Anatomía y fisiología I

Objetivos de aprendizaje

Dos criterios a tener en cuenta a la hora de clasificar los tipos de fibras musculares son la rapidez de contracción de unas fibras respecto a otras y cómo las fibras producen ATP. Utilizando estos criterios, hay tres tipos principales de fibras musculares esqueléticas. 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 rápidas y utilizan principalmente la respiración aeróbica, pero como pueden cambiar a la respiración anaeróbica (glucólisis), pueden fatigarse más rápidamente que las fibras SO. Por último, las fibras glucolíticas rápidas (FG) tienen contracciones rápidas y utilizan principalmente la glucólisis anaeróbica. Las fibras FG se fatigan más rápidamente que las demás. La mayoría de los músculos esqueléticos de un ser 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 un ritmo más rápido). La vía metabólica principal 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, es 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 contienen muchas más mitocondrias que las fibras glucolíticas, porque el metabolismo aeróbico, que utiliza oxígeno (O2) en la vía metabólica, se produce en las mitocondrias. Las fibras del SO poseen un gran número de mitocondrias y son capaces de contraerse durante períodos más largos debido a la gran cantidad de ATP que pueden producir, pero tienen un diámetro relativamente pequeño y no producen una gran cantidad de tensión. Las fibras del SO están ampliamente provistas de capilares sanguíneos para suministrar O2 desde los glóbulos rojos del torrente sanguíneo. Las fibras del SO también poseen mioglobina, una molécula transportadora de O2 similar a la hemoglobina transportadora de O2 de los glóbulos rojos. La mioglobina almacena parte del O2 necesario dentro de las propias fibras (y da a las fibras de SO su color rojo). Todas estas características permiten que las fibras de SO produzcan grandes cantidades de ATP, que pueden mantener la actividad muscular sin fatigarse durante largos periodos de tiempo.

El hecho de que las fibras de SO puedan funcionar durante largos periodos de tiempo sin fatigarse las hace útiles para mantener la postura, producir contracciones isométricas, estabilizar los huesos y las articulaciones y realizar pequeños movimientos que se producen con frecuencia pero que no requieren grandes cantidades de energía. No producen una alta tensión y, por lo tanto, no se utilizan para realizar movimientos potentes y rápidos que requieran grandes cantidades de energía y un rápido ciclo de puentes cruzados.

Las fibras OF se denominan a veces fibras intermedias porque poseen características intermedias entre las fibras rápidas y las fibras lentas. Producen ATP con relativa rapidez, más rápidamente que las fibras SO, y por ello pueden producir cantidades relativamente altas de tensión. Son oxidativas porque producen ATP de forma aeróbica, poseen grandes cantidades de mitocondrias y no se fatigan rápidamente. Sin embargo, las fibras FO no poseen una cantidad significativa de mioglobina, lo que les da un color más claro que las fibras rojas SO. Las fibras FO se utilizan principalmente para movimientos, como la marcha, que requieren más energía que el control postural pero menos que un movimiento explosivo, como el sprint. Las fibras FO son útiles para este tipo de movimiento porque producen más tensión que las fibras SO pero son más resistentes a la fatiga que las fibras FG.

Las fibras FG utilizan principalmente la glucólisis anaeróbica como fuente de ATP. Tienen un gran diámetro y poseen altas cantidades de glucógeno, que se utiliza en la glucólisis para generar ATP rápidamente para producir altos niveles de tensión. Dado que no utilizan principalmente el metabolismo aeróbico, no poseen un número considerable de mitocondrias ni cantidades significativas de mioglobina y, por lo tanto, tienen un color blanco. Las fibras FG se utilizan para producir contracciones rápidas y enérgicas para realizar movimientos rápidos y potentes. Estas fibras se fatigan rápidamente, lo que permite que sólo se utilicen durante períodos cortos. La mayoría de los músculos poseen una mezcla de cada tipo de fibra. El tipo de fibra predominante en un músculo está determinado por la función principal del músculo.