Glicolisi
L'energia per la contrazione muscolare proviene dall'ATP (adenosina trifosfato). L'ATP è formato dalla respirazione aerobica (ossigeno-dipendente) nei mitocondri delle cellule muscolari, utilizzando l'energia rilasciata dalla glicolisi. La rottura di un legame ad alta energia nell'ATP rilascia ADP (adenosina difosfato), fosfato inorganico (Pi) e un protone o ione idrogeno (Hþ). I protoni sono utilizzati dai mitocondri.
La fase finale della glicolisi produce due molecole di piruvato insieme ai protoni dalla scissione dell'ATP. In condizioni di ossigeno sufficiente, il piruvato viene ulteriormente metabolizzato nei mitocondri; tuttavia, in condizioni di insufficiente disponibilità di ossigeno, come è comune durante l'esercizio fisico intenso, il lattato (acido lattico) si accumula nei muscoli.
Fino a poco tempo fa si pensava che questo accumulo di acido lattico causasse l'acidosi, caratterizzata da dolore muscolare e affaticamento, ma ora è riconosciuto che l'acidosi o l'ustione muscolare deriva dal rilascio di più protoni di quelli che possono essere utilizzati dai mitocondri. Il piruvato assorbe i protoni per formare il lattato, rallentando temporaneamente lo sviluppo dell'acidosi e l'affaticamento muscolare.
Il lattato viene metabolizzato entro 15-30 minuti dopo l'esercizio. Le cellule muscolari immagazzinano anche energia nei legami fosfatici in composti come la fosfocreatina, noto come sistema fosfageno. Il rilascio di fosfato da questi composti per fornire energia produce anche protoni che contribuiscono all'acidosi.