Cuando se estimulan las células musculares, se contraen y ejercen una fuerza en una dirección. La estimulación de las células musculares es causada por impulsos nerviosos transportados desde el sistema nervioso central a los músculos. Cuando el impulso nervioso llega al final de la neurona, provoca una transferencia del potencial de acción en los músculos, lo que conduce a una contracción.
Hay tres tipos de células musculares en el cuerpo, que son cardíacas, lisas y esqueléticas. El músculo cardíaco solo se encuentra dentro del corazón y tiene su propio método intrínseco para contraerse, aunque los nervios pueden estimularlo para que se acelere o disminuya según sea necesario. El músculo liso se encuentra en capas que rodean los órganos, y es estimulado por el sistema nervioso autónomo o involuntario. El músculo esquelético está formado por fibras y provoca movimiento. El potencial de acción en los músculos del esqueleto es transportado por el sistema nervioso somático o voluntario.
Las células musculares no se contraerán solas, sino que primero deben ser estimuladas por un impulso nervioso. Los axones de las neuronas se encuentran con las células musculares en la unión neuromuscular. Para garantizar que la contracción muscular sea simultánea y rápida, se encuentran muchas uniones neuromusculares a través de un músculo. Todas estas neuronas envían impulsos al mismo tiempo para iniciar un potencial de acción en los músculos. Tener muchas uniones neuromusculares para cada músculo le permite al cuerpo controlar la fuerza de la contracción al variar el número de unidades que envían el impulso al músculo.
Cuando el potencial de acción alcanza el extremo terminal del axón en una unión neuromuscular, las vesículas se fusionan con la membrana celular para permitir la liberación de un neurotransmisor: la acetilcolina. El neurotransmisor se propaga a través de la brecha entre la neurona y la célula muscular, hasta llegar al sarcolema, que es la membrana que rodea una célula muscular. La acetilcolina hace que cambie la permeabilidad del sarcolema, de modo que los iones de sodio pueden entrar y salir de la membrana. Este cambio en los iones despolariza la membrana y hace que se dispare un potencial de acción en los músculos.
Cuando un músculo está en reposo, la tropomiosina bloquea los sitios de unión a miosina que se encuentran en los filamentos de actina. Durante una contracción, la miosina se une a la actina y realiza un tipo de remo a lo largo de los filamentos de actina. Esto hace que el músculo se contraiga. Para que esto ocurra, la miosina debe poder unirse a la actina, por lo que la tropomiosina debe ser movida.
La despolarización causada por el impulso nervioso se propaga a través del sarcolema y el sistema T, un sistema de tubos conectados al retículo sarcoplásmico. Tanto el sistema T como el retículo sarcoplásmico contienen iones de calcio, que se liberan cuando existe un potencial de acción en los músculos. Los iones de calcio se difunden por toda la célula muscular y se unen a una proteína llamada troponina, que se une a los filamentos de tropomiosina que se encuentran en las fibras de actina. La troponina cambia de forma cuando los iones de calcio se unen a ella, lo que mueve los filamentos de tropomiosina y libera los sitios de unión de miosina a lo largo de las fibras de actina. La miosina ahora puede entrar en contacto con la actina y causar una contracción muscular.