兴奋收缩耦联是指将肌细胞的电兴奋与机械收缩联系起来的中介过程。在这个过程中，多个关键步骤相互协作，使得肌细胞能够准确地将电信号转化为机械收缩。首先，当神经冲动传递到肌细胞时，会引起肌细胞膜的电位变化，产生动作电位。这个动作电位就像是一个启动信号，开启了后续一系列复杂的生理过程。它沿着肌细胞膜迅速传播，为后续的收缩活动做好准备。
动作电位的产生是兴奋收缩耦联的起始点。当神经递质与肌细胞膜上的受体结合后，会导致细胞膜对离子的通透性发生改变。钠离子大量内流，使膜电位迅速去极化，形成动作电位的上升支。随后，钾离子外流，使膜电位复极化，形成动作电位的下降支。这个动作电位会沿着肌细胞膜快速传导，同时也会通过横管系统深入到肌细胞内部。横管系统就像是一个信息传递的通道，将动作电位传递到肌细胞的各个部位，确保整个肌细胞能够同步兴奋。
动作电位传导到横管系统后，会引发肌质网中的钙离子释放。肌质网是肌细胞内储存钙离子的场所，当接收到动作电位的信号后，肌质网上的钙释放通道打开，大量钙离子迅速释放到肌浆中。钙离子就像是一个“指挥官”，它的浓度升高会触发后续的收缩过程。钙离子与肌钙蛋白结合，引起肌钙蛋白的构象改变，进而使原肌球蛋白发生位移，暴露出肌动蛋白上的结合位点，为肌丝滑行创造条件。
当肌动蛋白上的结合位点暴露后，肌球蛋白头部就能够与之结合。肌球蛋白头部具有ATP酶活性，它水解ATP释放能量，使肌球蛋白头部发生摆动，拉动肌动蛋白丝向肌节中央滑行。随着肌动蛋白丝的滑行，肌节缩短，整个肌细胞收缩。这个过程就像是一个精密的机械装置，通过肌丝的相对滑动实现了肌肉的收缩。在收缩过程中，ATP不断被水解，为肌丝滑行提供持续的能量支持。
当收缩过程结束后，肌质网上的钙泵开始发挥作用。钙泵利用ATP水解产生的能量，将肌浆中的钙离子重新泵回肌质网中。随着肌浆中钙离子浓度的降低，肌钙蛋白与钙离子分离，原肌球蛋白恢复到原来的位置，重新覆盖肌动蛋白上的结合位点。肌丝不再滑行，肌节恢复到原来的长度，肌肉舒张。这样，兴奋收缩耦联的过程就完成了一个完整的循环，为下一次的收缩活动做好准备。