Anatomi og fysiologi

To kriterier, der skal tages i betragtning ved klassificering af typerne af muskelfibre, er, hvor hurtigt nogle fibre trækker sig sammen i forhold til andre, og hvordan fibrene producerer ATP. Ud fra disse kriterier er der tre hovedtyper af skeletmuskelfibre. Langsomt oxidative (SO) fibre trækker sig relativt langsomt sammen og bruger aerob respiration (ilt og glukose) til at producere ATP. Hurtige oxidative fibre (FO) har hurtige sammentrækninger og anvender primært aerob respiration, men da de kan skifte til anaerob respiration (glykolyse), kan de trættes hurtigere end SO-fibre. Endelig har hurtige glykolytiske (FG) fibre hurtige sammentrækninger og anvender primært anaerob glykolyse. FG-fibrene udmattes hurtigere end de andre. De fleste skeletmuskler i et menneske indeholder alle tre typer, om end i varierende proportioner.

Sammentrækningshastigheden afhænger af, hvor hurtigt myosins ATPase hydrolyserer ATP for at frembringe krydsbrovirkning. Hurtige fibre hydrolyserer ATP ca. dobbelt så hurtigt som langsomme fibre, hvilket resulterer i meget hurtigere krydsbrocykling (som trækker de tynde filamenter mod midten af sarkomererne i et hurtigere tempo). Den primære metaboliske vej, der anvendes af en muskelfiber, bestemmer, om fiberen klassificeres som oxidativ eller glycolytisk. Hvis en fiber primært producerer ATP gennem aerobe veje, er den oxidativ. Der kan produceres mere ATP under hver metabolisk cyklus, hvilket gør fiberen mere modstandsdygtig over for træthed. Glykolytiske fibre skaber primært ATP gennem anaerob glykolyse, som producerer mindre ATP pr. cyklus. Som følge heraf bliver glycolytiske fibre hurtigere trætte.

De oxidative fibre indeholder mange flere mitokondrier end de glycolytiske fibre, fordi aerobt stofskifte, som bruger ilt (O2) i stofskiftevejen, foregår i mitokondrierne. SO-fibrene besidder et stort antal mitokondrier og er i stand til at trække sig sammen i længere perioder på grund af den store mængde ATP, de kan producere, men de har en relativt lille diameter og producerer ikke en stor mængde spænding. SO-fibrene er i vid udstrækning forsynet med blodkapillærer til at levere O2 fra de røde blodlegemer i blodbanen. SO-fibrene besidder også myoglobin, et O2-transporterende molekyle, der ligner O2-transporterende hæmoglobin i de røde blodlegemer. Myoglobinet lagrer en del af den nødvendige O2 i selve fibrene (og giver SO-fibrene deres røde farve). Alle disse egenskaber gør det muligt for SO-fibre at producere store mængder ATP, som kan opretholde muskelaktivitet uden at trætte i lange perioder.

Den omstændighed, at SO-fibre kan fungere i lange perioder uden at trætte, gør dem nyttige til at opretholde kropsholdning, producere isometriske sammentrækninger, stabilisere knogler og led og lave små bevægelser, der sker ofte, men som ikke kræver store mængder energi. De producerer ikke høj spænding, og derfor bruges de ikke til kraftige, hurtige bevægelser, der kræver store mængder energi og hurtige krydsbrocykler.

FO-fibre kaldes nogle gange for intermediære fibre, fordi de besidder egenskaber, der ligger mellem hurtige fibre og langsomme fibre. De producerer ATP relativt hurtigt, hurtigere end SO-fibre, og kan derfor producere relativt store spændingsmængder. De er oxidative, fordi de producerer ATP aerobt, besidder store mængder mitokondrier og ikke udmattes hurtigt. FO-fibre besidder dog ikke myoglobin i nævneværdig grad, hvilket giver dem en lysere farve end de røde SO-fibre. FO-fibre anvendes primært til bevægelser, f.eks. gang, som kræver mere energi end postural kontrol, men mindre energi end en eksplosiv bevægelse, f.eks. sprint. FO-fibre er nyttige til denne type bevægelse, fordi de producerer mere spænding end SO-fibre, men de er mere træthedsresistente end FG-fibre.

FG-fibre bruger primært anaerob glykolyse som deres ATP-kilde. De har en stor diameter og besidder store mængder glykogen, som bruges i glykolysen til at generere ATP hurtigt for at producere høje spændingsniveauer. Da de ikke primært anvender aerobt stofskifte, har de ikke et stort antal mitokondrier eller betydelige mængder myoglobin, og de har derfor en hvid farve. FG-fibre bruges til at producere hurtige, kraftige sammentrækninger for at lave hurtige, kraftige bevægelser. Disse fibre udmattes hurtigt, hvilket gør det muligt kun at bruge dem i korte perioder. De fleste muskler besidder en blanding af hver type fibre. Den fremherskende fibertype i en muskel bestemmes af musklens primære funktion.