Os principais efeitos do treinamento sobre o débito cardíaco parecem ser um aumento no volume sistólico (um coração mais cheio de sangue) e uma diminuição na freqüência cardíaca de repouso. O maior volume sistólico permite que o coração bombeie mais sangue em cada batimento. Há um limite para a freqüência cardíaca máxima (180-190 batimentos por minuto). Uma freqüência cardíaca de repouso menor (50-60 batimentos por minuto num atleta treinado contra os normais 70-80) permite que o coração tenha um aumento maior da freqüência cardíaca durante os exercícios. Um maior aumento da freqüência cardíaca durante os exercícios, junto com um volume maior, aumenta o débito cardíaco e o fluxo sangüíneo para os músculos em atividade.
O treinamento pode ajudar o sistema respiratório, diminuindo a freqüência respiratória de repouso, aumentando a freqüência respiratória durante os exercícios e aumentando o volume de ar trocado em cada respiração (volume de ventilação pulmonar). Estas mudanças permitem que os pulmões absorvam mais ar durante os exercícios. O treinamento também pode aumentar a quantidade de oxigênio que os músculos em atividade retiram do sangue, o que provavelmente reflete o aumento das enzimas metabólicas.
Talvez você já tenha ouvido sobre os corredores ou os ciclistas que treinam nas montanhas. Este tipo de treinamento pode aumentar a quantidade de oxigênio transportada pelo sangue, ao obrigar o corpo a produzir mais hemoglobina. Como há menos oxigênio em altitudes elevadas, o corpo responde produzindo um hormônio chamado eritropoetina (EPO), que faz com que a medula óssea produza mais células sangüíneas e mais hemoglobina. Alguns atletas injetam EPO diretamente na corrente sangüínea, mas esta é uma prática perigosa. O Comitê Olímpico Internacional baniu o uso de EPO porque ele aumenta a espessura do sangue, o que pode levar a problemas circulatórios como infarto ou derrame.