Міокіназна (або аденілаткіназна) реакція відбувається в м’язах при значному збільшенні концентрації АДФ в саркоплазмі. Вона полягає в перенесенні макроергічної фосфатної групи з однієї молекули АДФ на іншу з утворенням АТФ:
Така ситуація виникає при вираженій м’язовій втомі, коли швидкість процесів, що беруть участь в ресинтезі АТФ, не врівноважує швидкість розщеплення АТФ. З цієї точки зору міокіназну реакцію можна розглядати як аварійний механізм, що забезпечує ресинтез АТФ в умовах, коли інші шляхи ресинтезу вже неможливі.
При посиленні міокіназній реакції частина АМФ, що утворюється може незворотно дезамінуватися і перетворюватися в інозинову кислоту, котра не використовується в енергетичному обміні і може призвести до відмирання мозкової тканини. Це невигідно для організму оскільки веде до зменшення загальних енергетичних запасів в організмі. Однак збільшення концентрації АМФ в саркоплазмі внаслідок міокіназної реакції впливає активуючий чином на ферменти гліколізу (зокрема, на фосфофруктокіназу) і швидкість анаеробного ресинтезу АТФ. Міокіназна реакція, як і креатинфосфокіназна, легко зворотна і може бути використана для підтримки постійного рівня АТФ в м’язах при зміні швидкості утворення і використання АТФ. Поява надлишку АТФ в клітині швидко усувається зворотною міокіназною реакцією.