Variabel lainnya yang mempengaruhi fungsi otot adalah susunan serabut didalam otot. Orientasi serabut didalam otot dan susunannnya dimana serabut melekat pada tendon sangat bervariasi diantara otot-otot pada tubuh manusia. Orientasi struktural ini dapat mempengaruhi strength (kekuatan) kontraksi otot dan ROM yang dilalui oleh group otot yang menggerakkan segmen tubuh.
Ada 2 kategori utama susunan serabut otot yaitu susunan serabut paralel dan susunan serabut pennate. Meskipun terdapat sejumlah subkategori dari susunan serabut paralel dan pennate, perbedaan antara 2 kategori utama tersebut cukup untuk menjelaskan gambaran biomekanikalnya.
Pada susunan serabut paralel, orientasi serabut sangat paralel dengan axis longitudinal otot. Otot sartorius, rectus abdominis, dan biceps brachii memiliki orientasi serabut paralel. Pada sebagian besar serabut otot yang paralel, terdapat serabut yang tidak memanjang pada seluruh panjang otot, tetapi berakhir pada suatu lokasi didalam muscle belly. Begitu serabut memiliki spesialisasi struktural yang memberikan interkoneksi dengan serabut didekatnya pada beberapa titik/lokasi sepanjang permukaan serabut, hal ini memungkinkan pengiriman ketegangan (tension) ketika serabut dirangsang.
Susunan serabut pennate adalah susunan serabut yang membentuk sudut terhadap axis longitudinal otot. Setiap serabut dalam otot pennate melekat pada salah satu atau lebih tendon, beberapa serabut memanjang pada seluruh panjang otot. Serabut dari suatu otot dapat memperlihatkan lebih dari satu sudut pennation (sudut perlekatan) pada sebuah tendon. Otot tibialis posterior, rectus femoris, dan otot deltoid memiliki susunan serabut pennate.
Ketika ketegangan (tension) berkembang dalam otot yang berserabut paralel, adanya pemendekan otot terutama dihasilkan dari pemendekan serabutnya. Ketika serabut dari otot pennate memendek, maka serabut-serabutnya akan berotasi disekitar perlekatan tendonnya atau perlekatannya, yang secara progresif meningkatkan sudut pennation. Sebagaimana telah dijelaskan bahwa lebih besar sudut pennation, maka lebih kecil jumlah gaya efektif yang ditransmisikan secara aktual ke tendon untuk menggerakkan perlekatannya dengan tulang. Jika sudut pennation melebihi 60o, maka jumlah gaya efektif yang ditransfer ke tendon kurang dari ½ gaya yang dihasilkan oleh serabut otot. Pelari cepat (sprinter) ditemukan memiliki otot tungkai dengan sudut pennation lebih kecil dari sudut pennation pelari jarak jauh, dengan demikian sudut pennation yang lebih kecil akan memberikan keuntungan yaitu kecepatan kontraksi memendek yang lebih besar untuk menghasilkan kecepatan lari yang lebih tinggi.
Meskipun pennation menurunkan gaya efektif yang dibangkitkan pada level ketegangan serabut, susunan ini memberikan kemasan lebih banyak serabut daripada yang dibentuk kedalam otot longitudinal yang menempati space/ruang yang sama. Karena otot pennate berisi lebih banyak serabut per unit volume otot, maka otot tersebut dapat membangkitkan lebih besar gaya daripada otot dengan serabut paralel dalam ukuran yang sama. Hal yang menarik adalah ketika otot mengalami hipertropi maka secara bersamaan terjadi peningkatan angulasi (sudut) pada bagian serabut, dan bahkan tidak adanya hipertropi, otot yang lebih tebal memiliki sudut pennation yang lebih besar.
Sebaliknya, susunan serabut paralel dapat memungkinkan pemendekan yang lebih besar pada seluruh bundel otot daripada susunan serabut pennate. Otot-otot berserabut paralel dapat menggerakkan segmen-segmen tubuh melalui ROM yang lebih luas dibandingkan dengan otot-otot berserabut pennate. Suatu penelitian lanjut menjelaskan bahwa terdapat perbedaan organisasi struktural regional dan perbedaan fungsional regional didalam otot.
May 7, 2024