При роботі помірної інтенсивності значно посилюється робота залоз внутрішньої секреції і особливо надниркових. Дослідження виявили різке зниження секреції кортикоїдів при тривалих і великих фізичних навантаженнях на заняттях із спортсменами і особливо юнаками (А. А. Віру). Однією із ознак напруженості функції кори надниркових залоз є зменшення в крові ацидофілоцитів (еозинофілів). Вважається, що погіршення функції надниркових залоз при тривалій роботі помірної інтенсивності є одним із факторів розвитку втоми організму. На фініші марафонських дистанцій у спортсменів, навіть високої кваліфікації, спостерігаються низькі показники лабільності, збудливості і працездатності м'язів. Робота помірної інтенсивності призводить до зниження чутливості органів чуттів. Відновні процеси після марафонських дистанцій тривають довго, до 2-3 діб. У сечі марафонців у період реституції нерідко виявляють білок і цукор. У юнаків 18 років систолічний і хвилинний об'єми крові, частота серцевих скорочень при роботі помірної інтенсивності нижчі, ніж у підлітків (12-14років). Збільшення хвилинного об'єму крові у юнаків більшою мірою зумовлене підвищенням систолічного об'єму серця, а не за рахунок збільшення частоти і серцевих скорочень, як це спостерігається у підлітків. Це, як відомо, г економнішою формою адаптації серця до м'язової роботи.
Слід відзначити, що тривала робота помірної інтенсивності дуже тяжка для підлітків і юнаків. Через це в молодому віці дітям не рекомендується тренуватись на довгих, ні тим більше на наддовгих дистанціях. Але робота помірної інтенсивності в молодому віці повинна застосовуватись для розвитку загальної фізичної підготовки. Тривалі прогулянки на лижах з невеликою швидкістю, їзда на велосипеді, кроси та інші види спорту сприяють розвитку дихальної і серцево-судинної систем, а також неспецифічного ефекту тренування, тобто підвищують опірність організму до несприятливих умов зовнішнього середовища.
Ациклічні вправи являють собою комбінацію елементів, і, як в циклічній діяльності, кожний елемент за механізмом ланцюгових рефлексів запускається в хід попереднім і визначає появу наступного. Але на підміну від циклічних вправ тут кожний елемент комбінації має самостійне значення. З одних і тих же елементів за бажанням можна скласти найрізноманітніші комбінації ациклічної вправи. Таким чином, в ациклічних вправах структура рухів неоднакова і змінюється під час їх виконання. Наприклад, при виконанні стрибка в довжину вправа розпочинається розбігом, ширина кроків і ритм їх змінюються у міру наближення до місця відштовхування. Після цього йде відштовхування і розпочинається фаза польоту, а потім приземлення. Рухи спортсмена під час польоту можуть бути різними залежно від способу стрибання.
Ациклічні вправи закріплюються в корі великого мозку, як і циклічні вправи, у вигляді динамічних стереотипів, але тут вони набагато складніші. В основі багатьох видів ациклічних вправ (наприклад, гімнастичні вправи) лежить формування складної системи динамічних стереотипів, кожний із яких визначає виконання будь-якого складного елемента вправи. В ациклічних вправах зв'язок між стереотипами більш рухливий, ніж в циклічних вправах між окремими циклами.За характером роботи м'язів ациклічні вправи бувають швидкісно-силові і власне силові. До швидкісно-силових вправ відносяться штовхання ядраГ метання диска, молота, списа, гранати, удари по м'ячу при грі у волейбол, футбол та ін. В цих вправах маса легкоатлетичних снарядів (предметів) відносно невелика, а прискорення велике. Завдяки цьому в кінці руху досягається велика швидкість переміщення маси. Сила м'язів у швидкісно-силових вправах в основному проявляється у швидкості їх скорочення. Існує пряма залежність між цими двома параметрами руху: чим більша сила м'язів, тим більша швидкість переміщення маси снаряда в просторі.
До власне силових вправ відносяться: піднімання штанги (ривок і штовхання), піднімання силою на перекладині, кільцях, деякі прийоми боротьби. При цих вправах маса, що переміщується (маса штанги, тіла та ін.), велика, а прискорення мале. При виконанні власне силових вправ сила м'язів проявляється переважно в розвитку ними напруги.
Ациклічні вправи являють собою роботу зі змінною інтенсивністю - від максимальної до перемінної. В зв'язку з тим, що робота виконується за короткий час (в межах хвилин), діяльність серцево-судинної та інших систем (дихальної) посилюється не дуже - збільшення серцевих скорочень і дихальних рухів в основному відбувається по закінченні вправи. Кисневий запит на ациклічні вправи невеликий і не завжди може задовольнятись повністю під час роботи. Кисневий борг теж невеликий і швидко ліквідовується. Робота дихальної й серцево-судинної систем не така стійка, як при виконанні циклічних вправ. Метання легкоатлетичних снарядів і багато вправ спортивної гімнастики виконуються при затримці дихання, що дає можливість одержати додаткову силу м'язів. Фіксація грудної клітки при цьому створює більш сприятливі біомеханічні умови для виконання вправи силового характеру - з'являється нерухома опора для руху кінцівок. Крім того, затримка дихання супроводжується натужуванням. При відсутності видиху натужування відбувається при закритій голосовій щілині, в результаті чого підвищується внутрішньогрудний тиск. Останній рефлекторно з рецепторів, розташованих у листках плеври, збільшує силу скелетних м'язів. При цьому виникає так званий пульмомускулярний рефлекс (М. Е. Маршак). Завдяки цьому звільняються для роботи додаткові дихальні м'язи, сила яких використовується для виконання рухового акту.
Натужування супроводжується підвищенням артеріального і пеку в судинах легень, значним напруженням серцевої діяльності, застоєм венозної крові на периферії, що виявляється в різкому почервонінні шкіри, набуханні великих вен (наприклад, зовнішніх яремних вен на шиї), болями в печінці та ін. Застій венозної крові (умовлений тим, що присмоктуюча дія грудної клітки і серця при натужуванні майже відсутня, а тому приплив крові до серця утруднений і судини переповнюються кров'ю. Систематичні тренування в силових вправах полегшують протікання натужування, і описані вище ознаки феномена проявляються менше.
Витрати енергії при виконанні однієї ациклічної вправи значно менші, ніж при виконанні циклічної, але сумарні втрати енергії за кожне тренувальне заняття можуть складати понад 3360 кДж. Наприклад, важкоатлет у процесі тренувального заняття при багаторазових підніманнях штанги витрачає до 9100 кДж енергії за 1 год.
Фізичні вправи з надмірним натужуванням в дитячому віці робити не рекомендується. Що стосується ациклічних вправ швидкісно-силового характеру, то вони можуть широко використовуватися на уроках фізичної культури і тренувальних заняттях в школі.
Фізіологічна характеристика ситуаційних (нестандартних) вправ. До видів спорту, що характеризуються нестандартними рухами, відносяться спортивні ігри і єдиноборства, а також кроси і в тому числі гонки на лижах. Кожний з цих видів спорту має свої особливості і по-різному впливає на організм. Однією із особливостей всіх цих нестандартних вправ є змінність структури і інтенсивності рухів протягом роботи. Ця змінність у першу чергу зумовлена зміною ігрової обстановки (ситуації) на спортивному майданчику чи полі або рельєфом місцевості, по якій проходить траса.
Другою особливістю нестандартних вправ є те, що вони виконуються здебільшого в складних ситуаціях, які характеризуються ступенем невизначеності вибору необхідного руху. Причому, чим більше число змінюваних факторів, тим більша невизначеність наступних дій. Ось чому найважливішим фактором, який ускладнює вибір потрібної дії, наприклад у спортивних іграх, є кількість учасників.
Третьою особливістю нестандартних вправ є швидкість реакції, з якою спортсмен повинен весь час реагувати на ситуацію при дефіциті часу. Чим менше у нього часу для вибору правильних дій при роботі, тим тяжче вирішувати поставлені завдання.
В єдиноборстві складність вибору руху в першу чергу визначається діями противника, з яким спортсмен контактує. В спортивних іграх складність вибору необхідних рухів зумовлена ще й тим, що гравець весь час напружено стежить за діями як своїх противників, так і партнерів. Причому його власні дії пов'язані з м'ячем або шайбою, що значно утруднює вибір необхідних дій при даній ігровій ситуації. Складність спортивних ігор визначається ще і розмірами спортивного майданчика, тривалістю гри і її правилами. При виконанні нестандартних вправ більшого значення, ніж в інших видах фізичних вправ, набуває екстраполяція.
Четвертою характерною особливістю нестандартних вправ є велика їх інтенсивність. Наприклад, у сучасному хокеї з шайбою настільки напружена робота хокеїстів на полі, а рухи їх настільки швидкі, що вони перебувають одночасно в грі не більше 1-3 хв. Нестандартні фізичні вправи виконуються з перемінною інтенсивністю, яка під час гри може бути то малою, то помірною, то максимальною. В спортивних іграх і в єдиноборстві переважають ациклічні вправи, в кросі і лижних гонках - циклічні. Оскільки нестандартні вправи виконуються з дуже великою інтенсивністю, частою зміною їхніх форм і напрямків, а також частою зміною інтенсивності рухів, вони дуже пригнічують діяльність центральної нервової системи і рухового апарату.
П'ятою особливістю нестандартних вправ є те, що вони супроводжуються великим емоційним збудженням і підйомом. Позитивні емоції, які виникають у дітей під час гри, можуть значно підвищувати їхню працездатність, пам'ять, поліпшують протікання наявних і утворення нових соматичних і вегетативних рефлекторних актів. Поява позитивних емоцій на уроках спортивних ігор забезпечує вибірковий характер поведінки учнів у ситуаціях з багатьма виборами рухових дій. Великі фізичні і психологічні напружування, які мають місце при проведенні ситуаційних вправ, особливо під час спортивних змагань, утворюють так званий емоційний стрес. Учитель фізичного виховання повинен слідкувати, щоб у дітей не виникали негативні емоції. Вони, як правило, пригнічують нервову діяльність і знижують працездатність учнів.