心率和耗氧量

心血管系统和呼吸系统是相互联系的，没有一个系统就不能正常工作。这两个系统一起工作，让新陈代谢发生在整个身体的所有系统，通过输送氧气和清除废物。

耗氧量，简称VO2，是人体耗氧量的一种度量。正如Benjamin Levine博士所描述的，VO2是基于Fick方程的，该方程表示氧气消耗取决于氧气输送和提取的产物。氧的提取考虑的是动脉血中的氧被发送到代谢活跃组织的量，以及静脉血中的氧被返回到心脏的量。动脉氧含量和静脉氧含量的差异决定了组织使用的氧气量。氧的输送，另一方面，是一个衡量心功能，特别是心输出量。心输出量决定了每一次心跳所泵出的血液量。心输出量是心率和每搏量的乘积，即每搏泵出的血量。

根据Levine的研究，氧的消耗在很大程度上是通过输氧而不是抽氧来限制的。这强调了VO2和心率之间的相互作用，并强调了心血管系统和呼吸系统之间相互作用的重要性。

《运动和锻炼生理学》说，每个人在休息时的耗氧量都是相同的。然而，当一个人从静止状态过渡到运动状态时，身体需要更多的氧气来进行新陈代谢，以满足能量需求。自然地，当身体从静止转向运动时，心率开始稳步增加。这种心血管反应可以使氧气更快地输送到工作组织，如骨骼肌，从而增加氧气消耗。

心血管系统的疾病倾向于导致氧气消耗减少，这限制了个人从事身体活动的能力。例如，心力衰竭的性质可以防止心脏充分提高心率。没有心率的增加，氧气输送，因此耗氧量，是有限的。韦伯心力衰竭分类系统的发起者Karl Weber博士已经证明，在严重的心力衰竭中，氧气提取得到增强，以补偿氧递送的减少。该研究强调了氧气消耗与氧气递送因素之间的重要关系。

虽然运动通常会增加氧气输送，但心血管系统也有可能比呼吸系统表现得更好。斯科特·鲍尔斯博士在《运动医学》上发表了一项研究，研究了过多增加心率的影响。当血液在肺部快速流动时，氧气离开肺部进入血液的时间就很少了。这意味着血液携带的氧气比正常情况下要少，这就是所谓的低氧血症，因此输送的氧气比身体需要的要少。由于大脑和其他重要器官缺氧，低氧状态通常会导致昏厥。这说明了心血管系统和呼吸系统之间必须保持微妙的平衡，以便最大限度地消耗氧气。

虽然心率在耗氧中起着不可或缺的作用，但作为氧气输送的第二个因素，stroke volume已被证明对VO2有更大的影响。有几个变量可以增加一个人每跳动泵出的血量，而运动时心率的变化是最小的。冲程容积的适应性使其在确定最大耗氧量时成为一个更为突出的变量。为了确定氧消耗的极限，两个变量的氧输送是重要的。