У м’язовій тканині людини міститься високий відсоток води — приблизно 75%; 20-25% сухого залишку від маси м’язів утворюють білки та інші органічні сполуки. Також невеликий відсоток (1-1,5%) займають мінеральні сполуки, які перебувають переважно у стані іонів.
М’язове волокно є структурною одиницею скелетних м’язів, являючи собою велику багатоядерну клітину. Зовні клітина оточена плазматичною оболонкою — сарколемою, яка вкрита сіткою колагенових волокон, що надають їй міцності та еластичності. На ній також розташовані місця кріплення з закінченнями рухових нервів — синапсів (нервово-м’язових з’єднань).
Внутрішній простір м’язового волокна заповнений внутрішньоклітинною рідиною — саркоплазмою. Близько 80% об’єму м’язового волокна займають скорочувальні нитки — міофібрили. Вони мають вигляд довгих тонких ниток, які розташовуються вздовж м’язового волокна. Їхня кількість може коливатися в діапазоні від декількох десятків до тисяч. При тривалих силових тренуваннях кількість міофібрил може збільшуватися.
При дослідженні зрізів м’язових волокон виявлено, що міофібрили складаються з великої кількості паралельно розташованих товстих і тонких ниток (філаментів). Товсті нитки складаються з білка міозину. Міозин — це скорочувальний білок, він становить більше половини від усієї кількості скорочувальних білків. Молекула міозину складається з двох частин: глобулярної голівки та хвоста.
Серед товстих ниток є смуги, які затримують видиме світло (при використанні мікроскопа), вони отримали назву анізотропні або А-диски, а частини тонких ниток, які легко пропускають промінь світла, називають ізотропними, або I-дисками. У середині пучка тонких ниток поперечно розташовується тонка пластинка з білка, яку називають Z-лінією. Ділянку міофібрили між двома Z-лініями називають саркомером. Кожна міофібрила складається з сотень таких саркомерів.
Тонкі нитки складаються з трьох білків: актину, тропоніну та тропоміозину, основним з яких є актин. Це другий за кількістю скорочувальний білок, з якого складаються актинові нитки. Він має дві дуже важливі властивості. Перша з них — це те, що актин здатний утворювати довгі ланцюги. І друга — він може з’єднуватися з міозиновими голівками, і завдяки цьому між товстими та тонкими нитками утворюються своєрідні спайки або «містки», які беруть важливу участь у процесі скорочення м’яза. Білок тропонін блокує взаємодію актину з міозином.
Одними з найважливіших органел (структур, що виконують різні функції для підтримки діяльності клітини) м’язового волокна є мітохондрії. Вони виконують роль «енергетичних станцій» м’язового волокна. При окисленні речовин відбувається виділення енергії, яка йде на приєднання третьої фосфатної групи до молекули аденозиндифосфату або АДФ, що призводить до утворення аденозинтрифосфату або скорочено АТФ — універсального джерела енергії для м’язового скорочення. При окисленні кількість мітохондрій у тренованих м’язах порівняно з нетренованими збільшується.
М’язові волокна мають систему трубчастих вип’ячувань сарколеми, так звану Т-систему. Вона забезпечує швидке поширення хвилі збудження від синапсу всередину волокна.
Також м’язові волокна мають у своєму складі кілька ядер, які розташовані безпосередньо під сарколемою.
Довжина окремих м’язових клітин може досягати 10 см, а товщина — до 0,1 см. До м’язового волокна підходять закінчення рухових нервів, а також безліч кровоносних судин. Руховий нерв (мотонейрон) має розгалужені аксони (довгі циліндричні відростки нервової системи) і може збуджувати кілька м’язових волокон.
Чим краща провідність м’язових волокон, тим інтенсивнішим може бути збудження і набагато швидше та сильніше спрацює збуджений м’яз. Забезпечення м’язових тканин нервами забезпечує їхній зв’язок із центральною системою і називається іннервацією.
Різні типи м’язових волокон мають різні умови іннервації.
Мотонейрон, що іннервує повільноскорочувальні волокна, має невеликі розміри тіла і керує невеликою кількістю м’язових волокон (10-180).
Мотонейрони швидкоскорочувальних волокон більші, вони мають велике тіло клітин і сильно розгалужену мережу аксонів, тому іннервують значно більше волокон (від 300 до 500). Також ці волокна мають більшу зону прилягання нервового закінчення, що дає можливість для кращих умов іннервації та виникнення потенціалу дії.
