Основной двигательный механизм организма — мышцы. Уровень обмена веществ в них изменяется в очень широких пределах. В [[Физиология мышечной деятельности|работающей мышце]] по сравнению с мышцей, находящейся в состоянии покоя, интенсивность окислительных процессов возрастает в 50 раз и более. Одновременно большая нагрузка приходится на систему транспорта продуктов обмена — тканевую жидкость и кровообращение. Для сохранения химического и физического равновесия к клеткам необходимо доставлять нужное количество питательных веществ и кислорода, а также удалять тепло и конечные продукты обмена веществ — воду, углекислый газ и др. Поэтому при интенсивной нагрузке способность противостоять утомлению во многом зависит от состояния систем кровообращения и дыхания.

Однако запас АТФ в мышцах невелик, и для поддержания активности мышц на определенном уровне необходим быстрый ресинтез АТФ. Ресинтез происходит в процессе рефосфорилирования при соединении АДФ и фосфатов, прежде всего, КФ:

В анаэробных условиях активность мышечных клеток не может быть длительной. Она лимитируется возрастанием концентрации молочной кислоты, а также исчерпанием запасов гликогена или глюкозы. Анаэробные возможности проявляются в кратковременной мышечной работе максимальной интенсивности, когда невозможна доставка требуемого количества кислорода к работающим мышцам. Анаэробная производительность организма наиболее полно характеризуется показателями максимального кислородного долга и максимума накопления молочной кислоты (лактата) в крови.

В аэробных условиях присоединение фосфатной группы происходит в присутствии кислорода, поэтому данный процесс называется окислительным фосфорилированием:

(гликоген и свободные жирные кислоты) + Ф + АДФ + О2 ->АТФ +С02 + Н20.

Не более 1—2 мин могут выполняться нагрузки субмаксимальной мощности (80—90 % [[Максимальное потребление кислорода|МПК]]), характеризующиеся анаэробным типом обмена, когда наибольшая часть кислородного запроса потребляется не во время работы, а в восстановительном периоде. Около 30 мин может совершаться работа при полном использовании аэробной способности организма (70—80 % МПК). Образующаяся при этом значительная кислородная задолженность требует предоставления перерывов для отдыха, сопоставимых с длительностью работы. При этом важно, чтобы к началу следующего эпизода нагрузки кислородный долг был полностью ликвидирован. Работа большой мощности (50—70 % МПК) может выполняться здоровыми людьми в интервале от 30 мин до нескольких часов и может выполняться лишь эпизодически. Работа умеренной мощности (25—50 % МПК) достаточно широко представлена в деятельности людей физического труда, может выполняться в течение нескольких часов, но также эпизодически, при предоставлении во время рабочего периода кратковременных пауз для отдыха. Фактором, ограничивающим возможную длительность таких работ, является не столько величина кислородного долга, сколько снижение углеводных ресурсов или нарушения теплового состояния (перегрев). Работы низкой интенсивности (менее 25 % МПК) могут совершаться в течение 8— 18 ч.

<table cellpadding="7" border="1">

<tr><td>

<p>Показатель</p></td><td>

<p>Максимальная мощность</p></td><td>

<p>Субмаксимальная и большая мощность</p></td><td>

''При работе максимальной мощности'' утомление связано с несостоятельностью центрального механизма организации и координации движений такого темпа: происходит самоограничение интенсивности потока импульсов с помощью короткоаксонных вставочных нейронов ГАМКергической природы, торможения передачи сигналов в синапсах вследствие тормозных пресинаптических рецепторов, остаточной деполяризации электровозбудимых мембран и развития парабиоза. При работе субмаксимальной мощности основную роль в генезе утомления играет дальнейшая неспособность организма компенсировать изменения как местного (в работающих мышцах), так и общего гомеостаза (выраженная лактацидемия, ацидоз, гипогликемия, обеднение запасов гликогена в мышцах и печени, снижение ударного объема сердца). При работе большой мощности скорость развития утомления зависит от состояния кардиореспираторной системы и способности организма длительно компенсировать нарастающие сдвиги кислотно-основного состояния, гипогликемию, нарушения терморегуляции.

''При работе умеренной мощности'' развивающееся утомление связано с истощением углеводного резерва и нарушением питания мозга, накоплением метаболитов и ухудшением функции митохондрий, нарушениями терморегуляции и способности поддерживать гомеостатические механизмы. С исчерпанием этой способности, в том числе резервов кардиореспираторной системы, и связаны невозможность дальнейшего выполнения и прекращение работы.

Процесс восстановления работоспособности после нагрузок протекает по типу гармонической кривой, когда фазы прироста работоспособности (суперкомпенсация) чередуются с фазами повторного ее снижения. Фазы метаболической суперкомпенсации характеризуются, прежде всего, сверхвосстановлением энергетического потенциала организма, в частности содержания гликогена в мышцах и печени, эффективности продукции АТФ митохондриями.

Восстановление мощности окислительного фосфорилирования, сниженной в состоянии утомления, представляет собой основную задачу периода восстановления. Это объясняется необходимостью значительных энергетических затрат на различные восстановительные синтезы: ферментов и структурных белков, фосфолипидов мембран, гормонов, гликогена и др. Все эти синтезы при развитии утомления подавляются вследствие дефицита энергии [Меерсон Ф. 3., 1981]. В результате накопления гидроперекисей липидов нарушается структура митохондриальных мембран, нарастает разобщение окислительного фосфорилирования.