Сердечно-сосудистая система состоит из сердца и сосудов, по которым циркулируют кровь и лимфа.
   Для бегунов самой важной частью их тела, требующей максимального кровоснабжения, являются мышцы. Функцией сердечно-сосудистой системы является доставка кислорода к работающим при беге мышцам. По мере роста спортивной формы бегуна потребности мышц в кислороде возрастают, и сердечно-сосудистая система должна адаптироваться к этому росту. Снабжение кислородом зависит от мощности насоса (то есть сердца), максимального количества кислорода, которое способна перенести единица объема крови, пропускной способности сосудов и эффективности переключения тока крови от менее важных органов к работающим при беге мышцам.

   Минутный объем сердца, или МОС (то есть количество крови, которое сердце может прокачать за одну минуту), определяется частотой сердечных сокращений (ЧСС) и ударным объемом (УО, объемом крови, прокачиваемым за один удар).
   МОС = УО х ЧСС
   В состоянии покоя сердце среднего взрослого человека прокачивает 70 миллилитров крови с частотой 70 ударов в минуту. То есть минутный объем сердца составляет 70 х 70 = 4900 миллилитров. После двух месяцев тренировок начинающего бегуна ударный объем увеличивается до 80 миллилитров и более, так как его сердце становится сильнее. Теперь тот же самый объем крови, нужный для обеспечения метаболизма всех органов, может быть прокачан за 61 удар (61 х 80 = 4880). Дальнейшее увеличение ударного объема приведет к еще большему снижению частоты сердечных сокращений в состоянии покоя.
   Легкие и равномерные упражнения являются лучшим типом тренировки, направленной на развитие сердечно-сосудистой системы с наименьшим дискомфортом. Для данной цели более важным является общее время бега, а не его интенсивность.
   Максимальная частота сердечных сокращений (ЧССмакс), доступная для данного бегуна, не обязательно изменяется в результате тренировок. Изменяется ударный объем — но до какого-то предела. Частота сердечных сокращений, достигаемая при выполнении субмаксимального тренировочного задания (такого, например, как легкая пробежка на длинную дистанцию), снижается в ходе тренировок точно так же, как снижается частота сердечных сокращений в состоянии покоя. Усиление сердечной мышцы является желательным результатом регулярных упражнений и отличает спортсменов от людей, ведущих сидячий образ жизни.

Количество кислорода, которое кровь способна перенести» выражается в миллилитрах кислорода, переносимого 100 миллилитрами крови, и зависит от уровня содержания гемоглобина в крови. Каждый грамм гемоглобина способен перенести 1,34 миллилитра кислорода. Кровь с гемоглобиновым числом 15 (то есть в 100 миллилитрах крови содержится 15 г гемоглобина) может перенести примерно 20 миллилитров (15 х 1,34) кислорода на каждые 100 миллилитров крови при условии, что кровь насыщена кислородом на 100%. На уровне моря кровь человека обычно насыщена кислородом на 96-97%, и с учетом этого содержание кислорода будет примерно 19 миллилитров. Можно сказать, что артериальная (то есть движущаяся от сердца к мышцам) кровь содержит 19 объемных процентов кислорода.
   Если уровень гемоглобина в крови человека ниже нормы (часто это бывает следствием недостатка железа в его рационе), можно подсчитать, как изменится содержание кислорода в его артериальной крови. Даже незначительное понижение уровня гемоглобина может привести к серьезному ухудшению результатов. Фактически главный отрицательный эффект бега на высоте состоит в том, что пониженное атмосферное давление приводит к снижению содержания кислорода в артериальной крови и тем самым — к снижению кислородной емкости крови. И высота, и пониженный уровень гемоглобина приводят к одному следствию — снижению максимального потребления кислорода (МПК), но по разным причинам.

   Объем и скорость течения крови определяются диаметром сосуда, по которому она течет, разницей давлений между начальной и конечной точками течения, а также вязкостью крови. Вязкость крови — величина почти неизменная, а вот диаметр сосудов изменяется в широких пределах в зависимости от тонуса стенок сосудов, природы ткани, окружающей сосуд, и наличия в сосуде отложений, замедляющих течение крови. В общем случае главным фактором, определяющим параметры потока крови, является диаметр сосудов.
   Когда вы начинаете выполнять какое-либо упражнение, лучше всего, если сосуды, снабжающие кровью работающие мышцы, будут расслабленными и расширенными. Это позволяет снизить давление в области работающих мышц и увеличивает разницу давлений между сердцем и этой областью, что увеличивает скорость потока крови. Увеличение давления крови на выходе из сердца в результате более частых и мощных сокращений также увеличит разницу давлений, что дополнительно усиливает ток крови. Таким образом, оказывается, что значительно усиливать ток крови за счет заметного снижения давления на периферии (в мышцах) и небольшого увеличения давления в центре (на выходе из сердца) весьма полезно, так как в итоге это ведет к снижению общего давления в системе и снижению расхода энергии на работу самого сердца.
   Кроме того, приток крови к работающим мышцам растет, если снижается потребление крови органами, менее важными в данный момент, например пищеварительной системой и кожей (если, конечно, температура окружающего воздуха невысока и не требует доставки к коже больших объемов крови для охлаждения тела).
   Как уже отмечалось, вязкость крови при нормальных условиях изменяется не сильно. Однако в условиях обезвоживания кровь становится более густой из-за частичной потери плазмы. Вязкость также изменяется, когда изменяется количество эритроцитов в крови. При его снижении (при котором уменьшается и количество гемоглобина в крови, что характерно для анемии) кровь становится менее вязкой, что в какой-то мере облегчает ее движение по сосудам. Однако это никак не компенсирует снижение кислородной емкости крови.