Fréquence cardiaque et consommation d'oxygène

Les systèmes cardiovasculaire et respiratoire sont liés de telle sorte que l’un ne peut fonctionner sans l’autre. Ces deux systèmes fonctionnent ensemble pour permettre au métabolisme de se produire dans tous les systèmes du corps en fournissant de l'oxygène et en éliminant les déchets..

Consommation d'oxygène

La consommation d'oxygène, en abrégé VO2, est une mesure du volume d'oxygène utilisé par le corps. Le VO2, décrit par le Dr. Benjamin Levine, est basé sur l'équation de Fick, selon laquelle la consommation d'oxygène dépend du produit de l'apport et de l'extraction de l'oxygène. L'extraction à l'oxygène prend en compte la quantité d'oxygène dans le sang artériel qui est envoyée aux tissus métaboliquement actifs, ainsi que la quantité d'oxygène dans le sang veineux qui est renvoyée au cœur. La différence de teneur en oxygène artériel et en oxygène veineux détermine la quantité d'oxygène utilisée par le tissu. L'apport en oxygène, en revanche, est une mesure de la fonction cardiaque, en particulier du débit cardiaque. Le débit cardiaque détermine la quantité de sang pompée par le cœur à chaque battement. Le débit cardiaque est le produit de la fréquence cardiaque et du volume systolique, ou de la quantité de sang pompé par battement..

Selon Levine, la consommation d'oxygène est davantage limitée par l'apport en oxygène que par l'extraction d'oxygène. Cela met l'accent sur l'interaction entre la VO2 et la fréquence cardiaque et souligne l'importance de l'interaction entre les systèmes cardiovasculaire et respiratoire..

Consommation croissante

"Physiologie du sport et de l'exercice" dit que tout le monde a la même consommation d'oxygène au repos pour un poids donné. Cependant, lorsqu'un individu passe d'un état de repos à un état d'exercice, le corps demande plus d'oxygène pour que les processus métaboliques répondent aux besoins énergétiques. Naturellement, lorsque le corps passe du repos à l'exercice, le rythme cardiaque commence à augmenter régulièrement. Cette réponse cardiovasculaire permet un apport plus rapide d'oxygène au tissu actif, tel que le muscle squelettique, ce qui permet une augmentation de la consommation d'oxygène..

Diminution de la consommation d'oxygène

Les maladies du système cardiovasculaire ont tendance à entraîner une diminution de la consommation d'oxygène, ce qui limite la capacité d'un individu à faire de l'activité physique. La nature de l’insuffisance cardiaque, par exemple, empêche le cœur d’accroître de manière adéquate sa fréquence cardiaque. Sans augmentation de la fréquence cardiaque, l'apport en oxygène, et donc sa consommation, est limité. Le Dr Karl Weber, à l'origine du système de classification de l'insuffisance cardiaque de Weber, a démontré que, dans les cas d'insuffisance cardiaque sévère, l'extraction de l'oxygène est améliorée pour compenser la diminution de l'apport en oxygène. Cette recherche souligne l’importante relation entre la consommation d’oxygène et les facteurs d’apport en oxygène.

Athlètes Elite

Bien que l'exercice augmente généralement l'apport en oxygène, il est possible que le système cardiovasculaire surpasse le système respiratoire. La recherche publiée par le Dr Scott Powers dans "Sports Medicine" examine les effets d'une augmentation excessive de la fréquence cardiaque. Lorsque le sang circule dans les poumons à un rythme très rapide, l'oxygène a peu de temps pour quitter les poumons et pénétrer dans le sang. Cela signifie que le sang transporte moins d'oxygène que la normale, une condition appelée hypoxémie, et fournit donc moins d'oxygène que le corps n'en demande. Les conditions hypoxémiques entraînent généralement des évanouissements dus à un manque d'oxygène dans le cerveau et d'autres organes vitaux. Ceci illustre le délicat équilibre à maintenir entre les systèmes cardiovasculaire et respiratoire pour optimiser la consommation d’oxygène..

Autres variables

Alors que la fréquence cardiaque joue un rôle essentiel dans la consommation d'oxygène, il a été démontré que le volume systolique, le deuxième facteur de la distribution d'oxygène, avait un effet beaucoup plus important sur la VO2. Plusieurs variables peuvent augmenter la quantité de sang d’une pompe à l’autre par battement, alors que les changements de la fréquence cardiaque à l’exercice sont minimes. L'adaptabilité du volume systolique en fait une variable plus importante dans la détermination de la consommation maximale en oxygène. Pour déterminer les limites de la consommation d’oxygène, les deux variables d’apport en oxygène sont importantes..