動物は筋肉を利用して， ATP の化学エネルギーを機械仕事に変換している。脊椎動物には 3 種類の筋肉がある。
- 心筋 - 心臓を構築している筋肉。生涯を通じて，1 分間に 70 回程度収縮し，毎分約 5 リットルの血液を送り出す。
- 平滑筋 体のすべての中空器官 ( 心臓を除く内臓 ) を構築している。その収縮によって器官の大きさが縮小する。このようにして，平滑筋は：
- 動脈中の血流を調節している。
- 摂取した食物を 消化管 に沿って移動する。
- 膀胱から尿を排泄する。
- 子宮内の赤ちゃんを娩出する。
- 肺内を循環する空気の流量を調節する。
- 骨格筋, 名前が示すように，骨格に付着する筋肉である。横紋筋 striated muscle とも呼ばれる。この筋肉は随意運動を行う。
骨格筋の構造
三頭筋 ( 一端が 3 つに分岐している ) のような単独の骨格筋は，- 骨の広い部分の "起始" に付着している。この場合は 上腕骨 humerus である。
- その他端， "停止" は次第に細くなり白色の 腱 tendon に付着する。この例の場合には 尺骨 ulna ( 前腕の骨の 1 つ ) に付着する。
三頭筋が収縮すると，"停止" は "起始" の方へ引っ張られ，腕が真っ直ぐになる。このように三頭筋は 伸筋 extensor として働く。骨格筋は収縮する場合にのみ力を発揮するので，関節を曲げるためにはもう 1 つの筋肉，屈筋 flexor が必要となる。この場合は二頭筋が前腕の屈筋である。このように二頭筋と三頭筋は拮抗筋として共に働く。 このような関節を挟んで拮抗的に働く筋肉によって 骨格 のほとんどすべての運動が可能となっている。
筋繊維
1 つの骨格筋は多くの円筒状筋細胞 ( 筋繊維 という ) が束ねられたもので，個々の筋繊維は，原則として起始から停止まで伸び，途中で終わることはない。筋繊維は，多くの血管や神経が走行している結合組織によって囲まれている。
筋繊維の数は原則として生後は分裂によって増えることはない。すなわち， 1 つの筋肉に含まれている筋繊維の数は，一生を通じてほぼ一定している。筋力や筋肉量の増加は，個々の筋繊維の太さの増加ならびに結合組織量の増加によって起こる。
骨格筋を顕微鏡で側面を観察すると，その名 ( 横紋筋 ) のとおり細胞体のなかに明暗の横じまが見える。これは細胞質のなかにある収縮性フィラメントの配列によるものである。
各筋繊維には，以下のものが含まれる：- 筋原線維 myofibril が縦方向に配列し，筋繊維の全長に亘って走行している。
- ミトコンドリア
- 発達した 小胞体
- 多数の核
- 細胞膜を 筋細胞膜 sarcolemma
- 小胞体を 筋小胞体 sarcoplasmic reticulum
- ミトコンドリアを 筋粒体 sarcosome
- 細胞質を 筋形質 sarcoplasm
- 核とミトコンドリアは細胞膜直下に位置する。
- 小胞体は 筋原繊維 myofibril 間に広がっている。
- 暗調の A 帯 と
- 明調の I 帯 からなり，
- A 帯の中央にやや明るい H 帯 があり，
- I 帯の中心を Z 帯 とよばれる線が走る。
各 筋原繊維 myofibril は多くの並列した 繊維 から構成される。
- 太いフィラメント thick filament は直径が約 15 nm である。この部分は，タンパク質 ミオシン myosin から構成される。
- 細いフィラメント thin filament は直径が約 5 nm である。この部分は主にタンパク質 アクチン actin からなる。ここには少量の 2 種類のタンパク質：
- トロポニン troponin と
- トロポミオシン tropomyosin がある。