mycket blod pumpas per slag.

Enligt Levine begränsas syreförbrukningen i högre grad genom syreavgivning snarare än syrextraktion. Detta lägger stor vikt vid samspelet mellan VO2 och hjärtfrekvensen och betonar vikten av interaktionen mellan kardiovaskulära och respiratoriska system.

Ökande konsumtion

"Physiology of Sport and Exercise" säger att alla har samma syreförbrukning i vila per given kroppsvikt. Men när en individ flyttar från viloplats till en övning kräver kroppen mer syre för metaboliska processer för att följa energikraven. Naturligtvis, som kroppen flyttar från vila till motion, börjar hjärtfrekvensen att öka stadigt. Detta kardiovaskulära svar möjliggör snabbare syreavgivning till arbetsvävnaden, såsom skelettmuskel, vilket möjliggör en ökning av syreförbrukningen.

Minskar syreförbrukningen

Sjukdomar i kardiovaskulärsystemet tenderar att leda till en minskning av syreförbrukningen som begränsar individens förmåga att engagera sig i fysisk aktivitet. Naturen av hjärtsvikt förhindrar till exempel hjärtat från en tillfredsställande ökning av hjärtfrekvensen. Utan ökning av hjärtfrekvensen är syreavgivning och därmed syreförbrukning begränsad. Upphovsmannen till Weber Heart Failure Classification System, Dr. Karl Weber, har visat att vid svår hjärtsvikt förbättras syrextraktionen för att kompensera för minskningen av syreavgivning. Denna forskning understryker det viktiga sambandet mellan syreförbrukning och faktorerna för syreavgivning.

Elite idrottare

Medan träning generellt ökar syreutbytet är det möjligt för kardiovaskulärsystemet att utföra andningsorganen. Forskning publicerad av Dr. Scott Powers i "Sports Medicine" undersöker effekterna av att öka hjärtfrekvensen för mycket. När blodet färdas genom lungorna i en mycket snabb takt, är det lite tid för syre att lämna lungan och gå in i blodet. Detta innebär att blodet bär mindre syre än normalt, ett tillstånd som kallas hypoxemi, och ger därför mindre syre än kroppen kräver. Hypoxemiska tillstånd leder generellt till svimning på grund av brist på syre i hjärnan och andra vitala organ. Detta illustrerar det känsliga balansen som måste hållas mellan kardiovaskulära och respiratoriska system för syreförbrukning maximeras.

Andra variabler

Medan hjärtfrekvensen spelar en integrerad roll i syreförbrukningen har slagvolymen, den andra faktorn för syreavgivning, visat sig ha en mycket större effekt på VO2. Flera variabler kan öka blodmängden en individuell pumpar per takt, medan förändringar i hjärtfrekvensen är minimala. Anpassningsförmågan hos slagvolymen gör det till en mer framträdande variabel vid bestämning av maximal syreförbrukning. För att bestämma gränserna för syreförbrukning är båda variablerna av syreavgivning viktiga.