Cuplarea excitație-contracție se referă la o descriere oarecum abstractă a proceselor implicate în contracția musculară. Sistemul musculo-scheletic este împletit în mod complex cu sistemul nervos, permițând contracția și mișcarea mușchilor să aibă loc prin comunicarea cu căile neuronale senzoriale și motorii. Acest lucru se întâmplă prin excitarea nervilor, care la rândul său provoacă o contracție a fibrelor musculare, împreună descrisă ca cuplare excitație-contracție.
Cele două tipuri de nervi din organism sunt senzoriali și motorii. Neuronii senzoriali acționează pentru a percepe evenimentele din mediul înconjurător și le traduc în mesaje către creier. Creierul procesează apoi aceste mesaje și le transformă în semnale care provoacă o reacție necesară la stimuli. Deși un număr dintre aceste procese sunt involuntare, acțiunea voluntară, cum ar fi mișcarea intenționată, utilizează, de asemenea, atât componente senzoriale, cât și motorii.
Modul în care aceste mesaje sunt inițiate este prin apariția potențialelor de acțiune. Potențialele de acțiune sunt evenimentele electrice de scurtă durată care sunt caracteristice unei stări ieșite. Excitația și potențialele de acțiune nu sunt sinonime, ci sunt strâns legate.
Aceste procese sunt reunite astfel: are loc un stimul, care provoacă declanșarea potențialelor de acțiune și excitația nervoasă din neuronii senzoriali. Fie creierul, fie măduva spinării procesează semnalul și trimite o reacție corespunzătoare neuronilor motori. Neuronii motori acționează pentru a contracta numeroase fibre musculare într-un mod care provoacă acțiunea dorită.
Un exemplu al acestui cuplaj excitație-contracție în acțiune ar fi atingerea unui arzător fierbinte. Toate aceste procese au loc în fracțiuni de secundă pentru a ajuta pe cineva să-și scoată mâna de pe suprafața fierbinte. Cuplarea excitație-contracție a fost inventată pentru prima dată ca termen în 1952; cu toate acestea, fiziologii au cercetat interacțiunile complexe dintre sistemul nervos și mișcare timp de secole.
O modalitate prin care cuplarea excitație-contracție poate fi simulată este prin intermediul unui stimul electric. Dacă o persoană este șocată cu un astfel de dispozitiv, acesta simulează apariția naturală a unui stimul. Aceasta determină o inundare a potențialului de acțiune și declanșează mecanismul de cuplare excitație-contracție, producând o contracție musculară.
Datorită naturii atomice care caracterizează majoritatea acestor evenimente, este important să ne dăm seama că multe descrieri ale unor astfel de procese sunt speculative și teoretice. Este dificil să vezi un potențial de acțiune; prin urmare, oamenii de știință și cercetătorii se bazează pe raționamentul deductiv pentru a înțelege mai bine numeroasele evenimente care intră într-o acțiune adesea trecută cu vederea, cum ar fi îndoirea unui braț.