Sport hat viele bekannte Vorteile, von der Verbesserung der Kraft und Flexibilität bis hin zur Unterstützung der kardiovaskulären Fitness. Eine wichtige Komponente der kardiovaskulären Fitness, die durch die Teilnahme an einem regelmäßigen Trainingsprogramm verbessert wird, ist die Gesundheit der Atemwege. Das menschliche Atmungssystem und Bewegung sind insofern verbunden, als dass Bewegung die Fähigkeit des Körpers stärkt, Sauerstoff effizient zu verwerten, ein Gas, das durch Austausch mit Kohlendioxid in der Lunge in den Blutkreislauf gelangt.
Bestehend aus den Atemwegen – den Atemwegen, der Nasenhöhle und dem Mund, dem Rachen oder Rachen und der Luft- oder Luftröhre – und der Lunge ist das Atmungssystem dafür verantwortlich, Sauerstoff aus der eingeatmeten Luft zu entfernen und gleichzeitig Kohlendioxid aus dem Körper über die ausgeatmete auszustoßen Luft. Sauerstoff ist für eine Reihe wichtiger Körperprozesse lebenswichtig, insbesondere für den Zellstoffwechsel, während Kohlendioxid ein Abfallprodukt dieser Prozesse ist. Das Atmungssystem arbeitet in Verbindung mit dem Herz-Kreislauf-System, um Sauerstoff über das Blut an das Körpergewebe zu liefern und Kohlendioxid aus den Geweben in die Lunge zur Eliminierung aus dem Körper zurückzugeben.
Wie das Atmungssystem und das Training zusammenhängen, kann ohne eine Erklärung der Funktion des Herz-Kreislauf-Systems nicht erklärt werden. Das Herz pumpt, um Blut, das Sauerstoff in den Lungen erhalten hat, im ganzen Körper zu zirkulieren, während es auch sauerstoffarmes Blut oder Blut, das Sauerstoff abgelagert und mit Kohlendioxid zurückgeführt hat, zurück in die Lunge zirkuliert. Zurück in der Lunge nimmt das Blut einen bestimmten Prozentsatz des Sauerstoffs auf, der in einem bestimmten Volumen der eingeatmeten Luft verfügbar ist. Diese Sauerstoffextraktion erfolgt in den Alveolen, winzigen Lungenbläschen, die von Kapillaren durchzogen sind; die Kapillaren versorgen größere Blutgefäße, die das sauerstoffreiche Blut kurzzeitig zum Herzen zurückführen, das es dann in den Körper pumpt.
Sport verbessert nicht nur die Sauerstoffmenge, die aus der Luft in der Lunge extrahiert werden kann, sondern auch die Menge an Sauerstoff, die vom Herz-Kreislauf-System an die Gewebe des Körpers abgegeben werden kann, und die Menge, die diese Gewebe verbrauchen. Herz-Kreislauf-Training ermöglicht es einer Person, eine größere Menge Sauerstoff in einer bestimmten Blutmenge aufzunehmen, was bedeutet, dass das Herz den Sauerstoffbedarf des Körpers mit einer geringeren Blutmenge, die aus dem Herzen gepumpt wird, decken kann, ausgedrückt in einer niedrigeren Herzfrequenz in Schläge pro Minute. Es trägt auch zu einer erhöhten Anzahl von roten Blutkörperchen bei, die ein Protein namens Hämoglobin enthalten, an das sich Sauerstoff anlagert, um durch den Körper transportiert zu werden. Mehr rote Blutkörperchen bedeuten mehr Sauerstoff, der in einem bestimmten Blutvolumen an das Gewebe abgegeben werden kann.
Eine weitere Verbindung zwischen dem Atmungssystem und Bewegung ist die Wirkung von Kohlendioxid auf die Blutgefäße. Während des Trainings erhöht sich der Zellstoffwechsel, was einfach bedeutet, dass mehr Sauerstoff verbraucht werden muss, um den Energiebedarf des Körpers zu decken, und daher im Vergleich zum Ruhezustand mehr Kohlendioxid ausgeschieden wird. Dieses erhöhte Vorhandensein von Kohlendioxid in den Blutgefäßen führt dazu, dass sie sich erweitern oder im Durchmesser erweitern. Als Folge dieser Vasodilatation kann eine größere Menge Blut und damit Sauerstoff in die Gewebe gelangen, die es benötigen. Das bedeutet, dass fitte Personen einen weiteren Vorteil dieser positiven Beziehung zwischen Atmungssystem und Bewegung genießen: nicht nur eine niedrigere Ruheherzfrequenz, sondern auch eine langsamere Atemfrequenz, da ihr Körper immer effizienter Sauerstoff aufnehmen und verbrauchen kann.