Namun dalam sistem pergerakan manusia tentu saja tidak hanya otot yang berperan penting dalam menghasilkan gerak bagi tubuh, seperti Mitokondria. Mitokondria memegang peran penting dalam menyuplai sejumlah energi untuk pergerakan. Selain itu kemampuan serta keberadaan Mitokondria inilah yang menjadi salah satu alasan atau penyebab, "kenapa tidak semua orang dilahirkan dengan potensi sebagai atlet marathon?".
Mitokondria merupakan organel seluler yang berfungsi sebagai sumber energi di dalam sel. Mitokondria bertanggung jawab atas produksi energi yang berasal dari pemecahan karbohidrat dan asam lemak. Mitokondria mengoksidasi atau "membakar" karbohidrat, asam amino dan asam lemak untuk energi, menghasilkan ATP. ATP (Adenosine Triphosphate) adalah bentuk seluler dari energi yang digunakan oleh proses seluler di seluruh tubuh, menyediakan energi untuk memompa jantung, mengendalikan otot di anggota tubuh,dll. Secara sederhana, mitokondria menghasilkan ATP, dan ATP sangat penting untuk kelangsungan hidup. Tanpa generasi ATP yang cukup, kehidupan akan lenyap.
Mitokondria dapat ditemukan di setiap jenis sel dan jaringan di tubuh manusia. Intinya - triliunan mitokondria didistribusikan ke seluruh tubuh dengan tujuan menghasilkan ATP. Jaringan otot memiliki kandungan mitokondria tertinggi dari jaringan manapun pada tubuh manusia, untuk menyediakan ATP dalam jumlah besar untuk pergerakan. Otot umumnya dibagi menjadi tiga jenis yakni otot putih, otot merah dan otot campuran. Istilah "merah" dan "putih" mengacu pada banyaknya kandungan mitokondria otot itu sendiri
Otot merah mengandung sejumlah besar mitokondria, otot putih mengandung lebih sedikit mitokondria dan otot campuran mengandung jenis serat otot merah dan putih. Sedangkan satu sel mengandung satu nukleus, sel otot pada umumnya mengandung ratusan bahkan ribuan mitokondria untuk mendukung generasi ATP dalam jumlah yang besar. Pelatihan ketahanan mampu meningkatkan kandungan mitokondria dalam otot dan meningkatkan kemampuan otot untuk menyerap glukosa selama latihan.
Olahraga adalah cara yang paling ampuh untuk meningkatkan produksi mitokondria dalam otot, dengan meningkatkan kemampuan otot membakar karbohidrat dan asam lemak untuk ATP. Ketika berolahraga, sel otot menghasilkan sinyal energi rendah yakni AMP (Adenosine Monoposphate) yang dari waktu ke waktu akan mengalami penumpukan. Pada saat bersamaan, selama periode kontraksi otot, kalsium dilepaskan. Peningkatan kalsium dan AMP (Adenosine Monophosphate) merupakan sinyal kuat untuk memproduksi lebih banyak mitokondria, yang terjadi pada keadaan istirahat setelah berolahraga.
Sebagai tanggapan terhadap kebutuhan ATP yang besar, sel otot merespon akan kebutuhan tersebut, sehinggga mitokondria mampu mengkonsumsi sejumlah besar oksigen, karbohidrat dan asam lemak, sebagai bahan bakar yang dibutuhkan untuk memproduksi ATP. Ketika berlari, otot menggunakan energi yang tersimpan dalam bentuk adenosine triphosphate (ATP). Selain Adenosine Triphosphate (ATP), sumber energi lain yang digunakan untuk menggerakan otot yakni Kreatin fosfat. Kreatin fosfat terurai menjadi kreatin, fosfat, dan energi. Pemecahan ATP dan kreatin fosfat berfungsi untuk menghasilkan energi pada saat kontraksi otot. Proses tersebut tidak memerlukan oksigen sehingga fase kontraksi disebut fase anaerob.
Selain kreatin fosfat sumber energi lainnya yakni, glikogen (gula otot). Glikogen dilarutkan menjadi laktasidogen. Laktasidogen diubah menjadi glukosa dan asam laktat. Glukosa diubah menjadi CO2,H2O, dan energi. Proses tersebut terjadi pada saat relaksasi menggunakan oksigen. Sehingga fase relaksasi disebut fase aerob. Jika terkandung banyak asam laktat di dalamnya, otot akan terasa lelah. Asam laktat akan dioksidasi menggunakan oksigen.
Namun ketersediaan sumber energi ini terbatas dan cepat habis bila digunakan terus-menerus. Cara yang paling efisien untuk mengganti ATP atau sumber energi yang lain dengan respirasi aerobic. Dengan bernafas lebih cepat untuk mengimbangi kekurangan oksigen, maka jantung akan berdetak lebih cepat sehingga bisa memompa lebih banyak darah yang kaya akan oksigen, dan pembuluh darah di otot akan berkembang untuk mengatasi aliran darah yang meningkat. Pelari marathon lebih fokus untuk mendapatkan pasokan oksigen yang cukup.Â
Hal ini dikarenakan mereka lebih mengandalkan pada "aerobic respiration",yang dipandang jauh lebih efisien. Pada "anaerobic respiration" menghasilkan 2 ATP untuk tiap molekul glukosa. Sedangkan pada "aerobic respiration" mampu menghasilkan lebih dari 38 ATP untuk tiap molekul glukosa. Respirasi aerobic berlangsung di mitokondria dan membutuhkan oksigen. Inilah kenapa pelari marathon memiliki jumlah mitokondria yang relatif lebih banyak.
Selain itu semakin tinggi tingkat haemoglobin dalam tubuh, semakin tinggi pula kecepatan oksigen didistribusikan ke jaringan,organ, serta sel dalam tubuh. Pelari marathon professional memiliki tingkat haemoglobin lebih tinggi dibandingkan kebanyakan orang pada umumnya. Hal ini memungkinkan mereka untuk memaksimalkan tiap tarikan nafas selama berlari. Mereka tetap bertahan meski bermil-mil berlari karena trasnportasi O2yang baik.
Transportasi oksigen selama berlari, mengakibatkan jantung memompa lebih banyak darah ke jaringan yang lain dengan mengedarkan setidaknya 20 liter darah tiap menitnya. Namun jantung pelari marathon mampu memompa 70% darah. Rata-rata denyut jantung seorang pelari marathon yakni berkisar 160 bpm (beats per minutes) dengan denyut jantung maksimum yakni 200 bpm.
