Anatomie și fiziologie

Două criterii de luat în considerare la clasificarea tipurilor de fibre musculare sunt rapiditatea cu care unele fibre se contractă în raport cu altele și modul în care fibrele produc ATP. Utilizând aceste criterii, există trei tipuri principale de fibre musculare scheletice. Fibrele oxidative lente (SO) se contractă relativ încet și utilizează respirația aerobă (oxigen și glucoză) pentru a produce ATP. Fibrele oxidative rapide (FO) au contracții rapide și utilizează în principal respirația aerobă, dar, deoarece pot trece la respirația anaerobă (glicoliză), pot obosi mai repede decât fibrele SO. În cele din urmă, fibrele glicolitice rapide (FG) au contracții rapide și utilizează în principal glicoliza anaerobă. Fibrele FG obosesc mai repede decât celelalte. Majoritatea mușchilor scheletici ai unui om conțin toate cele trei tipuri, deși în proporții variabile.

Viteza de contracție depinde de rapiditatea cu care miozina ATPază hidrolizează ATP pentru a produce acțiunea punților încrucișate. Fibrele rapide hidrolizează ATP de aproximativ două ori mai repede decât fibrele lente, rezultând o ciclare mult mai rapidă a punților încrucișate (care trage filamentele subțiri spre centrul sarcomerilor cu o viteză mai mare). Calea metabolică primară utilizată de o fibră musculară determină dacă fibra este clasificată ca fiind oxidativă sau glicolitică. Dacă o fibră produce ATP în principal prin căi aerobe, aceasta este oxidativă. Se poate produce mai mult ATP în timpul fiecărui ciclu metabolic, ceea ce face ca fibra să fie mai rezistentă la oboseală. Fibrele glicolitice creează ATP în principal prin glicoliză anaerobă, care produce mai puțin ATP pe ciclu. Ca urmare, fibrele glicolitice obosesc într-un ritm mai rapid.

Fibrele oxidative conțin mult mai multe mitocondrii decât fibrele glicolitice, deoarece metabolismul aerob, care utilizează oxigenul (O2) în calea metabolică, are loc în mitocondrii. Fibrele SO posedă un număr mare de mitocondrii și sunt capabile să se contracte pentru perioade mai lungi, datorită cantității mari de ATP pe care o pot produce, dar au un diametru relativ mic și nu produc o cantitate mare de tensiune. Fibrele SO sunt foarte bine aprovizionate cu capilare sanguine pentru a furniza O2 de la globulele roșii din fluxul sanguin. Fibrele SO posedă, de asemenea, mioglobină, o moleculă purtătoare de O2 similară hemoglobinei purtătoare de O2 din globulele roșii. Mioglobina stochează o parte din O2 necesar în fibrele însele (și dă fibrelor SO culoarea roșie). Toate aceste caracteristici permit fibrelor SO să producă cantități mari de ATP, care pot susține activitatea musculară fără a se obosi pentru perioade lungi de timp.

Faptul că fibrele SO pot funcționa pentru perioade lungi de timp fără a se obosi le face utile în menținerea posturii, producerea de contracții izometrice, stabilizarea oaselor și articulațiilor și efectuarea de mișcări mici care se întâmplă des, dar care nu necesită cantități mari de energie. Ele nu produc tensiuni mari și, prin urmare, nu sunt folosite pentru mișcări puternice, rapide, care necesită cantități mari de energie și cicluri rapide ale punților încrucișate.

Fibrele SO sunt uneori numite fibre intermediare, deoarece posedă caracteristici intermediare între fibrele rapide și fibrele lente. Ele produc ATP relativ repede, mai repede decât fibrele SO, și astfel pot produce cantități relativ mari de tensiune. Ele sunt oxidative deoarece produc ATP în mod aerob, posedă cantități mari de mitocondrii și nu obosesc rapid. Cu toate acestea, fibrele FO nu posedă o cantitate semnificativă de mioglobină, ceea ce le conferă o culoare mai deschisă decât fibrele SO roșii. Fibrele FO sunt utilizate în principal pentru mișcări, cum ar fi mersul, care necesită mai multă energie decât controlul postural, dar mai puțină energie decât o mișcare explozivă, cum ar fi sprintul. Fibrele FO sunt utile pentru acest tip de mișcare deoarece produc mai multă tensiune decât fibrele SO, dar sunt mai rezistente la oboseală decât fibrele FG.

Fibrele FG folosesc în principal glicoliza anaerobă ca sursă de ATP. Ele au un diametru mare și posedă cantități mari de glicogen, care este utilizat în glicoliză pentru a genera ATP rapid pentru a produce niveluri ridicate de tensiune. Deoarece nu utilizează în principal metabolismul aerob, ele nu posedă un număr substanțial de mitocondrii sau cantități semnificative de mioglobină și, prin urmare, au o culoare albă. Fibrele FG sunt utilizate pentru a produce contracții rapide și puternice pentru a face mișcări rapide și puternice. Aceste fibre obosesc rapid, permițându-le să fie utilizate doar pentru perioade scurte de timp. Majoritatea mușchilor posedă un amestec al fiecărui tip de fibră. Tipul de fibră predominant într-un mușchi este determinat de funcția primară a mușchiului.

.