Durant l’exercici físic, cal que el funcionament de l’aparell cardiovascular experimenti algunes modificacions per tal de garantir una aportació adequada d’oxigen al teixit muscular, i també un drenatge apropiat dels elements que es produeixen després de la metabolització dels nutrients, com l’àcid làctic i l’àcid carbònic. Aquestes modificacions inclouen, esquemàticament, un increment del cabal cardíac, és a dir, la quantitat de sang que el cor bomba per minut, i una redistribució del flux sanguini dels diferents teixits, destinada bàsicament a augmentar de manera específica el dels músculs esquelètics i del miocardi o múscul cardíac.
El cabal cardíac és directament proporcional al volum d’ejecció —la quantitat de sang que el ventricle esquerre expulsa cap al sistema arterial en cada sístole o contracció de les cavitats cardíaques ventriculars— i a la freqüència cardíaca —la quantitat de batecs que el cor efectua en una unitat de temps—. Dit d’una altra manera, el cabal cardíac és una variable que s’obté multiplicant el volum d’ejecció per la freqüència cardíaca. En estat de repòs, i en adults sans, el volum d’ejecció és al voltant de 70 ml, és a dir, en cada sístole el ventricle esquerre expulsa aproximadament 70 ml de sang, i durant cada minut el cor es contreu unes 70 vegades. Així, en condicions normals, i en repòs, el cabal cardíac d’un adult és al voltant de 5 l.
Quan es realitza un treball muscular de manera sobtada i breu, o durant els primers segons que segueixen al començament d’una activitat física, els músculs obtenen el plus d’energia que necessiten per mitjà de l’activació de mecanismes anaeròbics, per al funcionament dels quals no cal un increment de l’aportació d’oxigen a les fibres musculars. Tanmateix, al cap de poc temps aquests mecanismes comencen a esgotar-se, i les fibres musculars comencen a obtenir aquest plus d’energia fonamentalment a partir de l’activació del mecanisme aeròbic, per al funcionament del qual és indispensable un increment de l’aportació de sang oxigenada. Aquest increment s’aconsegueix mitjançant un augment del cabal cardíac i un augment del flux sanguini dels músculs esquelètics, i tot això és regulat per diversos i complexos mecanismes nerviosos i hormonals.
L’increment del cabal cardíac és proporcional a la intensitat de l’exercici físic que es realitzi. En un exercici físic lleuger, com la marxa, el cabal cardíac pot arribar a uns 10 l per minut, mentre que en un d’intens, com per exemple nedar o córrer de manera accelerada, pot arribar fins a 20 l per minut.
En les persones que duen a terme una vida sedentària, i en les que, per tant, el miocardi no està entrenat i no és voluminós, l’increment del cabal cardíac es produeix, sobretot, per un augment de la freqüència cardíaca, que pot arribar fins a uns valors que oscil·len, fonamentalment segons l’edat del subjecte, de 160 a 220 batecs per minut. Més enllà d’aquest límit, l’increment de la freqüència cardíaca no és eficaç per a incrementar el cabal cardíac, ja que les cavitats del cor no poden omplir-se i expulsar quantitats adequades de sang.
En canvi, en les persones que practiquen exercicis físics de manera regular, i molt particularment en els esportistes, el miocardi dels quals està entrenat i és voluminós, l’increment del cabal cardíac es produeix sobretot per un augment del volum d’ejecció, mentre que la freqüència cardíaca només augmenta quan l’exercici físic adquireix una certa intensitat. Per aquesta raó, en aquestes persones, l’increment del cabal cardíac i per tant la resistència del treball muscular, són molt superiors al comú de la població.
L’increment del volum d’ejecció, fruit d’una major força de contractilitat del miocardi, se segueix d’un increment de la pressió arterial màxima, és a dir, la pressió que la sang exerceix contra les parets arterials quan és expulsada del cor. Per això, durant l’exercici físic es verifica un augment dels valors de la pressió arterial màxima, que poden situar-se en xifres de fins a 200 mm de Hg o fins i tot més. Tanmateix, aquest increment no té, en condicions normals, cap significat patològic; fins i tot, el mesura-ment de la pressió arterial se sol utilitzar, juntament amb la de la freqüència cardíaca, com un dels patrons més importants per a valorar l’estat físic de les persones quan realitzen un exercici físic.
L’increment del cabal cardíac representa una major aportació d’oxigen a tots els teixits de l’organisme. Tanmateix, durant l’exercici físic es necessita un augment específic de l’aportació d’oxigen als músculs esquelètics i al mateix miocardi. És per aquesta raó que, sobretot quan l’exercici físic és intens, i gràcies a l’activació de diversos mecanismes nerviosos i hormonals que modifiquen el calibre de les artèries dels diferents teixits, es produeix una redistribució del flux sanguini en l’organisme. Concretament, s’incrementen el calibre de les artèries i el flux sanguini dels músculs esquelètics i del miocardi, i en contrapartida disminueix el calibre de les artèries i el flux sanguini de les vísceres abdominals. En condicions normals, el flux sanguini cerebral es manté en els seus valors habituals, fins i tot si l’activitat física és molt intensa. Per la seva banda, el de la pell, sobretot en condicions de calor ambiental, també s’incrementa, per a facilitar la pèrdua de calor de l’organisme.