肌丝滑动的机理是通过肌球蛋白与肌动蛋白之间的相互作用,将化学能转化为机械能的过程。这个过程分为四个阶段:
在安静状态下,横桥具有ATP酶活性,通过水解ATP释放能量,形成横桥-ADP-Pi复合物,并将横桥置于高势能状态,此时横桥与肌动蛋白的结合被原肌球蛋白的覆盖所阻碍,呈90°垂直于细肌丝。
当胞质中的钙离子浓度达到一定程度,钙离子与肌钙蛋白结合,触发肌钙蛋白和原肌球蛋白构型的变化,暴露横桥与肌动蛋白的结合位点,使得横桥得以与肌动蛋白结合。
结合后的横桥发生构型变化,其头部摆动45°,驱动细肌丝向暗带方向滑动。这个过程中,横桥的能量被用来克服负荷和缩短肌节。
在ATP的消耗点,横桥与肌动蛋白的亲和力降低,分离后形成横桥-ADP-Pi复合物,再次获得能量。若钙离子浓度仍高,横桥会与新的结合位点再次结合,重复上述过程,引发肌小节的持续缩短,从而产生肌肉收缩。
通过横桥与肌动蛋白的这种反复结合与解离,肌肉收缩得以实现。