Поскольку энергию для мышечной работы дает в конечном итоге сгорание глюкозы, энергичная деятельность мышц требует выполнения трех условий: 1) подвоза глюкозы, топлива; 2) притока кислорода для ее окисления; 3) выведения обильно образующихся продуктов распада, шлаков. Понятно, что для этого в работу вовлекается весь организм. В предыдущих беседах, характеризуя отдельных исполнителей симфонии жизни, мы уже говорили, насколько возрастают масштабы деятельности различных систем организма при мышечной работе» Кровеносные сосуды мышц расширяются, открываются запасные капилляры, бездействующие в покое. Сердце резко усиливает свою деятельность, направляя к мышцам большое количество крови. Дыхательный аппарат также начинает работать более интенсивно, доставляя крови больше кислорода. Печень выделяет в кровь глюкозу, расщепляя резервный гликоген. Меняется обмен веществ, жиры начинают превращаться в углеводы, повсюду усиливаются окислительные процессы и т. д. Образно говоря, «метаболический котел» кипит. За счет тепло вых потерь преобразования энергии, т. е. тепловыделений, которые организм не успевает отдать в окружающую среду, температура тела может подниматься у спортсмена после длительного бега, особенно летом, до 39 °С и выше. Не случайно в горячем цехе трудно вести тяжелую мышечную работу. К влиянию нагревающего микроклимата прибавляется мощное внутреннее теплообразование.
Таким образом, все без исключения органы и системы изменяют свою деятельность при работе мышц, которая, следовательно, представляет собой работу всего организма.
В этой общей деятельности всего физиологического ансамбля при мышечной работе нервной системе принадлежит особая роль — не менее важная, чем роль самих мышц. Во-первых, ни одно сокращение мышцы не происходит без импульса из мозга. И. М. Сеченов писал: «Мышцы суть двигатели нашего тела; но сами по себе, без толчков из нервной системы, они действовать не могут, поэтому рядом с мышцами в работах участвует всегда нервная система». Непрерывным потоком бегут по нерву к мышце со скоростью 50—100 м в секунду электрические сигналы, и как только они прекращаются, прекращается и работа мышцы. Именно эти импульсы, которых каждую секунду приходит 60—80, и вызывают серию уже описанных «взрывов» АТФ в мышце.
Во-вторых, именно нервная система — под влиянием обратной связи в виде импульсов, идущих из мышц, — настраивает на рабочий лад все другие системы тела. Мозг посылает сигналы к сердцу, дыхательным мышцам, печени, надпочечникам и т. д. Все они включаются в работу.
Наконец, в-третьих, именно мозг, его высший отдел — кора больших полушарий, делает мышечную работу человека целенаправленной.
Работа скелетных мышц особенно тесно связана именно с корой головного мозга. Если сердце и другие внутренние органы могут продолжать работу при поражениях коры мозга (например, в случае инсульта, кровоизлияния в мозг), то мышцы при этом становятся неуправляемыми, наступает паралич. Значит, именно кора мозга, ее лобно-теменная область, является основным двигателем, управляющим мышцами при работе человека.
Надо подчеркнуть, что первым, кто глубоко изучил — еще в 80-х годах прошлого века — сигналы, бегущие по нерву к мышце, был крупнейший ученик Сеченова, замечательный русский ученый Н. Е. Введенский. Для регистрации токов нерва, идущих к мышце, он использовал только что изобретенный телефон. Методика была простой и остроумной. Н. Е. Введенский втыкал себе в бицепс плеча две иголочки, соединенные проводами с телефонной трубкой. Сколько раз приходили к мышце волны тока, столько же раз колебалась мембрана, и Введенский слышал во время работы мышцы непрерывный звук, то более высокий (если в секунду было 100 или больше колебаний), то более низкий (если колебания были менее частыми). Эти опыты Введенского установили ряд капитальных фактов, которые были затем подтверждены с помощью современной электронной аппаратуры.