Влияние АТФ на сокращение мышцы было убедительно показано в опытах известного венгерского ученого Сцент-Дьёрдьи, который многие годы посвятил исследованию мышечного сокращения. Оказалось, что если долго вымачивать мышечную ткань в водном растворе глицерина, то можно почти полностью сохранить ее структуру. Раствор лишь вымывает из мышцы мелкие растворимые частицы. Такая мышца становится неэластичной, теряет способность сокращаться. Если же теперь в раствор, где находится такая измененная мышца, добавить АТФ, мышца опять может сокращаться. Особенно отчетливо заметно влияние АТФ на сокращение актомиозина, искусственно выделенного из мышцы.
По этому поводу Сцент-Дьёрдьи писал: «Получив актомиозин искусственным путем, мы воспроизвели и, стало быть, получили возможность анализировать одно из таинственнейших проявлений жизни». Далее ученый признается, что самым волнующим моментом его научной работы был тот, когда он впервые увидел, как сокращается актомиозин, как из бесформенной массы он превращается в плотный, упругий комочек.
Советские биохимики академик В. А. Энгельгардт и профессор М. Н. Любимова установили, что миозин и актомиозин обладают способностью расщеплять АТФ. В результате этого процесса в организме освобождается энергия, необходимая для сокращения мышц. Так была неопровержимо доказана связь определенных структурных элементов мышцы с ее функцией — возможностью использовать энергию, заключенную в фосфорсодержащих веществах.
В конечном итоге мышечное сокращение представляет собой сложный процесс, который начинается с передачи возбуждения с нерва на мышцу, затем возбуждение распространяется по всей поверхности мышечного волокна, и происходит реакция актомиозина с АТФ. Образуется АТФ главным образом в особых элементах мышечного волокна — митохондриях, которые справедливо называют энергетическими, или силовыми, станциями клетки.
Мы знаем, что после сокращения мышца расслабляется, как бы отдыхает. Что же происходит в этот период? Современные исследования показывают, что расслабление мышцы отнюдь не пассивный процесс, как можно было бы думать. Во время расслабления мышца не только пополняет израсходованные запасы, но и готовится к будущему сокращению. Ученые связывают расслабление мышцы с активностью химического вещества, которое, возможно, связывает актомиозин и не позволяет ему в данный момент расщеплять АТФ.
Сложность изучения мышечного сокращения у животных и особенно у человека связана с тем, что мышечная ткань составляет единое целое с другими системами организма и находится с ними в функциональном единстве. Еще Энгельс в «Диалектике природы» указывал, что «организм есть, несомненно, высшее единство, связывающее в себе в одно целое механику, физику и химию таким образом, что эту тройку нельзя больше разделить. В организме механическое движение вызывается физическим и химическим изменениями, и это относится к питанию, дыханию, выделению и так далее в такой же мере, как и к чисто мускульному движению».