Макро- и микроструктура поперечнополосатой мышцы: А1 — мышечное волокно; Б — схема строения миофибриллы; В — схема 
Морфофизиологические предпосылки мышечного сокращения. Структурной сократительной единицей мышцы является мышечное волокно. Оно окружено клеточной оболочкой — сарколеммой. В саркоплазме мышечного волокна имеются многочисленные ядра, клеточные органоиды и сократительные элементы — миофибриллы. Миофибриллы представляют собой длинные нити диаметром 0,8 мкм. Они проходят, не прерываясь, по всей длине мышечного волокна. Миофибриллы сгруппированы в пучки (колонки), по 4 — 20 штук в каждом.
В одиночной миофибрилле насчитывается 2000 — 2500 протофибрилл — белковых нитей актина и миозина. Актин и миозин являются сократительным субстратом мышцы, приводимым в действие энергией химического распада аденозинтрифосфориой кислоты (АТФ). Вдоль актиновых нитей миофибрилл расположёны так называемые регуляторные белковые субъединицы, состоящие из белков тропомиозина и тропонина. Эти белки в невозбужденной мышце тормозят взаимодействие между актином и миозином. В результате этого невозбужденная мышца расслабляется. Репрессорная роль тропонина снимается кальцием, поступающим к сократительным белкам при возбуждении.
Феноменология мышечного сокращения. Сокращение мышечного волокна является результатом передачи возбуждения с нерва на мышцу и последующей цепи физико-химических процессов. Количество вовлекаемых в работу нервно-мышечных единиц зависит от частоты нервных импульсов, поступающих к мышце. На действие единичного стимула мышца отвечает одиночным сокращением.
«Физиология человека», Н.А. Фомин