W spoczynku przeciętna osoba wypompowuje z serca pięć litrów krwi co minutę. Układ sercowo-naczyniowy jest zamkniętą siecią, co oznacza, że pięć litrów krwi musi również być oddawanych do serca co minutę, aby kontynuować tę szybkość krążenia. Podczas wysiłku, pojemność minutowa serca może wzrosnąć nawet ośmiokrotnie w światowej klasy sportach wytrzymałościowych. Jeżeli ćwiczenie wykonywane jest w pozycji pionowej, oddawanie krwi do serca w tym tempie jest trudne, ponieważ przyciąganie grawitacyjne zapewnia opór.
Przepływ krwi
Twój układ sercowo-naczyniowy krąży krew, dostarczając tlen i paliwo do tkanek oraz usuwając odpady metaboliczne. Po opuszczeniu serca krew przepływa przez układ tętniczy do naczyń włosowatych, gdzie następuje wymiana z tkankami. Kapilary dostarczają pozbawioną tlenu krew do układu żylnego, który ma mniejszą powierzchnię przekroju poprzecznego, która pomaga zwiększyć prędkość przepływu. Naczynia krwionośne układu żylnego lub żyły mają również zawory rozmieszczone w krótkich odstępach czasu, które zapewniają przepływ krwi tylko w jednym kierunku. Te dwie cechy są ważne, ponieważ ciśnienie krwi żylnej jest niskie i bez nich krew zlewałaby się w kończynach.
Powrót żylny
W spoczynku żylne naczynia krwionośne zazwyczaj zawierają 65 procent całkowitej objętości krwi. Zawory żylne zapewniają jednokierunkowy przepływ, ale wciąż istnieje wyzwanie polegające na zwróceniu tej krwi do serca. Jest to trudne, ponieważ poprzez przyjęcie dwunożnej lokomocji odpowiedni ruch człowieka z pozycji poziomej do wyprostowanej oznacza, że istnieje znaczny gradient ciśnienia grawitacyjnego, który muszą pokonać nasze układy krążenia. Podczas pionowych ćwiczeń, kiedy przepływ krwi do kończyn jest znacznie zwiększony, jest to jeszcze trudniejsze. Istnieją trzy główne mechanizmy zapewniające odpowiedni powrót żylny podczas ćwiczeń w pozycji pionowej. Są to: zwężenie naczyń krwionośnych, pompa mięśniowa i pompa oddechowa.
Venoconstriction
Zwężenie naczyń obejmuje sygnały odruchowe, które powodują zwężenie żył. Te sygnały są wysyłane przez współczulny układ nerwowy podczas ćwiczeń. Zwężenie naczyń zmniejsza objętość krwi, którą może zawierać układ żylny, co ułatwia powrót żylny.
Pompa mięśniowa
Pompa mięśniowa powstaje w wyniku mechanicznego działania rytmicznych skurczów mięśni szkieletowych podczas ćwiczeń. Skurcze te kompresują żyły i przywracają krew do serca. Pomiędzy skurczami krew spływająca z twoich naczyń włosowatych napełnia twoje żyły i jest utrzymywana w miejscu przez ich zastawki, aż do następnego skurczu. Znaczny wpływ pompy mięśniowej stanowi uzasadnienie dla aktywnego ochłodzenia po wysiłku, ponieważ zatrzymanie gwałtownie spowoduje usunięcie tego mechanizmu i ryzyko znacznego gromadzenia krwi.
Pompa oddechowa
Rytmiczny wzór oddychania podczas ćwiczeń zapewnia również działanie pompujące w układzie naczyniowym. Kiedy wdychasz, ciśnienie wewnątrz klatki piersiowej zmniejsza się, a ciśnienie wewnątrz brzucha się zwiększa. To wypycha krew z powrotem do serca. Ten mechanizm, który nazywa się pompą oddechową, okazał się dominującym czynnikiem, który zwraca krew do serca podczas wysiłku w pozycji pionowej.
