調節細胞內滲透壓促進細胞吸水
一水肌酸可以調節肌肉細胞內的滲透壓。肌酸進入肌肉細胞后，會改變細胞內的溶質濃度。由于滲透壓的原理，水會順著濃度梯度進入細胞，使肌肉細胞吸收更多的水分。這種細胞膨脹現象是肌肉細胞體積增大的一個直觀表現。
就好比在一個半透膜的容器中，當內部溶質（肌酸）濃度增加時，外部的水就會被吸引進來，從而導致容器（細胞）膨脹。從細胞層面來說，這種膨脹會使肌肉細胞變得更加飽滿，體積增大。
激活蛋白質合成信號通路
細胞體積的增大不僅僅是因為吸水，還涉及到蛋白質的合成。一水肌酸能夠激活與肌肉生長相關的信號通路。例如，它可以刺激哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信號通路。mTOR 是一種關鍵的調節蛋白，在細胞生長、增殖和蛋白質合成等過程中起著核心作用。
當 mTOR 信號通路被激活后，會引發一系列的下游反應，包括增加核糖體蛋白 S6 激酶（S6K）的磷酸化，從而促進蛋白質合成的起始和延伸過程。這種對蛋白質合成信號通路的激活，為肌肉細胞的生長和體積增大提供了物質基礎，使得肌肉細胞能夠合成更多的肌動蛋白、肌球蛋白等結構蛋白，進而增加肌肉的體積。
為肌肉蛋白合成提供能量支持
蛋白質合成是一個耗能的過程。在肌肉細胞中，一水肌酸通過其能量補充機制為肌肉蛋白合成提供能量支持。如前所述，肌酸可以將自身的磷酸基團轉移給二磷酸腺苷（ADP），重新合成三磷酸腺苷（ATP）。
ATP 是細胞內的 “能量貨幣”，在肌肉蛋白合成過程中，無論是氨基酸的活化、轉運，還是肽鏈的延伸等步驟都需要消耗能量。肌酸提供的能量保證了這些過程能夠順利進行，從而有助于肌肉細胞持續合成蛋白質，促進肌肉細胞體積的進一步增大。
