Движения в суставах, например сгибание и разгибание конечностей, совершаются благодаря поочередному сокращению групп мышц-антагонистов — сгибателей и разгибателей, которые действуют согласованно, так как иннервирующие их нервные центры последовательно и поочередно переходят из состояния возбуждения в состояние торможения.
Работа мышц связана с расходованием энергии. Энергию для мышечного сокращения дает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Однако запасы АТФ в мышце небольшие, и они истощаются меньше чем за одну секунду. Для синтеза АТФ используется энергия, освобождаемая при окислении глюкозы (см. раздел «Общая биология»). Кровь, протекающая через мышцы, снабжает их необходимыми питательными веществами, кислородом и уносит углекислый газ, воду и другие продукты распада органических веществ, образовавшиеся в процессе их работы.
Таким образом, эффективность и продолжительность работы мышц зависит от кровоснабжения мышц и, следовательно, от работы сердечно-сосудистой системы.
Утомление. Когда кровоснабжение не соответствует возросшим потребностям интенсивно работающей мышцы, в крови накапливаются продукты распада органических веществ. Они угнетающе действуют на нервные центры, иннервирующие мышцу. Вследствие этого снижается работоспособность, развивается утомление. Опыт показывает, что чем больше нагрузка и быстрее ритм сокращений мышц, тем скорее развивается утомление. И. М. Сеченов показал, что утомление развивается медленнее всего, а работоспособность самая высокая при средних ритме и нагрузке. Он также установил, что восстановление работоспособности утомленных мышц руки ускоряется, если в период отдыха производить работу другой рукой. В отличие от покоя такой отдых он назвал активным отдыхом. В его основе лежит распространение процессом возбуждения из центра работающей руки на заторможенный центр утомленной руки и его растормаживание. Для борьбы с утомлением необходимо чередовать разнообразную деятельность.
Значение физических упражнений для правильного формирования скелета и мышц. Физические упражнения способствуют правильному формированию мышц и скелета. В процессе работы усиливается кровоснабжение мышц и взаимосвязанных с ними костей, сухожилий и суставов, повышается в них обмен веществ и увеличивается приток к ним питательных веществ, витаминов, гормонов, кислорода. Чем сильнее развиты мышцы тела, тем прочнее становится скелет, тем крепче кости и тем более они устойчивы к нагрузкам и травмам.
Физические упражнения, проводимые с учетом возрастных особенностей детей и подростков, способствуют устранению плоскостопия и нарушений осанки, которые могут быть вызваны заболеваниями скелета (рахит), малой подвижностью организма, слабым развитием мышц, неправильным сидением за столом, ношением тяжестей в одной руке и т. д.
Соответствующие физические упражнения, например балансирование с мячом на голове, укрепляют мышцы позвоночника и способствуют выработке хорошей осанки.
Разносторонняя мышечная деятельность повышает работоспособность организма, при этом уменьшаются его энергетические затраты на выполнение работы.
Физические упражнения способствуют формированию здорового, сильного, выносливого человека с правильным телосложением и гармонично развитой мускулатурой, активного и полезного члена общества.