Tipos de fibras musculares: contracción rápida vs contracción lenta

Velocidad de contracción

Los diferentes tipos de fibras musculares en el tejido muscular esquelético muestran variaciones en su velocidad de contracción, principalmente debido a la expresión de distintas isoformas (forma de las proteínas) y cantidades de ATPasa (miosina) presentes. La ATPasa se encuentra en la región de la cabeza de la miosina y juega un papel clave en la catálisis de la hidrólisis de ATP, que proporciona la energía necesaria para la contracción muscular. La actividad de la ATPasa está positivamente correlacionada con la velocidad de contracción del sarcómero. Las fibras musculares de tipo II contienen una mayor cantidad de miosina ATPasa y, por lo tanto, se contraen más rápidamente en comparación con las fibras musculares de tipo I.

Además, el metabolismo es otro factor que influye en la velocidad de contracción muscular. El metabolismo anaeróbico, que se asocia predominantemente con las fibras musculares de tipo IIx, está vinculado a una contracción más rápida. Esto lo discutiremos con más detalle en unos momentos.

Metabolismo aeróbico vs anaeróbico

La última parte de la respiración aeróbica, la fosforilación oxidativa, ocurre en las mitocondrias y depende del oxígeno. El oxígeno es transportado a las fibras musculares por los capilares y es almacenado por una molécula similar a la hemoglobina, llamada mioglobina. La mioglobina es necesaria para el suministro constante de oxígeno dirigido a la célula muscular (miocitos), los cuales consumen mucha más energía que otros tejidos en el cuerpo humano. Las mitocondrias y la mioglobina son responsables del color rojo del tejido muscular. La respiración aeróbica produce mayores cantidades de ATP en comparación con el metabolismo anaeróbico.

La glucólisis anaeróbica puede realizarse en ausencia de oxígeno. Produce ATP casi 100 veces más rápido que la fosforilación oxidativa, pero solo se pueden producir dos moléculas de ATP por cada molécula de glucosa. La producción de lactato como subproducto del metabolismo anaeróbico conduce a la acidosis metabólica, lo que resulta en fatiga muscular.

Tipo I: Fibras oxidativas lentas

Las fibras musculares tipo I (también conocidas como fibras de "contracción lenta" o SO, por sus siglas en inglés) se caracterizan principalmente por su dependencia del metabolismo aeróbico. Contienen un gran número de mitocondrias y, por esto, son capaces de mantener contracciones sostenidas durante períodos prolongados sin fatigarse fácilmente debido a la gran cantidad de ATP que son capaces de producir. Sin embargo, debido a su diámetro relativamente pequeño, no están bien adaptadas para generar altos niveles de tensión. Este tipo de fibra muscular está bien irrigada por redes capilares (teniendo en cuenta su tamaño), que suministran oxígeno y también poseen grandes cantidades de mioglobina, que almacena oxígeno dentro de las propias fibras; esto les da un color rojizo. Como ya hemos mencionado, debido a las cantidades relativamente bajas de ATPasa (miosina), las fibras tipo I tienen una velocidad de contracción lenta. Son el primer tipo de fibras en ser reclutadas durante una contracción muscular.

Debido a esto, estas fibras son más adecuadas para actividades que implican un nivel bajo de tensión y resistencia. Se encuentran en una mayor proporción en los músculos esqueléticos responsables del mantenimiento de la postura (por ejemplo, el grupo de músculos erectores de la columna, el músculo sóleo) y son las primeras fibras en ser reclutadas durante una contracción muscular. Además, las fibras tipo I se utilizan a menudo durante ejercicios aeróbicos de baja intensidad y larga duración, como caminar, o durante deportes de resistencia.

Tipo IIa: Fibras oxidativas rápidas

Las fibras musculares tipo IIa (FO), también conocidas como fibras intermedias, pueden considerarse un tipo de transición entre las fibras musculares tipo I (SO) y tipo IIx (FG). Son más grandes y, en general, más numerosas que las fibras tipo I. Estas fibras dependen principalmente del metabolismo aeróbico, pero son capaces de producir ATP a un ritmo más rápido que las fibras tipo I (utilizando el metabolismo anaeróbico si es necesario). Aunque son resistentes a la fatiga y pueden mantener contracciones durante un período prolongado, su capacidad para hacerlo es menor que la de las fibras tipo I. Sin embargo, son capaces de generar contracciones más rápidas y una tensión mayor en comparación con las fibras tipo I, pero menor que las fibras tipo IIx.

Las fibras tipo IIa suelen poseer una densidad de mitocondria similar a la de las fibras tipo I, así como cantidades moderadas de glicosomas, que almacenan glucógeno y enzimas glucolíticas necesarias para la respiración anaeróbica. Sin embargo, tienen un menor contenido de mioglobina y una densidad capilar relativa a su tamaño, lo que da como resultado una coloración rosada/rojiza pero esta vez más clara. Estas fibras son utilizadas después de las fibras tipo I, pero antes que las fibras musculares tipo IIx.

Estas características contribuyen a sus propiedades intermedias. Las fibras tipo IIa (FO) son particularmente útiles para movimientos prolongados que requieren más tensión que la que pueden generar las fibras tipo I, como correr y nadar. Proporcionan la resistencia necesaria y una producción de fuerza moderada para estas actividades.

Tipo IIx: Fibras glucolíticas rápidas

Las fibras musculares tipo IIx (FG) dependen principalmente del metabolismo anaeróbico (es decir, la glucólisis) para la producción de energía. Debido a su perfil metabólico, son capaces de ejecutar contracciones rápidas e intensas. Sin embargo, también se fatigan de manera más rápida en comparación con otros tipos de fibras musculares. Las fibras musculares tipo IIb, que generalmente se utilizan incorrectamente como sinónimo de las fibras tipo IIx, son fibras de contracción rápida que dependen principalmente de la glucólisis. Las fibras tipo IIb y IIx difieren principalmente en la isoforma de la ATPasa. Las fibras musculares tipo IIb no se encuentran comúnmente en el tejido muscular humano.

Las fibras tipo IIx contienen un depósito sustancial de glucógeno, lo que permite la rápida liberación de glucosa y la producción de energía para facilitar contracciones rápidas. Morfológicamente, tienen un diámetro mayor y tienen apariencia más blanca. Esto se debe a su limitada dependencia de la fosforilación oxidativa y, por ende, a su menor densidad de mitocondrias, estructuras capilares y contenido de mioglobina. Las fibras tipo IIx se movilizan principalmente para movimientos rápidos y fuertes, es decir, actividades que implican esfuerzos anaeróbicos cortos, como levantamiento de pesas, carreras de velocidad y saltos. Estas fibras son clave para generar contracciones musculares rápidas y potentes.