心血管系と呼吸器系は、一方が他方なしでは機能できないようにリンクされています。 これらの2つのシステムは連携して機能し、酸素を送り、老廃物を除去することにより、全身のすべてのシステムで代謝を行います。
酸素消費量
VO2と略される酸素消費量は、体内で使用される酸素量の尺度です。 ベンジャミン・レバイン博士が述べたように、VO2はフィックの方程式に基づいており、酸素消費量は酸素の送達と抽出の生成物に依存すると言います。 酸素抽出では、代謝的に活性な組織に送られる動脈血の酸素量と、心臓に戻される静脈血の酸素量を考慮します。 動脈の酸素含有量と静脈の酸素含有量の違いにより、組織が使用した酸素の量が決まります。 一方、酸素供給は、心機能、特に心拍出量の尺度です。 心拍出量は、心拍ごとに心臓から送り出される血液の量を決定します。 心拍出量は、心拍数と一回拍出量の積、または拍動ごとに送り出される血液の量です。
Levineによると、酸素の消費は、酸素の抽出ではなく、酸素の供給により大幅に制限されています。 これは、VO2と心拍数の間の相互作用に大きな重点を置き、心血管系と呼吸器系間の相互作用の重要性を強調しています。
消費の増加
「スポーツと運動の生理学」は、与えられた体重ごとに誰もが安静時に同じ酸素消費量を持っていると言います。 しかし、個人が安静状態から運動の1つに移行すると、身体はエネルギー要求に対応するために代謝プロセスのためにより多くの酸素を要求します。 当然、身体が休息から運動に移ると、心拍数は着実に増加し始めます。 この心血管反応により、骨格筋などの作業組織への酸素供給が速くなり、酸素消費量が増加します。
酸素消費量の減少
心血管系の病気は、身体の活動に従事する個人の能力を制限する酸素消費量の減少を引き起こす傾向があります。 たとえば、心不全の性質は、心臓が心拍数を適切に増加させるのを妨げます。 心拍数の増加がなければ、酸素供給、したがって酸素消費が制限されます。 ウェーバー心不全分類システムの創始者であるカール・ウェーバー博士は、重度の心不全では、酸素供給の減少を補うために酸素抽出が強化されることを実証しました。 この研究は、酸素消費と酸素供給の要因との重要な関係を強調しています。
エリート選手
運動は一般的に酸素の供給を増加させますが、心血管系が呼吸器系を上回る可能性があります。 「スポーツ医学」でDr. Scott Powersが発表した研究では、心拍数を上げすぎた場合の影響を調べています。 血液が非常に速いペースで肺を通過する場合、酸素が肺を出て血液に入る時間はほとんどありません。 これは、低酸素血症と呼ばれる状態である血液が通常よりも少ない酸素を運ぶため、体が要求するよりも少ない酸素を供給することを意味します。 低酸素状態は、一般に、脳や他の重要な臓器への酸素不足による失神につながります。 これは、酸素消費量を最大化するために心血管系と呼吸器系の間で維持しなければならない繊細なバランスを示しています。
その他の変数
心拍数は酸素消費に不可欠な役割を果たしますが、酸素送達の2番目の要因である1回拍出量は、VO2にはるかに大きな影響を与えることが示されています。 心拍数の変化は最小限ですが、いくつかの変数が個々の拍動あたりのポンプの血液量を高めることができます。 一回拍出量の適応性は、最大酸素消費量の決定において、それをより顕著な変数にします。 酸素消費量の限界を決定するには、酸素供給の両方の変数が重要です。
