能量代谢恢复加速
在运动过程中，尤其是高强度的力量训练或者长时间的耐力训练后，肌肉细胞内的能量代谢系统会受到影响。三磷酸腺苷（ATP）和磷酸肌酸（PCr）系统是肌肉在短时间、高强度运动中主要的能量供应来源。运动后，这些能量物质的储备会减少，而一水肌酸可以加速它们的恢复。
当肌肉中的肌酸储备充足时，它能够更有效地将磷酸基团传递给二磷酸腺苷（ADP），快速重新合成 ATP。这就像给能量代谢系统一个 “快速充电” 的过程，使得肌肉细胞能够更快地恢复到正常的能量水平。例如，在进行一组高强度的深蹲训练后，补充了一水肌酸的肌肉可以在更短的时间内恢复能量，为下一组训练或者后续的活动做好准备。
肌肉蛋白合成促进
运动后的肌肉恢复离不开肌肉蛋白的合成，因为这是修复和增长肌肉的关键过程。一水肌酸可以通过多种方式刺激肌肉蛋白合成。首先，它能够调节细胞内的渗透压，使肌肉细胞吸收更多的水分而膨胀。这种细胞膨胀是启动肌肉蛋白合成信号通路的重要刺激因素。
其次，一水肌酸可以直接或间接影响一些与肌肉生长相关的基因表达和信号分子。例如，它可能激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路，该通路在调节蛋白质合成方面起着关键作用。通过促进肌肉蛋白合成，肌酸有助于修复运动过程中受损的肌肉纤维，使肌肉更快地恢复力量和体积。在力量训练后的恢复阶段，补充肌酸的人群肌肉蛋白合成率可能会比未补充者提高 20% - 30% 左右。
减少肌肉损伤和炎症反应
剧烈运动后，肌肉可能会出现微小的损伤，同时引发炎症反应。一水肌酸可以在一定程度上减轻这种肌肉损伤和炎症。它可能通过增强肌肉细胞的稳定性和抗损伤能力来减少损伤的发生。
从炎症角度看，肌酸可以调节炎症细胞因子的释放。例如，它可以抑制一些促炎细胞因子如白细胞介素 - 1β（IL - 1β）和肿瘤坏死因子 - α（TNF - α）的产生，同时可能促进抗炎细胞因子如白细胞介素 - 10（IL - 10）的分泌。这样的炎症调节作用有助于创造一个更有利于肌肉恢复的环境，减少肌肉酸痛和肿胀，缩短恢复时间。
促进恢复期间的肌肉血液循环
良好的血液循环对于肌肉恢复至关重要，它可以为肌肉提供氧气、营养物质（如氨基酸、葡萄糖等），同时带走代谢废物（如乳酸、二氧化碳等）。一水肌酸可能通过改善肌肉的血液灌注来促进恢复。
虽然具体机制尚未完全明确，但有研究表明，肌酸可能对血管内皮细胞有一定的调节作用，促进血管舒张，增加血液流量。在肌肉恢复期间，充足的血液供应可以加速营养物质的输送和代谢废物的清除，从而提高肌肉恢复的效率。
