Anatomia e Fisiologia

Dois critérios a considerar ao classificar os tipos de fibras musculares são a rapidez com que algumas fibras se contraem em relação a outras, e como as fibras produzem ATP. Usando estes critérios, existem três tipos principais de fibras musculares esqueléticas. As fibras oxidativas lentas (SO) contraem-se relativamente devagar e usam a respiração aeróbica (oxigênio e glicose) para produzir ATP. As fibras oxidantes rápidas (FO) têm contrações rápidas e utilizam principalmente a respiração aeróbica, mas como podem mudar para a respiração anaeróbica (glicólise), podem sofrer fadiga mais rapidamente do que as fibras SO. Finalmente, as fibras de glicólise rápida (FG) têm contrações rápidas e usam principalmente glicólise anaeróbica. As fibras FG apresentam fadiga mais rapidamente do que as outras. A maioria dos músculos esqueléticos de um ser humano contém os três tipos, embora em proporções variáveis.

A velocidade de contracção depende da rapidez com que a ATPase da miosina hidrolisa ATP para produzir uma acção transversal. As fibras rápidas hidrolisam ATP aproximadamente duas vezes mais rapidamente do que as fibras lentas, resultando em ciclagem muito mais rápida da cross-bridge (que puxa os filamentos finos para o centro dos sarcômeros a uma velocidade mais rápida). A via metabólica primária utilizada por uma fibra muscular determina se a fibra é classificada como oxidante ou glicolítica. Se uma fibra produz ATP principalmente através de vias aeróbicas é oxidante. Mais ATP pode ser produzido durante cada ciclo metabólico, tornando a fibra mais resistente à fadiga. As fibras glicolíticas criam ATP principalmente através da glicólise anaeróbica, que produz menos ATP por ciclo. Como resultado, a fadiga das fibras glicolíticas a uma taxa mais rápida.

As fibras oxidantes contêm muito mais mitocôndrias do que as fibras glicolíticas, porque o metabolismo aeróbico, que usa oxigênio (O2) na via metabólica, ocorre nas mitocôndrias. As fibras de SO possuem um grande número de mitocôndrias e são capazes de se contrair por períodos mais longos devido à grande quantidade de ATP que podem produzir, mas têm um diâmetro relativamente pequeno e não produzem uma grande quantidade de tensão. As fibras de SO são amplamente fornecidas com capilares sanguíneos para fornecer O2 a partir dos glóbulos vermelhos da corrente sanguínea. As fibras de SO também possuem mioglobina, uma molécula portadora de O2 semelhante à hemoglobina portadora de O2 nos glóbulos vermelhos do sangue. A mioglobina armazena parte do O2 necessário dentro das próprias fibras (e dá às fibras de SO sua cor vermelha). Todas essas características permitem que as fibras de SO produzam grandes quantidades de ATP, que pode manter a atividade muscular sem fadiga por longos períodos de tempo.

O fato de que as fibras de SO podem funcionar por longos períodos sem fadiga as torna úteis na manutenção da postura, produzindo contrações isométricas, estabilizando ossos e articulações, e fazendo pequenos movimentos que acontecem com freqüência mas não requerem grandes quantidades de energia. Elas não produzem alta tensão e, portanto, não são utilizadas para movimentos potentes e rápidos que requerem altas quantidades de energia e ciclagem rápida de ponte transversal.

FOs fibras são algumas vezes chamadas de fibras intermediárias porque possuem características intermediárias entre fibras rápidas e fibras lentas. Elas produzem ATP relativamente rápido, mais rapidamente do que as fibras SO, e assim podem produzir quantidades relativamente altas de tensão. Elas são oxidantes porque produzem ATP aerobicamente, possuem altas quantidades de mitocôndrias, e não produzem fadiga rapidamente. No entanto, as fibras FO não possuem mioglobina significativa, dando-lhes uma cor mais clara do que as fibras SO vermelhas. As fibras FO são utilizadas principalmente para movimentos, como a marcha, que requerem mais energia do que o controle postural, mas menos energia do que um movimento explosivo, como o sprint. As fibras FO são úteis para este tipo de movimento porque produzem mais tensão do que as fibras SO, mas são mais resistentes à fadiga do que as fibras FG.

FG utilizam principalmente a glicólise anaeróbica como fonte de ATP. Elas têm um grande diâmetro e possuem altas quantidades de glicogênio, que é usado na glicólise para gerar ATP rapidamente para produzir altos níveis de tensão. Como não utilizam principalmente o metabolismo aeróbio, não possuem quantidades substanciais de mitocôndrias ou quantidades significativas de mioglobina e, portanto, têm uma cor branca. As fibras FG são usadas para produzir contrações rápidas e fortes para fazer movimentos rápidos e poderosos. Essas fibras se cansam rapidamente, permitindo que sejam utilizadas apenas por curtos períodos de tempo. A maioria dos músculos possui uma mistura de cada tipo de fibra. O tipo de fibra predominante em um músculo é determinado pela função primária do músculo.