这一机制是骨骼肌细胞兴奋导致收缩的关键环节。

在骨骼肌细胞的一次兴奋和收缩过程中肌质中游离Ca²⁺浓度增高，Ca²⁺几乎100%来自细胞内肌质网的释放，而肌质网释放Ca²⁺则由肌细胞的兴奋，即肌膜的去极化过程触发。骨骼肌细胞横管膜上存在二氢吡啶受体（dihydropyridine receptor; DHPR）。DHPR主要分布在横管膜的胞质侧，是一种L型钙通道。DHPR与肌质网膜上的雷诺丁受体（ryanodine receptor; RyR）对接，使二者在功能上发生偶联关系。RyR又称钙释放通道，在骨骼肌细胞内质网膜上主要是1型雷诺丁受体（RyR1）。横管膜处于静息状态时，横管膜上的DHPR能使肌质网膜上与之对接的RyR1处于关闭状态。当骨骼肌细胞兴奋时，动作电位可沿肌膜传导到横管膜，使之发生去极化。横管膜上的DHPR具有电压感受器作用，横管膜的去极化能使DHPR激活而发生构象变化，从而解除其对肌质网膜上RyR1的抑制性作用，引起RyR1通道开放；于是，肌质网内的Ca²⁺顺浓度差被大量释放到肌质中，肌质中Ca²⁺浓度因而迅速升高（见图），进而触发肌丝相对滑行，产生骨骼肌收缩。去极化诱导钙释放是骨骼肌兴奋-收缩耦联的关键机制，它不同于心肌细胞所依赖的钙致钙释放机制。

骨骼肌细胞去极化诱导钙释放示意图