Die ATP-Hydrolyse ist die primäre Methode, die der menschliche Körper verwendet, um chemisch Energie an Muskeln und andere Systeme im Körper abzugeben, die zum Erhalt des Lebens notwendig sind. Die Chemikalie Adenosintriphosphat (ATP) wird durch den Verlust einer wasserfreien Phosphogruppe am Ende der Verbindung in Adenosindiphosphat (ADP) umgewandelt, was zu einer Freisetzung von chemischer Energie und Wärme führt. Es ist auch möglich, dass ADP eine Stufe weiter unten in der Molekülkette zu Adenosinmonophosphat (AMP) umgewandelt wird, das weitere Energie freisetzt. Unter besonderen Bedingungen ist es manchmal auch möglich, dass ATP direkt zu AMP hydrolysiert werden kann und dabei die Energie von zwei Phosphatgruppen am Ende des Moleküls freigesetzt wird, anstatt nur einer.
Die Energiemenge, die durch die ATP-Hydrolyse freigesetzt wird, kann abhängig von Faktoren wie dem pH-Wert oder dem Säurespiegel des Blutes und der Anwesenheit von Magnesium, das an die Nebenprodukte der Reaktion bindet, variieren. Da die Umwandlung von ATP in ADP den pH-Wert des Blutes senken kann, wird dies auf Fälle von Laktatazidose zurückgeführt, einem Zustand, bei dem ein verringerter Sauerstoffgehalt im Blut zu Kurzatmigkeit, Bauchschmerzen und anderen Nebenwirkungen führen kann. Fälle von Laktatazidose sind häufig ein Symptom in der Trainingsphysiologie, wenn den Muskelgruppen ein hoher Energiebedarf auferlegt wird.
Wasser ist auch für die Reaktion wesentlich, damit die ATP-Hydrolyse stattfindet. Dies wird in Energieformeln, die die ATP-Hydrolyse erklären, normalerweise nicht berücksichtigt, da es sich um ein neutrales Medium für das endgültige Energieergebnis handelt. Die Freisetzung von exothermer Energie durch ATP-Hydrolyse kann ionische Wasserverbindungen erzeugen, wie das Hydroxylion OH.
Die chemische Speicherung von Energie in den Zellen des Menschen ist wichtig, weil ihr Rivale, die Speicherung von Energie allein durch Wärme oder Kalorien, weniger effizient ist. Zellen müssen auf einer geregelten Temperatur bleiben, um richtig zu funktionieren. Daher ist die ATP-Hydrolyse nicht nur eine Form der chemischen Energiespeicherung, -aufnahme und -abgabe an den Körper, sondern auch das wichtigste Mittel, mit dem der menschliche Körper Energie von Organ zu Organ transportiert. Die Chemikalie ist auch ziemlich stabil und ihr Abbau führt zu relativ großen Energiefreisetzungen, da die Phosphor-Sauerstoff-Bindungen in einem ATP-Molekül jeweils etwa 7 kcal/Mol Energie speichern.
Obwohl die ATP-Hydrolyse für eine gesunde Zellatmung und -funktion unerlässlich ist, ist sie nicht die einzige energieerzeugende chemische Reaktion im Körper. Kreatinphosphat ist eine weitere Phosphatchemikalie, die im Körper zur Energiegewinnung verwendet wird. Außerdem wird ATP vom Körper zur weiteren Energienutzung synthetisiert, wenn jemand schläft oder nur sehr wenig Muskelgruppen beansprucht. Zellen im Körper erzeugen ATP durch die Verwendung von Proteinen und die Oxidation eines Enzyms, Nicotinamid-Adenin-Dinukleotid (NADH), das aus dem Vitamin Niacin gewonnen wird.