Непосредственным источником энергии при мышечной деятельности является АТФ (аденозинтрифосфорная кислота).

Запасы АТФ в мышечных волокнах могут обеспечить выполнение интенсивной работы только в течение очень короткого времени – 0, 5–1, 5 с, при этом, чем большее внешнее сопротивление преодолевается, тем быстрее расходуется АТФ. Далее мышечная работа осуществляется благодаря быстрому восстановлению (ресинтезу) АТФ за счёт различных механизмов.

Существуют четыре механизма восстановления АТФ, три из которых протекают без участия кислорода, и поэтому, называются анаэробными, и один с участием кислорода – аэробный.

К анаэробным механизмам относятся:

1. креатинфосфокиназный (фосфогенный или алактатный) механизм обеспечивает ресинтез АТФ за счёт перефосфорилирования (переноса фосфата) между креатинфосфатом и АДФ (аденозиндифосфорная кислота):

2. гликолитический (лактатный) механизм, обеспечивающий ресинтез АТФ в процессе ферментативного анаэробного расщепления гликогена мышц или глюкозы крови, заканчивающийся образованием молочной кислоты, которая в водном растворе «распадается», образуя ионы водорода и лактаты (соли молочной кислоты), поэтому и называется лактатным;

3. миокиназный механизм, осуществляющий ресинтез АТФ за счёт реакции перефосфорилирования между двумя молекулами АДФ с участием фермента миокиназы (аденилаткиназы). Этот механизм – аварийный, то есть используется организмом при условиях, когда другие анаэробные пути ресинтеза невозможны. При подключении данного механизма активируется гликолитический и аэробный механизмы, устраняющие дефицит энергии.

Аэробный механизм ресинтеза АТФ включает в основном реакции окислительного фосфорилирования, протекающие в митохондриях. Энергетическим субстратом (продуктом) аэробного окисления служат глюкоза, жирные кислоты, частично аминокислоты, а также промежуточные метаболиты (результаты реакций) гликолиза – лактат, окисления жирных кислот – кетоновые тела.

Креатинфосфокиназный и гликолитический механизмы имеют большую максимальную мощность и эффективность образования АТФ, но короткое время удержания максимальной мощности (креатинфосфокиназный – 6–12 с; гликолитический – 30–60 с) и небольшую ёмкость из-за малых запасов энергетических субстратов. Аэробный механизм имеет по сравнению с креатинфосфокиназным почти в три раза меньшую максимальную мощность, но поддерживает её относительно длительное время, имея практически неисчерпаемую ёмкость благодаря большим запасам энергетических субстратов (сахаров, жиров и, частично, белков).