В работе на модели крыс проведено теоретическое и экспериментальное исследование механических свойств мышечных волокон миокарда. Разработаны трехмерные математические модели и показано, что они адекватно имитируют вязкоупругое поведение реальных препаратов в эксперименте и воспроизводят характеристики вязкоупругих свойств миокарда во всем физиологическом диапазоне деформаций. Установлен эффект взаимной компенсации типов структурной неоднородности, это дает основания предполагать существование неизвестных до сих пор механизмов ремоделирования миокарда в ходе адаптации к изменению нагрузки. Полученные результаты могут быть полезны при компенсации патологических нарушений работы сердечной мышцы и могут составить основу построения моделей целого сердца и создания искусственных тканей с заданными нелинейными свойствами.