Los sistemas cardiovascular y respiratorio están vinculados de tal manera que uno no puede funcionar sin el otro. Estos dos sistemas trabajan juntos para permitir que el metabolismo ocurra en todos los sistemas en todo el cuerpo mediante la entrega de oxígeno y la eliminación de desechos.
Consumo de oxigeno
El consumo de oxígeno, abreviado VO2, es una medida del volumen de oxígeno utilizado por el cuerpo. El VO2, según lo descrito por el Dr. Benjamin Levine, se basa en la ecuación de Fick, que dice que el consumo de oxígeno depende del producto de suministro y extracción de oxígeno. La extracción de oxígeno considera la cantidad de oxígeno en la sangre arterial que se envía al tejido metabólicamente activo y la cantidad de oxígeno en la sangre venosa que regresa al corazón. La diferencia en el contenido de oxígeno arterial y el contenido de oxígeno venoso determina la cantidad de oxígeno que fue utilizado por el tejido. El suministro de oxígeno, por otro lado, es una medida de la función cardíaca, específicamente del gasto cardíaco. El gasto cardíaco determina la cantidad de sangre bombeada desde el corazón en cada latido. El gasto cardíaco es el producto de la frecuencia cardíaca y el volumen sistólico, o la cantidad de sangre bombeada por latido.
Según Levine, el consumo de oxígeno está limitado en mayor medida por el suministro de oxígeno en lugar de la extracción de oxígeno. Esto pone gran énfasis en la interacción entre el VO2 y la frecuencia cardíaca y subraya la importancia de la interacción entre los sistemas cardiovascular y respiratorio.
Consumo creciente
"Fisiología del deporte y el ejercicio" dice que todos tienen el mismo consumo de oxígeno en reposo por peso corporal dado. Sin embargo, a medida que un individuo pasa de un estado de reposo a uno de ejercicio, el cuerpo exige más oxígeno para que los procesos metabólicos se mantengan al día con las demandas de energía. Naturalmente, a medida que el cuerpo pasa del reposo al ejercicio, la frecuencia cardíaca comienza a aumentar constantemente. Esta respuesta cardiovascular permite un suministro de oxígeno más rápido al tejido de trabajo, como el músculo esquelético, lo que permite un aumento en el consumo de oxígeno.
Disminución del consumo de oxígeno
Las enfermedades del sistema cardiovascular tienden a causar una disminución en el consumo de oxígeno que limita la capacidad de un individuo para realizar actividad física. La naturaleza de la insuficiencia cardíaca, por ejemplo, impide que el corazón aumente adecuadamente la frecuencia cardíaca. Sin el aumento de la frecuencia cardíaca, el suministro de oxígeno y, por lo tanto, el consumo de oxígeno, es limitado. El autor del sistema de clasificación de insuficiencia cardíaca de Weber, el Dr. Karl Weber, ha demostrado que en la insuficiencia cardíaca grave, la extracción de oxígeno se mejora para compensar la disminución en el suministro de oxígeno. Esta investigación subraya la importante relación entre el consumo de oxígeno y los factores de suministro de oxígeno.
Atletas de élite
Si bien el ejercicio generalmente aumenta el suministro de oxígeno, es posible que el sistema cardiovascular supere al sistema respiratorio. La investigación publicada por el Dr. Scott Powers en "Medicina deportiva" examina los efectos de aumentar demasiado la frecuencia cardíaca. Cuando la sangre viaja a través de los pulmones a un ritmo muy rápido, hay poco tiempo para que el oxígeno salga del pulmón y entre en la sangre. Esto significa que la sangre transporta menos oxígeno de lo normal, una condición llamada hipoxemia y, por lo tanto, entrega menos oxígeno del que el cuerpo demanda. Las condiciones hipoxémicas generalmente conducen a desmayos debido a la falta de oxígeno al cerebro y otros órganos vitales. Esto ilustra el delicado equilibrio que se debe mantener entre los sistemas cardiovascular y respiratorio para maximizar el consumo de oxígeno.
Otras variables
Si bien la frecuencia cardíaca desempeña un papel integral en el consumo de oxígeno, se ha demostrado que el volumen sistólico, el segundo factor de suministro de oxígeno, tiene un efecto mucho mayor sobre el VO2. Varias variables pueden mejorar la cantidad de sangre que un individuo bombea por latido, mientras que los cambios en la frecuencia cardíaca de ejercicio son mínimos. La adaptabilidad del volumen sistólico lo convierte en una variable más prominente en la determinación del consumo máximo de oxígeno. Para determinar los límites del consumo de oxígeno, ambas variables de suministro de oxígeno son importantes.
