La molecola di Atp, o adenosina trifosfato, è, per la cellula, quello che una batteria è per i nostri apparecchi elettronici: un accumulatore di energia dal quale attingere per far funzionare i piccoli macchinari che all'interno delle nostre cellule svolgono le funzioni vitali.

Il movimento del nostro corpo è possibile grazie al muscolo scheletrico che, sfruttando l'energia che deriva dal cibo che mangiamo, possiede un macchinario molecolare speciale in grado di compiere un lavoro di spostamento nello spazio. Così, il cibo che noi mangiamo viene accumulato mediante un sistema molto sofisticato ed efficiente, la respirazione cellulare, all'interno della molecola di Atp. Più in particolare tale accumulo avviene a livello del legame chimico che mantiene legato il fosfato più esterno alla molecola.

La rottura di questo legame provoca il rilascio di energia che può essere utilizzata per svolgere azioni che la richiedono e in parte viene persa sottoforma di calore. Infatti, quando alziamo dei pesi, nei nostri muscoli migliaia di molecole di Atp vengono distrutte per produrre l'energia necessaria a sollevare le braccia. Parte di essa viene poi dissipata in calore, come si può facilmente osservare misurando la temperatura dei nostri muscoli dopo una serie di esercizi intensi (la differenza è minima, di qualche decimo di grado, ma è presente).

Come visto più sopra, l'energia chimica conservata nel cibo viene liberata nelle nostre cellule muscolari durante la respirazione cellulare. Durante questo processo, i macchinari della cellula effettuano una lunga serie di reazioni chimiche per immagazzinare l'energia del cibo nei legami dell'Atp. Durante questo processo viene consumato ossigeno, necessario per eseguire le reazioni e si liberano, come prodotti secondari, acqua e diossido di carbonio. Infatti, durante un esercizio di una certa intensità le nostre cellule avvisano il resto del corpo del rischio di rimanere senza energia per continuare l'attività. Il nostro corpo reagisce, fra le altre cose, aumentando il battito cardiaco per permettere un maggior rifornimento di ossigeno, trasportato dai polmoni ai muscoli attraverso i globuli rossi. Nel contempo il diossido di carbonio e l'acqua in eccesso vengono eliminati.

Le cellule contengono molte molecole differenti che possono compiere una moltitudine di reazioni chimiche. Quando le molecole reagiscono, per esempio quando collidono e si scambiano delle parti, i loro atomi e legami si riarrangiano per formare i prodotti della reazione, i quali contengono un diverso quantitativo di energia rispetto ai reagenti.
Esistono due tipi diversi di reazioni chimiche: quelle che rilasciano energia (reazioni esoergoniche) e quelle che l'assorbono (reazioni endoergoniche). Nel primo caso i prodotti hanno un contenuto energetico inferiore a quello dei reagenti (la differenza di energia viene dissipata nel calore che si forma durante la reazione), nel secondo accade esattamente il contrario.

Ogni cellula che lavora deve effettuare migliaia di reazioni endoergoniche, reazioni in cui i prodotti hanno più energia dei reagenti. Per definizione, una reazione endoergonica non avviene spontaneamente. Quindi, cosa deve fare una cellula per far sì che una reazione endoergonica avvenga? Il trucco è l'accoppiamento di energia tra due reazioni, ovvero usare l'energia chimica prodotta da una reazione esoergonica per guidare una reazione endoergonica.

La cellula per eseguire il trasferimento di energia utilizza proprio l'Atp. In una reazione esoergonica, l'Atp si trasforma in Adp (adenosina difosfato) quando viene rimosso il fosfato; una molecola di reagente acquisisce il fosfato dall'Atp e l'energia del legame, portandosi quindi a un livello energetico maggiore di quello dei prodotti. Solo così la reazione potrà procedere.

Riassumendo, durante la respirazione cellulare, la demolizione del glucosio rilascia energia. Questa energia viene immagazzinata nel legame chimico che si forma quando un gruppo fosfato è aggiunto all'Adp (adenosina difosfato), formando Atp (adenosina trifosfato). L'Atp, a sua volta, rilascia energia quando il legame covalente tra i gruppi fosfato si rompe nel processo di idrolisi (reazione chimica di rottura dei legami che avviene in presenza di acqua). L'energia così ottenuta viene usata per effettuare altre reazioni biochimiche.
In particolare, l'Atp nel muscolo viene consumato durante il movimento per permettere le reazioni necessarie alla contrazione muscolare.

Nel muscolo scheletrico sono presenti le proteine contrattili, proteine in grado di scorrere le une sulle altre provocando un accorciamento della struttura globale del muscolo. Si tratta delle molecole di miosina e di actina. Sono entrambe proteine filamentose, che si estendono ripetute per tutta la lunghezza della cellula. Durante il movimento la miosina, che ha la forma di un uncinetto, sposta la sua testa ripiegata con la quale ancora l'actina. Durante questo movimento provoca lo scivolamento dell'actina verso l'interno della cellula e quindi il suo accorciamento. Scendendo nei dettagli, prima dell'inizio di ogni movimento una molecola di Atp si lega alla miosina e viene idrolizzato. I prodotti dell'idrolisi rimangono attaccati alla miosina che si carica di energia, si flette, si ancora all'actina e, infine, libera i prodotti dell'idrolisi tornando alla posizione orginaria e trascinando con se l'actina. In ogni cellula questo si ripete milioni di volte per ogni contrazione: questo è il motivo per cui è così elevata la differenza in richiesta di calorie tra un individuo sedentario e uno sportivo.