Skeletspieren hebben aanzienlijke hoeveelheden ATP nodig voor samentrekking en ontspanning, wat een snelle en substantiële energieomzet vereist. Tijdens spiercontractie wordt de chemische energie die is opgeslagen in ATP-moleculen omgezet in mechanische energie, waardoor het glijdende filamentmechanisme mogelijk wordt gemaakt. Bij elke contractiele cyclus werken actine- en myosinefilamenten op elkaar in, waardoor ATP-hydrolyse nodig is voor het vrijkomen en opnieuw bevestigen van myosinekoppen aan de dunne filamenten.

1. Actine-myosine-interactie: De glijdende filamenttheorie van spiercontractie vereist ATP voor de interactie tussen actine- en myosinefilamenten, wat resulteert in een verkorting van de spiervezels. Voor elke krachtslag is ATP-hydrolyse en daaropvolgende vrijgave van de myosinekop uit actine vereist.

2. Calciumregulatie: Calciumionen zijn nodig voor spiercontractie. ATP drijft de calciumpompen in het sarcoplasmatisch reticulum (SR) aan, waardoor bij stimulatie calciumionen in het cytoplasma vrijkomen. Zodra het actiepotentiaal de spier bereikt, geeft de SR calciumionen vrij, waardoor het contractiele proces wordt geïnitieerd.

3. Myosine ATPase: Myosine is een motoreiwit dat ATP nodig heeft voor zijn activiteit. ATP-hydrolyse voedt de conformationele veranderingen in de myosinekop, waardoor deze actinefilamenten kan binden en vrijgeven.

4. Actief transport van ionen: Skeletspieren behouden de juiste ionische concentraties (bijvoorbeeld calcium, kalium en natrium) via ATP-afhankelijke ionentransportpompen in het sarcolemma en SR. Deze pompen helpen bij het reguleren van de elektrochemische gradiënten en voorkomen spiervermoeidheid.

5. Spierontspanning: ATP is nodig voor spierontspanning door de calciumpompen in de SR van stroom te voorzien. Deze pompen transporteren calciumionen terug naar de SR, waardoor de intracellulaire calciumconcentratie afneemt, wat leidt tot spierontspanning.

De voortdurende vraag naar energie door skeletspieren vereist een rijke bloedtoevoer om zuurstof en glucose te leveren, de substraten die worden gebruikt voor de productie van ATP. Het samenspel van deze processen vergemakkelijkt de goede werking en het reactievermogen van skeletspieren tijdens verschillende activiteiten.