Anatomía y fisiología

Las fibras musculares esqueléticas pueden clasificarse en base a dos criterios: 1) la rapidez con la que se contraen las fibras en relación con otras, y 2) cómo regeneran las fibras el ATP. Utilizando estos criterios, se reconocen tres tipos principales de fibras musculares esqueléticas (Tabla 1). Las fibras oxidativas lentas (SO) se contraen con relativa lentitud y utilizan la respiración aeróbica (oxígeno y glucosa) para producir ATP. Las fibras oxidativas rápidas (FO) tienen contracciones relativamente rápidas y utilizan principalmente la respiración aeróbica para generar ATP. Por último, las fibras glucolíticas rápidas (FG) tienen contracciones relativamente rápidas y utilizan principalmente la glucólisis anaeróbica. La mayoría de los músculos esqueléticos del cuerpo humano contienen los tres tipos, aunque en proporciones variables.

La velocidad de contracción depende de la rapidez con la que la ATPasa de la miosina hidroliza el ATP para producir la acción de los puentes cruzados. Las fibras rápidas hidrolizan el ATP aproximadamente dos veces más rápido que las fibras lentas, lo que resulta en un ciclo de puentes cruzados mucho más rápido (que tira de los filamentos finos hacia el centro de los sarcómeros a una velocidad más rápida).

La vía metabólica primaria utilizada por una fibra muscular determina si la fibra se clasifica como oxidativa o glucolítica. Si una fibra produce principalmente ATP a través de vías aeróbicas, entonces se clasifica como oxidativa. Se puede producir más ATP durante cada ciclo metabólico, lo que hace que la fibra sea más resistente a la fatiga. Las fibras glucolíticas crean principalmente ATP a través de la glucólisis anaeróbica, que produce menos ATP por ciclo. Como resultado, las fibras glucolíticas se fatigan a un ritmo más rápido.

Las fibras oxidativas lentas tienen elementos estructurales que maximizan su capacidad de generar ATP a través del metabolismo aeróbico. Estas fibras contienen muchas más mitocondrias que las fibras glucolíticas, ya que el metabolismo aeróbico, que utiliza oxígeno (O2) en la vía metabólica, se produce en las mitocondrias. Esto permite que las fibras oxidativas lentas se contraigan durante períodos más largos debido a la gran cantidad de ATP que pueden producir, pero tienen un diámetro relativamente pequeño y, por lo tanto, no producen una gran cantidad de tensión.

Además de un mayor número de mitocondrias, las fibras oxidativas lentas están ampliamente provistas de capilares sanguíneos para suministrar O2 desde el torrente sanguíneo. También poseen mioglobina, una molécula de unión de O2 similar a la hemoglobina de los glóbulos rojos. La mioglobina almacena parte del O2 necesario dentro de las propias fibras y es parcialmente responsable de dar a las fibras oxidativas un color rojo oscuro.

La capacidad de las fibras oxidativas lentas para funcionar durante largos períodos sin fatigarse las hace útiles para mantener la postura, producir contracciones isométricas y estabilizar huesos y articulaciones. Debido a que no producen una alta tensión, no se utilizan para movimientos potentes y rápidos que requieran grandes cantidades de energía y ciclos rápidos de puentes cruzados.

Las fibras glucolíticas rápidas utilizan principalmente la glucólisis anaeróbica como fuente de ATP. Tienen un gran diámetro y poseen grandes volúmenes de glucógeno que se utiliza en la glucólisis para generar ATP rápidamente. Debido a su dependencia del metabolismo anaeróbico, estas fibras no poseen un número sustancial de mitocondrias, un suministro capilar limitado o cantidades significativas de mioglobina, lo que resulta en una coloración blanca para los músculos que contienen un gran número de estas fibras.

Las fibras glucolíticas rápidas se fatigan rápidamente, lo que permite que sólo se utilicen durante períodos cortos. Sin embargo, durante estos breves periodos, las fibras son capaces de producir contracciones rápidas y enérgicas asociadas a movimientos rápidos y potentes.

Las fibras oxidativas rápidas se denominan a veces fibras intermedias porque poseen características intermedias entre las fibras oxidativas lentas y las fibras glucolíticas rápidas. Estas fibras producen ATP con relativa rapidez y, por lo tanto, pueden producir cantidades relativamente altas de tensión, pero como son oxidativas, no se fatigan rápidamente. Las fibras oxidativas rápidas se utilizan principalmente para movimientos, como caminar, que requieren más energía que el control postural pero menos energía que un movimiento explosivo.