Els sistemes cardiovasculars i respiratoris estan units de tal manera que un no pot funcionar sense l'altre. Aquests dos sistemes treballen conjuntament per permetre que el metabolisme es produeixi a tots els sistemes de tot el cos, aportant oxigen i eliminant residus.
Consum d’oxigen
El consum d’oxigen, abreujat VO2, és una mesura del volum d’oxigen que utilitza el cos. El VO2, tal com el va descriure el Dr. Benjamin Levine, es basa en l’equació de Fick, que diu que el consum d’oxigen depèn del producte de l’aportació i extracció d’oxigen. L’extracció d’oxigen considera la quantitat d’oxigen en sang arterial que s’envia al teixit metabòlicament actiu, i la quantitat d’oxigen en sang venosa que es torna al cor. La diferència de contingut d’oxigen arterial i contingut d’oxigen venós determina la quantitat d’oxigen que va utilitzar el teixit. El lliurament d’oxigen, en canvi, és una mesura de la funció cardíaca, concretament de la sortida cardíaca. La sortida cardíaca determina la quantitat de sang que es pompa del cor cada batec. La sortida cardíaca és el producte de la freqüència cardíaca i el volum d’ictus, o la quantitat de sang que es bomba per batec.
Segons Levine, el consum d’oxigen està limitat en gran mesura per l’aportació d’oxigen en lloc de l’extracció d’oxigen. Això posa un gran èmfasi en la interacció entre el VO2 i la freqüència cardíaca i destaca la importància de la interacció entre els sistemes cardiovascular i respiratori.
Consum creixent
"Fisiologia de l'esport i l'exercici" diu que tothom té el mateix consum d'oxigen en repòs per pes pesat determinat. Tanmateix, a mesura que l’individu passa d’un estat de repòs a un d’exercici, el cos exigeix més oxigen per als processos metabòlics per estar al dia amb les necessitats energètiques. Com és natural, a mesura que el cos passa del repòs a l’exercici, la freqüència cardíaca comença a augmentar constantment. Aquesta resposta cardiovascular permet un lliurament més ràpid d’oxigen al teixit de treball, com el múscul esquelètic, que permet un augment del consum d’oxigen.
Disminució del consum d’oxigen
Les malalties del sistema cardiovascular solen provocar una disminució del consum d’oxigen que limita la capacitat d’un individu per a realitzar activitats físiques. La naturalesa de la insuficiència cardíaca, per exemple, impedeix que el cor augmenti adequadament la freqüència cardíaca. Sense l’augment de la freqüència cardíaca, l’aportació d’oxigen i, per tant, el consum d’oxigen, és limitat. El propietari del sistema de classificació de la insuficiència cardíaca de Weber, el doctor Karl Weber, ha demostrat que en una insuficiència cardíaca greu, es millora l'extracció d'oxigen per compensar la disminució del lliurament d'oxigen. Aquesta investigació subratlla la important relació entre el consum d’oxigen i els factors d’aportació d’oxigen.
Atletes d’elit
Tot i que l’exercici generalment augmenta el lliurament d’oxigen, és possible que el sistema cardiovascular realitzi el sistema respiratori. Una investigació publicada pel doctor Scott Powers en "Medicina de l'Esport" examina els efectes de l'augment de la freqüència cardíaca massa. Quan la sang viatja pels pulmons a un ritme molt ràpid, hi ha poc temps perquè l’oxigen surti del pulmó i entri a la sang. Això significa que la sang transporta menys oxigen del normal, una malaltia anomenada hipoxèmia i, per tant, aporta menys oxigen del que el cos exigeix. Les condicions hipoxèmiques generalment condueixen a desmais per falta d’oxigen al cervell i altres òrgans vitals. Això il·lustra l’equilibri delicat que s’ha de mantenir entre els sistemes cardiovascular i respiratori per maximitzar el consum d’oxigen.
Altres variables
Si bé la freqüència cardíaca té un paper integral en el consum d’oxigen, s’ha demostrat que el volum d’ictus, el segon factor d’aportació d’oxigen, té un efecte molt més gran sobre la VO2. Diverses variables poden augmentar la quantitat de sang que les bombes individuals per ritme, mentre que els canvis en l'exercici de la freqüència cardíaca són mínims. L’adaptabilitat del volum de cursa fa que sigui una variable més destacada en la determinació del consum màxim d’oxigen. Per determinar els límits del consum d’oxigen, són importants les dues variables d’aportació d’oxigen.
