Luustolihaksen supistuminen on mekanismi, jolla kehon liikkuvien nivelten lihakset tuottavat liikettä näissä nivelissä. Luustolihas eroaa sydänlihasta, joka pumppaa sydäntä, ja sileästä lihaksesta, joka on osa useita sisäelimiä ja tuottaa liikkeitä, kuten työnnetään ruokaa ruoansulatuskanavaa pitkin, koska se yhdistää molemmista päistään luuhun. Sellaisena kun se supistuu – eli kun sen kuidut lyhenevät ja pidentyvät – se vetää molempia luita, aiheuttaen liikettä sen ristissä. Luustolihasten supistuminen, johon liittyy kemiallinen reaktio jokaisen lihassolun sisältämien proteiinikomponenttien tasolla, tekee luuston liikkumisesta mahdollista.
Luustolihakset voivat tuottaa muutamia erilaisia supistuksia. Supistusta, jossa lihaskuidut lyhenevät, kuten nähdään, kun rintakehä vedetään lähemmäksi lantiota vatsan romahduksen aikana, kutsutaan samankeskiseksi supistukseksi. Kun lihaskuidut pidentyvät, kuten murtuman laskuvaiheessa, tapahtuu epäkeskinen supistuminen. Luustolihaksen supistumista, johon liittyy sekä liikkeen samankeskinen että eksentrinen vaihe, kutsutaan isotoniseksi supistukseksi. Isometrinen supistuminen on sitä vastoin lihas, jonka pituus ei muutu supistuessaan, kuten kyykkyasennon pitäminen liikkumatta.
Luustolihakset koostuvat lihaskuitujen nippuista, jotka puolestaan ovat lihassolujen nippuja. Lihasolut ovat muodoltaan pitkiä, kapeita ja lieriömäisiä, ja ne koostuvat sarkomeereiksi kutsutuista yksiköistä, jotka ovat vastuussa luustolihasten supistumisesta. Malli, joka selittää, mitä sarkomeerissä tapahtuu lihaksen supistumisena, tunnetaan liukuvana filamenttiteoriana. Sitä voidaan käyttää selittämään kaikenlaiset lihassupistukset, jotka eroavat toisistaan vain sen vuoksi, onko lihakseen kohdistuva voima pienempi, suurempi tai yhtä suuri kuin lihassolujen tuottama voima.
Jokaisessa sarkomeerissä, yksikössä, jota esiintyy satoja tuhansia kussakin lihassolussa, on proteiineja, jotka on järjestetty pitkiin filamentteihin nimeltä aktiini ja myosiini. Aktiiniproteiinit ovat passiivisia, mikä tarkoittaa, että ne muodostavat ketjuja, jotka vastaanottavat aktiivisia myosiiniproteiineja. Vaihtuvat linjat järjestettynä myosiini liukuu edestakaisin aktiinin ohi, ja prosessissa se emittoi kalsiumioneja, jotka saavat jokaisen myosiiniproteiinin sitoutumaan kunkin aktiiniproteiinin vastaavaan kohtaan.
Luustolihaksen supistumisen aikana myosiinifilamentit tarttuvat aktiiniin ja kulkevat sen ohi. Tämä tapahtuu samanaikaisesti solun monissa sarkomeereissa, jotka on järjestetty kaistoiksi. Tämä “aivohalvaus”, kuten yleisesti tiedetään, aiheuttaa lihaksen kollektiivisen lyhenemisen, joka sitten palautuu lepopituuteensa, kun myosiini vapautuu aktiinista.