Основной целью занятий бодибилдингом является набор мышечной массы. Причем подразумевается рост объемов скелетных мышц, хотя то же сердце растет при интенсивных тренировках. Скелетные мышцы являются поперечнополосатыми (равно как и сердечная мышца), иногда этот тип мышечной ткани называют исчерченной. Такой внешний вид мышечной ткани обусловлен чередованием темных и светлых полос в миофибрилле мышечного волокна. В анатомии темные волокна называются дисками A, а светлые – дисками I.
Поперечно-полосатая скелетная мышечная ткань образуется цилиндрическими волокнами. Само волокно состоит из плазматической мембраны (сарколлемы), эллипсоидных ядер (расположенных под мебраной), митохондрий и миофибрилл. Миофибриллы занимают порядка 2/3 объема мышечного волокна, между ними заключены митохондрии. Миофибриллы – это сократительные нити. Они состоят из двух типов нитеобразных белков: миосинелафоментов и актинифеломентов. Миосинелафоменты и актинифеломенты под воздействием нервных импульсов приближаются друг к другу или отдаляются друг от друга – это и есть сокращение мышечного волокна. Процесс получил специальное научное название – контрактелитет.
Сократительные элементы миофибриллы называются филаментами, которые бывают толстыми (миосинелафоменты, или миозиновые) и тонкими (актинифеломенты, или актиновые). При этом толстые филаменты состоят всего из одного белка – миозина, а тонкие – из трех: актина (сократительный белок), тропомиозина (регуляторный) и тропонина (аналогично). Толстые филаменты составляют диск A, тонкие – диск I.
Актиновые филаменты крепятся к телофрагмам и частично проникают в массив толстых (по одной актиновой миофилменте между двумя миозиновыми). Такая связка двух типов белков (заключенных между двумя смежными телофрагмами) называется саркомером. Саркомер достигает в размере 2 мкм и является минимальной, или базовой сократительной единицей. Один саркомер – это один полный диск A и две половинки двух дисков I. Телофрагма – особый белок, который служит средством связи между миофиламентами.

Миозиновые филаменты крепятся к концам саркомера с помощью нитей из белка титина. Толщина миофибриллы достигается 1-2 мкм, а длина – до нескольких сантиметров (сопоставимо с длиной всей мышечной клетки). Передача нервного импульса к саркомерам осуществляется посредством Т-трубочек, образующихся на границе дисков A и I, откуда дальше следуют на цистерны саркоплазматической сети. Т-трубочки, или Т-тубулы – специальные внедрения сарколлемы (мембраны мышечного волокна) внутрь цитоплазмы. Следствием становится изменение их проницаемости и выход в цитоплазму клетки ионов кальция, что, в свою очередь, приводит к сокращению мышечного волокна.
Физика процесса следующая: актиновые филаменты скользят вдоль миозиновых, в результате чего диск I (представленный миосинелафоментами) просто исчезает, а диск A остается по размерам неизменным или незначительно изменяется в размерах. Саркомер в целом уменьшается на величину до 1/3 от своей первоначальной длины (при полной мышечной амплитуде). Источником энергии для протекания сокращения служит азототрифосфорная (аденозинтрифосфорная) кислота (АТФ). Это единственный источник снабжения клеток мышц энергией.
С точки зрения мышцы ее запасы АТФ весьма существенны, хотя с их хватает не более чем на 0,1 секунды. После чего включается механизм восстановления запасов АТФ, для чего подойдет энергия полученная при расщеплении практически любого вещества, включая углеводы (в виде гликогена, запасенного в мышцах, или глюкозы, растворенной в крови). В процессе работы концентрация АТФ в мышце изменяется более чем в 100 раз. Новые молекулы АТФ синтезируются на митохондриях, расположенных между миофибриллами. В одном мышечном волокне находится до 2000 митохондрий, каждая размером до 1 мкм в ширину и 2 мкм в длину. Если на миофибриллы приходится до 2/3 объема и веса волокна, то на митохондрии – до 188;. Митохондрий больше в так называемых красных мышечных волокнах.