Anteriormente conhecidas como sarcostyles, as miofibrilas são tubos longos do citoesqueleto agrupados que percorrem o comprimento das fibras musculares estriadas. Como todos os citoesqueletos, as miofibrilas funcionam no suporte celular, movimento e transporte intracelular. Para facilitar esse objetivo, eles são constituídos por longas cadeias de unidades regulares e repetidas, conhecidas como sarcômeros. Essas unidades abrigam o aparelho contrátil da célula. Dois microfilamentos, compostos principalmente de actina e miosina, interagem dentro dos sarcômeros para produzir contração celular – permitindo o movimento da célula, do músculo e de todo o organismo.
Os dois microfilamentos que compõem a miofibrila são geralmente referidos como filamentos grossos e finos. Filamentos espessos são compostos principalmente de proteína miosina e residem perto do centro do sarcômero. Os filamentos finos são compostos de três proteínas, principalmente a actina, e ficam nas bordas externas do sarcômero. A fronteira entre os sarcômeros é conhecida como linha Z, uma faixa escura de material que atua como base para os filamentos finos.
As próprias células musculares são análogas a outras células de várias maneiras; no entanto, seu tamanho aumentado e seu alto grau de especialização resultam em muitos de seus atributos, recebendo nomes específicos das células musculares. Isso geralmente envolve o uso do prefixo ‘sarco-‘. O citoplasma de uma célula muscular, portanto, torna-se o sarcoplasma; o retículo endoplasmático é conhecido como retículo sarcoplasmático; e a membrana celular é freqüentemente denominada sarcolema.
As miofibrilas residem no sarcoplasma e normalmente ocupam a maior parte do espaço dentro da célula muscular. Correndo paralelamente às miofibrilas, estão as dobras do sarcolema, conhecidas como túbulos transversais ou túbulos T. Esses canais internos fornecem principalmente um caminho para os neurônios. Seguindo os mesmos caminhos de outras estruturas dentro da célula, uma organela especializada conhecida como retículo sarcoplasmático corre ao lado dos túbulos T. O retículo sarcoplasmático atua como um sistema de armazenamento de íons cálcio.
Quando um túbulo T transporta um sinal elétrico, conhecido como potencial de ação, para a fibra muscular, o retículo sarcoplasmático responde liberando íons cálcio no sarcoplasma. Uma vez que eles estão se movendo livremente através do sarcoplasma, os íons de cálcio são capazes de se ligar a estruturas especializadas nas proteínas actina e miosina nas miofibrilas. Ao fazer isso, eles puxam os filamentos finos em direção ao centro do sarcômero, reduzindo efetivamente toda a unidade. Esse processo é conhecido como modelo de filamento deslizante de contração muscular.