Anatomi och fysiologi

Två kriterier att ta hänsyn till när man klassificerar typerna av muskelfibrer är hur snabbt vissa fibrer drar ihop sig i förhållande till andra, och hur fibrerna producerar ATP. Med hjälp av dessa kriterier finns det tre huvudtyper av skelettmuskelfibrer. Slow oxidative (SO) fibrer drar ihop sig relativt långsamt och använder aerob andning (syre och glukos) för att producera ATP. Snabbt oxiderande (FO) fibrer har snabba sammandragningar och använder främst aerob andning, men eftersom de kan övergå till anaerob andning (glykolys) kan de tröttna snabbare än SO-fibrerna. Slutligen har snabba glykolytiska fibrer (FG) snabba sammandragningar och använder främst anaerob glykolys. FG-fibrerna tröttnar snabbare än de andra. De flesta skelettmuskler hos en människa innehåller alla tre typerna, om än i varierande proportioner.

Kontraktionshastigheten är beroende av hur snabbt myosins ATPas hydrolyserar ATP för att åstadkomma tvärbroverkan. Snabba fibrer hydrolyserar ATP ungefär dubbelt så snabbt som långsamma fibrer, vilket resulterar i mycket snabbare korsbrocykling (vilket drar de tunna filamenten mot sarkomerens centrum i snabbare takt). Den primära metaboliska väg som används av en muskelfiber avgör om fibern klassificeras som oxidativ eller glykolytisk. Om en fiber huvudsakligen producerar ATP genom aeroba vägar är den oxidativ. Mer ATP kan produceras under varje metabolisk cykel, vilket gör fibern mer motståndskraftig mot trötthet. Glykolytiska fibrer skapar främst ATP genom anaerob glykolys, som producerar mindre ATP per cykel. Därför tröttnar glykolytiska fibrer snabbare.

De oxidativa fibrerna innehåller många fler mitokondrier än de glykolytiska fibrerna, eftersom den aeroba ämnesomsättningen, som använder syre (O2) i ämnesomsättningsvägen, sker i mitokondrierna. SO-fibrerna har ett stort antal mitokondrier och kan kontrahera under längre perioder på grund av den stora mängden ATP som de kan producera, men de har en relativt liten diameter och producerar inte en stor mängd spänning. SO-fibrerna är i stor utsträckning försedda med blodkapillärer för att tillföra O2 från de röda blodkropparna i blodomloppet. SO-fibrerna har också myoglobin, en syrebärande molekyl som liknar det syrebärande hemoglobinet i de röda blodkropparna. Myoglobinet lagrar en del av det nödvändiga syret i själva fibrerna (och ger SO-fibrerna deras röda färg). Alla dessa egenskaper gör att SO-fibrerna kan producera stora mängder ATP, vilket kan upprätthålla muskelaktivitet utan att tröttna under långa perioder.

Det faktum att SO-fibrerna kan fungera under långa perioder utan att tröttna gör dem användbara för att bibehålla hållningen, producera isometriska sammandragningar, stabilisera ben och leder och göra små rörelser som sker ofta men som inte kräver stora mängder energi. De producerar inte hög spänning och används därför inte för kraftfulla, snabba rörelser som kräver stora mängder energi och snabb korsbrocykling.

FO-fibrer kallas ibland för intermediära fibrer eftersom de har egenskaper som ligger mellan snabba fibrer och långsamma fibrer. De producerar ATP relativt snabbt, snabbare än SO-fibrer, och kan därför producera relativt stora spänningar. De är oxidativa eftersom de producerar ATP aerobt, har stora mängder mitokondrier och inte tröttnar snabbt. FO-fibrerna har dock inte mycket myoglobin, vilket ger dem en ljusare färg än de röda SO-fibrerna. FO-fibrerna används främst för rörelser, t.ex. gång, som kräver mer energi än postural kontroll men mindre energi än en explosiv rörelse, t.ex. sprint. FO-fibrerna är användbara för den här typen av rörelser eftersom de producerar mer spänning än SO-fibrerna, men de är mer trötthetsresistenta än FG-fibrerna.

FG-fibrerna använder i första hand anaerob glykolys som sin ATP-källa. De har en stor diameter och besitter stora mängder glykogen, som används i glykolysen för att snabbt generera ATP för att producera höga spänningsnivåer. Eftersom de inte primärt använder aerob metabolism har de inte ett stort antal mitokondrier eller betydande mängder myoglobin och har därför en vit färg. FG-fibrer används för att producera snabba, kraftfulla kontraktioner för att göra snabba, kraftfulla rörelser. Dessa fibrer tröttnar snabbt, vilket gör att de endast kan användas under korta perioder. De flesta muskler har en blandning av varje fibertyp. Den dominerande fibertypen i en muskel bestäms av muskelns primära funktion.

.