[[Работа мышц (энергетические процессы)|Работа мышц]] требует постоянного поступления [[АТФ]] для поддержания цикла формирования поперечных связей. При этом миозин выступает в роли АТФазы и расщепляет АТФ на АДФ и неорганический фосфат (Ф). Мышцы имеют очень ограниченные резервы АТФ (этого запаса может хватить только на 4-6 с [[Физиология мышечного сокращения|сократительной активности]]), но могут регенерировать АТФ за очень короткое время за счет присоединения фосфатной группы к АДФ.

Процесс быстрой регенерации АТФ в мышцах происходит при переносе фосфатной группы с [[креатинфосфат]]а на АДФ с образованием АТФ и креатинина (такой способ [[Синтез АТФ|ресинтеза АТФ]] называют анаэробно-алактатным [[Энергообеспечение мышечной деятельности|энергообеспечением]]). Поскольку наличный запас креатинфосфата в [[Мышечная клетка|мышечной клетке]] невелик (его хватает на 6-10 с интенсивной работы), для более длительного функционирования мышц необходим синтез нового АТФ в ходе анаэробного [[гликолиз]]а (анаэробно-гликолитическое энергообеспечение), при котором 1 моль глюкозы расходуется на синтез 2 молей АТФ, либо в ходе [[Окислительное фосфорилирование|окислительного фосфорилирования]] в митохондриях (аэробное энергообеспечение), при котором за счет окисления 1 моля глюкозы синтезируется 34 моля АТФ. Наряду с глюкозой в качестве источника энергии мышцы могут использовать триглицериды в процессе [[Окисление жирных кислот|бета-окисления жирных кислот]].

Резервов креатинфосфата в мышцах достаточно для регенерации АТФ в течение не более 10 с. Продукт метаболизма [[креатин]]а — креатинин — затем выводится в кровь и попадает в мочу. Суточная продукция креатинина зависит от мышечной массы, поэтому уровень креатинина в плазме у мужчин выше, чем у женщин. Плазменный уровень креатинина также сильно зависит от общей тренированности. В норме у нетренированных лиц он составляет 0,5-1,2 мг/дл для мужчин и 0,5-1 мг/дл для женщин. Из организма креатинин выводится почками, повышение его концентрации в плазме крови может говорить о нарушении функции почек, однако значительное повышение уровня креатинина наблюдают только при тяжелой почечной патологии.

При отсутствии или недостатке кислорода ([[Анаэробный обмен|анаэробные условия]]) мышца может регенерировать АТФ за счет процесса [[гликолиз]]а. Такие условия возникают, как правило, в начале циклической мышечной работы ([[врабатывание]]), а также в том случае, если величина физической нагрузки больше, чем скорость образования энергии за счет аэробного энергетического процесса. При этом из глюкозы в цитоплазме мышечной клетки образуется метаболит пируват, а конечным продуктом является [[молочная кислота]]. Мышцы получают глюкозу из крови или за счет распада мышечного [[гликоген]]а. Молекула глюкозы представляет собой 6-атомный спирт (т. е. каркас молекулы состоит из 6 атомов углерода). В процессе перегруппировки атомов и расщепления молекула глюкозы распадается на 2 молекулы пировиноградной кислоты (пирувата), каждая из которых содержит по 3 атома углерода. Пируват представляет собой один из типичных субстратов для работы митохондрий, но если он не успевает туда проникнуть или в клетке наблюдается нехватка кислорода, то в этом случае из пирувата в цитоплазме клетки образуется молочная кислота, легко распадающаяся на анион [[лактат]]а- и Н⁺. Выходящий в кровь по градиенту концентрации лактат обусловливает локальное закисление за счет повышения концентрации катионов водорода. В результате этих биохимических превращений из 1 моля глюкозы образуется 2 моля АТФ.

Важность наличия различных систем синтеза АТФ определяется различным временем регенерации АТФ (рис.). Так, на коротких дистанциях (60, 100 м) особую роль играет креатинфосфат, процессы анаэробного гликолиза достигают максимума через 30 с — 1 мин после начала нагрузки и сохраняют активность к концу средних дистанций (200, 400 м), а на длинных дистанциях наибольшее поступление АТФ обеспечивает окислительное фосфорилирование, которое достигает максимума через 1-3 мин. На время регенерации АТФ также оказывают влияние общая тренированность и питание.