Źródłem energii w organizmie ludzkim są przemiany metaboliczne węglowodanów, tłuszczów oraz w niewielkim stopniu białek. Te przemiany dzili się na procesy tlenowe(aerobowe) i beztlenowe (anerobowe)

Bezpośrednim źródłem energii do skurczu mięśniowego jest rozpad ATP będący procesem nieodwracalnym. Zdolnośc rozkładania ATP w komórce mięśniowej posiada aktomiozyna znajdujaca się w miofibrylach.

Zawartość ATP w mięśniu jest jednak niewielka (2,5 mM/100g suchej masy tk.) a energii powstającej z jego rozpadu starcza na kilka sekund jego pracy. Aby mięśień mógł kontynuować pracę, potrzebne są następne cząsteczki ATP, które powstają na drodze przemian tlenowych i beztlenowych.

Pcr – znajduje się w obu typach włókien mięśniowych (enzym kinaza kreatynowa (CK) = kinaza fosfokreatynowa (CPK))

Dzięki czterem systemom wytwarzania ATP, znajdujący się w każdym włóknie mięśniowym w praktyce nigdy nie dochodzi do całkowitego wyczerpania ATP. Systemy te różnią się tempem tworzenia energii wymaganej w danym wysiłku fizycznym.

I system ATP-CP

II system energetyczny z ADP

III system energetyczny kosztem beztlenowych przemian glikogenu

IV system energetyczny – tlenowy

I system energetyczny składa się z ATP i Cpr. ATP stanowi bezpośrednie natychmiastowe źródło energii ale jest ono ograniczone ilościowo.

Fosfokreatyna (PCr) ulega szybkiemu rozkładowi, lecz powstała na tej drodze energia nie może być bezpośrednio zużyta do skurczu mięśnia, tylko do odbudowy ATP na drodze reakcji kreatynowej PC- jest również buforem

PCr + ADP + H⁺ = ATP + Cr

Niestety ilość Pcr w mięśniach jest ograniczona i wystarczają na odbudowę ATP w ciągu następnych 5-10s wysiłku. Chociaż wszystkie mięśnie mają pierwszy system energetyczny ATP-CP, to jednak zdolność do jego szybkiego wykorzystania posiadają głównie włókna mięśniowe szybko-kurczliwe (FT). System ATP-CP jest zdolny do szybkiej produkcji energii, nie potrzebuje tlenu do funkcjonowania i dlatego nazywa się beztlenowym źródłem energii.

II system z ADP wykorzystuje reakcję tworzenia ATP z 2 ADP.

ADP + ADP = ATP + AMP

Warunkiem jest nagromadzenie ADP i stres energetyczny.

III system energetyczny funkcjonuje w przede wszystkim we włóknach szybko-kurczliwych (FT). Wykorzystuje on węglowodany jako źródło energetyczne, głównie glikogen mięśniowy, który ulega degradacji na drodze glikolizy beztlenowej. Poprzez łańcuch 10 reakcji enzymatycznej przebiegających w komórkach mięśniowych produkowane są 2 ATP oraz mleczan. Białka (MCD? MCT?) we włóknach szybko-kurczliwych (FT) transportują mleczan do krwi a w wolnokurczliwych (ST) odwrotnie.

Niestety nadmiar kwasu mlekowego prowadzi do narastania procesów zmęczenia w obrębie komórek mięśniowych, ograniczając ich wydajność podczas wysiłku. Dlatego też mleczanowy system energetyczny jest zdolny do szybkiego wytwarzania energii, lecz jest niewystarczający do przedłużającego się wysiłku.

Glikogen mięśniowy → (glukozo-6-fosforan) + ADP + Pi = kwas mlekowy + ATP

System działa bardzo szybko.

IV system – powyżej 45s wysiłku. System tlenowy.

System energetyczny funkcjonuje głównie we włóknach mięśniowych (ST) i wymaga dostarczania odpowiedniej ilości tlenu do komórek mięśni w celu uwolnienia energii z substratów energetycznych, jakimi są węglowodany i tłuszcze. System ten nie może wytwarzać ADP tak szybko jak systemy anaerobowe, ale może produkować dużo większe ilości ATP w wolniejszym tempie uzależnionym od dostępu odpowiednich substratów energetycznych. Przedłużanie pracy poza granice 40-60 sekund powoduje, iż włączają się do resyntezy ATP procesy tlenowe. Procesy tlenowe mogą być długotrwałe ponieważ zależą tylko od ilości substratów energetycznych zużywanych w procesie i z tlenu [glukoza, WKT, kw. Mlekowy]. Substancji tych zaczyna brakować dopiero po długotrwałym wysiłku. Istotną rolę stanowi stosowanie odpowiedniej diety.

Glikogen mięśniowy → glukozo-6-fosforan + O₂ → CO₂ + H₂O + ATP

triacyloglicerole w mięśniach → WKT + O₂ → CO₂ + H₂O + ATP

glukoza ze krwi + O₂ → CO₂ + H₂O + ATP