Der Skelettmuskel reagiert so schnell auf die Ausschüttung von Acetylcholin durch die Motorneuronen, weil dieser Neurotransmitter an spezifische Rezeptoren auf der Muskelzellmembran (den sogenannten Nikotinischen Acetylcholinrezeptoren) bindet. Diese Bindung führt zu einer schnellen Depolarisation der Muskelzellmembran, was als Endplattenpotenzial bezeichnet wird. Das Endplattenpotenzial breitet sich über die Muskelzellmembran aus und löst eine Serie von Ereignissen aus, die als elektromechanische Kopplung bekannt sind. Diese Ereignisse umfassen die Öffnung von spannungsgesteuerten Natriumkanälen, die weitere Depolarisation der Membran und letztlich die Freisetzung von Calciumionen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum. Die erhöhte Calciumkonzentration im Zytoplasma führt zur Kontraktion der Muskelzelle durch die Interaktion von Aktin und Myosin. Die gesamte Kette dieser Ereignisse ist sehr schnell, was es dem Skelettmuskel ermöglicht, nahezu sofort auf den Nervensignal zu reagieren.