Sarcolema, numită și miolema, este membrana celulară a unei celule musculare. Celulele tuturor tipurilor de mușchi din corpul uman – scheletice, cardiace și netede – au toate sarcoleme. Membrana celulară sau membrana plasmatică este o structură importantă a tuturor celulelor. Este construit din lipide, proteine și carbohidrați și servește la separarea interiorului celulei de mediul exterior și pentru a permite selectiv substanțele să intre și să iasă din celulă. Sarcolema este un tip specializat de membrană celulară care se adresează nevoilor unice ale celulelor musculare.
Sarcolema se distinge de alte membrane celulare prin faptul că are două straturi. Stratul cel mai apropiat de interiorul celulei este același cu celelalte membrane celulare, în timp ce stratul exterior este format din polizaharide cu fibre subțiri de colagen. În mușchii scheletici, stratul exterior al sarcolemei fuzionează cu fibrele tendinoase la capătul fiecărei fibre musculare, asigurând atașarea mușchilor de schelet prin intermediul tendonului.
Pe lângă funcțiile de protecție și permeabilitate selectivă comune tuturor membranelor celulare, sarcolema servește în plus la primirea și conducerea stimulilor esențiali pentru contracția musculară. În mușchii scheletici și cardiaci, sarcolema formează tubuli adânci în interiorul celulei musculare, cunoscuți sub numele de tubuli transversali sau tubuli T, care permit modificărilor chimice ale polarității să pătrundă rapid în interiorul celulei. Aceste modificări ale polarității, numite potențial de acțiune, sunt cele care conduc contracțiile musculare.
În unele forme de boală musculară ereditară, distrofia musculară, slăbiciune musculară progresivă este cauzată de o sarcolemă care funcționează necorespunzător. În anumite forme de boală, pacientului îi lipsește proteina distrofină, care există în cantități foarte mici în țesutul muscular scheletic al indivizilor sănătoși. Această deficiență face ca membrana celulară să se desprindă de citoschelet, structura intracelulară care menține forma celulei. În consecință, prea multe canale de calciu se deschid în sarcolemă în timpul contracției musculare, determinând excesul de ioni de calciu să inunde celula. Surplusul de ioni de calciu activează enzima calpaină, care digeră proteinele, determinând mușchiul să devină mai slab.