Anatomia e Fisiologia

Le fibre muscolari scheletriche possono essere classificate in base a due criteri: 1) quanto velocemente le fibre si contraggono rispetto alle altre, e 2) come le fibre rigenerano l’ATP. Usando questi criteri, ci sono tre tipi principali di fibre muscolari scheletriche riconosciute (Tabella 1). Le fibre ossidative lente (SO) si contraggono relativamente lentamente e usano la respirazione aerobica (ossigeno e glucosio) per produrre ATP. Le fibre ossidative veloci (FO) hanno contrazioni relativamente veloci e utilizzano principalmente la respirazione aerobica per generare ATP. Infine, le fibre glicolitiche veloci (FG) hanno contrazioni relativamente veloci e utilizzano principalmente la glicolisi anaerobica. La maggior parte dei muscoli scheletrici del corpo umano contiene tutti e tre i tipi, anche se in proporzioni variabili.

La velocità di contrazione dipende dalla velocità con cui l’ATPasi della miosina idrolizza l’ATP per produrre l’azione dei ponti incrociati. Le fibre veloci idrolizzano l’ATP approssimativamente due volte più rapidamente delle fibre lente, con il risultato di un ciclo di ponti incrociati molto più rapido (che tira i filamenti sottili verso il centro dei sarcomeri ad una velocità maggiore).

La via metabolica primaria utilizzata da una fibra muscolare determina se la fibra è classificata come ossidativa o glicolitica. Se una fibra produce principalmente ATP attraverso vie aerobiche, allora è classificata come ossidativa. Più ATP può essere prodotto durante ogni ciclo metabolico, rendendo la fibra più resistente alla fatica. Le fibre glicolitiche creano principalmente ATP attraverso la glicolisi anaerobica, che produce meno ATP per ciclo. Di conseguenza, le fibre glicolitiche si affaticano più rapidamente.

Le fibre ossidative lente hanno elementi strutturali che massimizzano la loro capacità di generare ATP attraverso il metabolismo aerobico. Queste fibre contengono molti più mitocondri delle fibre glicolitiche, poiché il metabolismo aerobico, che utilizza l’ossigeno (O2) nel percorso metabolico, avviene nei mitocondri. Questo permette alle fibre lente ossidative di contrarsi per periodi più lunghi a causa della grande quantità di ATP che possono produrre, ma hanno un diametro relativamente piccolo e quindi non producono una grande quantità di tensione.

Oltre al maggior numero di mitocondri, le fibre lente ossidative sono ampiamente fornite di capillari per fornire O2 dal flusso sanguigno. Possiedono anche la mioglobina, una molecola che lega l’O2 simile all’emoglobina nei globuli rossi. La mioglobina immagazzina parte dell’O2 necessario all’interno delle fibre stesse ed è parzialmente responsabile del colore rosso scuro delle fibre ossidative.

La capacità delle fibre ossidative lente di funzionare per lunghi periodi senza affaticarsi le rende utili per mantenere la postura, produrre contrazioni isometriche e stabilizzare ossa e articolazioni. Poiché non producono alta tensione, non sono usate per movimenti potenti e veloci che richiedono un’alta quantità di energia e rapidi cicli di ponti incrociati.

Le fibre glicolitiche veloci usano principalmente la glicolisi anaerobica come fonte di ATP. Hanno un grande diametro e possiedono grandi volumi di glicogeno che viene utilizzato nella glicolisi per generare ATP rapidamente. A causa della loro dipendenza dal metabolismo anaerobico, queste fibre non possiedono un numero sostanziale di mitocondri, una fornitura capillare limitata, o quantità significative di mioglobina, con conseguente colorazione bianca per i muscoli che contengono un gran numero di queste fibre.

Le fibre glicolitiche veloci si affaticano rapidamente, permettendo loro di essere utilizzate solo per brevi periodi. Tuttavia, durante questi brevi periodi, le fibre sono in grado di produrre contrazioni rapide e forti associate a movimenti rapidi e potenti.

Le fibre ossidative veloci sono talvolta chiamate fibre intermedie perché possiedono caratteristiche intermedie tra le fibre ossidative lente e le fibre glicolitiche veloci. Queste fibre producono ATP in modo relativamente rapido, e quindi possono produrre quantità relativamente elevate di tensione, ma poiché sono ossidative, non si affaticano rapidamente. Le fibre ossidative veloci sono usate principalmente per i movimenti, come la camminata, che richiedono più energia del controllo posturale ma meno energia di un movimento esplosivo.