Los tipos de fibras musculares son el factor principal para determinar la capacidad de rendimiento de cualquier músculo esquelético. Cuando pensamos en los músculos, tendemos a considerar a cada uno de ellos como una sola unidad, pero son mucho más complejos que esto. Al diseccionar un músculo, primero se cortaría el tejido conectivo que lo recubre exteriormente, y luego en su interior, se ubicaría a las fibras musculares, que son las células musculares individuales. El número de fibras musculares por cada músculo varía considerablemente dependiendo del tamaño y de la función de éste.
En este artículo, exploraremos la composición de las fibras musculares, la unidad motora y su relación con las fibras, los diferentes tipos de fibras musculares, la influencia de la genética, y las diferencias entre las fibras lentas y rápidas.
Composición de las fibras musculares
Un músculo esquelético parece actuar como una unidad independiente, pero son mucho más complejos que esto. Al diseccionar un músculo, primero se cortaría el tejido conectivo que lo recubre exteriormente, y luego en su interior, se ubicaría a las fibras musculares, que son las células musculares individuales.
Unidad Motora y Fibra Muscular
Una unidad motora es una sola neurona y las fibras musculares que inerva. La neurona determina que las fibras sean lentas o rápidas. En una unidad motora lenta, la neurona inerva una agrupación de entre 10 y 180 fibras musculares.
Una disposición tal de las unidades motoras significa que, cuando una sola neurona lenta estimula sus fibras, se contraen muchas menos fibras musculares que cuando una única neurona rápida estimula las suyas. En consecuencia, las fibras rápidas alcanzan su punto máximo de tensión más de prisa y generan relativamente más fuerza que las fibras lentas. No obstante, la fuerza de las fibras lentas y rápidas individuales no es espectacularmente distinta. La diferencia en el desarrollo de la fuerza entre las unidades motoras rápidas y lentas se debe al número de fibras musculares por unidad motora, no a la fuerza generada por cada fibra.
Tipos de Fibras Musculares
El cuerpo humano tiene tres tipos principales de fibras del músculo esquelético:
- Fibras rápidas.
- Lentas.
- Intermedias.
Estas distinciones parecen influir en cómo los músculos responden a la formación y la actividad física. Y cada tipo de fibra es única en su capacidad para contraerse de una manera determinada.
Fibras Rápidas o Fibras Tipo II-B
La mayoría de las fibras del músculo esquelético en el cuerpo se llaman fibras rápidas, ya que pueden contraerse en 0,01 segundos o menos después de la estimulación. Las fibras rápidas son de gran diámetro, contienen miofibrillas densas, grandes reservas de glucógeno, y las mitocondrias son relativamente escasas. La tensión producida por una fibra muscular es directamente proporcional a la cantidad de sarcómeros, por lo que los músculos dominados por las fibras rápidas producen fuertes contracciones.
Respecto a la fatiga, las fibras rápidas se agotan con rapidez debido a que sus contracciones requieren el uso de ATP en cantidades masivas, la actividad tan prolongada es apoyada principalmente por el metabolismo anaeróbico. Varios nombres se utilizan para referirse a estas fibras musculares, incluyendo las fibras musculares blancas, fibras de contracción rápida glucolítica, y fibras Tipo II-B.
Actividades o deportes en los cuales los atletas destacan por la composición mayoritaria en fibras Tipo II-B son aquellas de máxima potencia y breve espacio de tiempo, como puede ser los «sprínters».
Fibras Lentas o Fibras Tipo I
Las fibras lentas son sólo la mitad del diámetro de las fibras rápidas y se toman tres veces más tiempo para contratar después de la estimulación. Las fibras lentas son diseñadas para que puedan continuar trabando por períodos prolongados. El tejido muscular lento contiene una red más extensa de capilares que los tejidos musculares de contracción rápida y por lo tanto tiene un suministro de oxígeno mucho más alto. Además, las fibras lentas contienen el pigmento rojo de la mioglobina. Esta proteína globular está estructuralmente relacionada con la hemoglobina, el pigmento que transporta el oxígeno en la sangre. Tanto la mioglobina y la hemoglobina son los pigmentos rojos que se unen reversiblemente a las moléculas de oxígeno.
Aunque otros tipos de fibras musculares contienen pequeñas cantidades de mioglobina, es más abundante en las fibras lentas. Como resultado, las fibras lentas contienen importantes reservas de oxígeno que puede ser movilizado durante una contracción. Debido a que las fibras lentas tienen una amplia oferta capilar y una alta concentración de mioglobina, los músculos esqueléticos dominados por las fibras lentas son de color rojo oscuro. También se les conoce como fibras musculares rojas, fibras de contracción de lenta oxidación, y fibras de Tipo I.
Para que las reservas de oxígeno y el suministro de sangre sea más eficiente, las mitocondrias de las fibras lentas pueden contribuir más ATP durante la contracción. Por lo tanto, las fibras lentas son menos dependientes del metabolismo anaeróbico que las fibras rápidas. Parte de la producción de energía mitocondrial consiste en la degradación de los lípidos almacenados en lugar de glucógeno, por lo que las reservas de glucógeno de las fibras lentas son más pequeñas que los de las fibras rápidas. Las fibras lentas contienen más mitocondrias que las fibras rápidas.
Actividades o deportes en los cuales los atletas destacan por la composición mayoritaria en fibras Tipo I son aquellas de carácter resistivo y larga duración, como puede ser los maratonianos.
Fibras Intermedias Tipo II-A
Las propiedades de las fibras intermedias son una combinación entre las de las fibras rápidas y fibras lentas. En apariencia, las fibras intermedias se parecen a las fibras rápidas, ya que contienen poca mioglobina y son relativamente claras. Tienen una red capilar más amplia a su alrededor, sin embargo, son más resistentes a la fatiga que las fibras rápidas. Fibras intermedias son también conocidas como fibras de contracción de rápida oxidación y las fibras de tipo II-A.
En los músculos que contienen una mezcla de fibras rápidas y media, la proporción puede cambiar con el acondicionamiento físico. Por ejemplo, si un músculo se usa repetidamente para pruebas de resistencia, algunas de las fibras rápidas se desarrollarán el aspecto y las capacidades funcionales de las fibras intermedias. El músculo en su conjunto por lo tanto se vuelve más resistente a la fatiga.
Genética y Disposición de Fibras Musculares
Las características de las fibras musculares lentas y rápidas quedan determinadas en una fase temprana de la vida, vienen determinadas genéticamente. Los genes que heredamos de nuestros padres determinan qué neuronas motoras inervan nuestras fibras musculares individuales. Después de haberse establecido la inervación, nuestras fibras musculares se diferencian (especializan) según el tipo de neurona que las estimula. Los porcentajes de fibras lentas y rápidas no son los mismos en todos los músculos del cuerpo. Generalmente los músculos de las extremidades superiores y de las inferiores de una persona tienen composiciones de fibras similares.
Diferencias entre fibras lentas y rápidas
La principal diferencia atiende sobre el tipo de fibra y su repercusión sobre el rendimiento físico: Nuestro tipo de fibra muscular puede influir en el rendimiento deportivo para determinar si una persona es naturalmente rápida o fuerte. Los atletas olímpicos tienden a destacar en los deportes que coinciden con su composición genética. Velocistas olímpicos han demostrado que poseen alrededor del 80% de fibras de contracción rápida, mientras que los que se destacan en maratones tienden a tener un 80% de fibras de contracción lenta.
- Las fibras musculares de contracción lenta son buenas para las actividades de resistencia como carreras de larga distancia o ciclismo. Se puede trabajar por un largo tiempo sin cansarse.
- Tener fibras de contracción más rápida puede ser un activo para un velocista ya que ella necesita para generar con rapidez una gran cantidad de fuerza. Se contraen rápidamente, pero se cansan rápido, ya que consumen mucha energía.
Se observa que aquellos esfuerzos de carácter resistivo y larga duración irán ligados a una persona con mayor distribución de fibras rojas. A medida que nos inclinamos hacia actividades de mayor intensidad y breve duración, la oscilación gira hacia mayor predominio de fibras blancas.
Éxito del atleta según el tipo de fibras
El conocimiento de la composición y el uso de las fibras musculares sugiere que los deportistas que tienen un alto porcentaje de fibras de contracción lenta pueden tener una cierta ventaja en las pruebas prolongadas de resistencia, mientras que quienes tienen un predominio de fibras de contracción rápida pueden estar mejor dotados para las actividades breves y explosivas. Los músculos de las extremidades inferiores de los corredores de fondo, que dependen de su capacidad de resistencia, tienen un predominio de fibras lentas. En los corredores de fondo, sus músculos gemelos (ubicados en la cara posterior de la pierna) presentan mas del 90% de fibras lentas. Los músculos gemelos se componen principalmente de fibras rápidas en los sprínters, que dependen de la velocidad y de la fuerza.
Sprínters VS Maratonianos
La composición en cuanto a fibras de los músculos de los corredores de fondo y de los sprínteres es notablemente distinta. Los campeones mundiales de maratón poseen del 93% al 99% de fibras lentas en sus músculos gemelos. Los sprínters de nivel mundial tienen sólo alrededor del 25% de fibras lentas en este músculo. No obstante, puede ser un poco arriesgado pensar que podemos seleccionar a corredores de fondo y sprínters campeones basándonos únicamente en el tipo de fibra muscular predominante.
Otros factores, tales como la función cardiovascular y el tamaño muscular, también contribuyen al éxito en estas pruebas de resistencia, velocidad y fuerza. El éxito deportivo es un complemento de varios factores, entre los cuales se ubica, en un plano importante, el tipo de fibras musculares que posea el deportista.
Cómo cambian las fibras musculares con el ejercicio
Fuentes Bibliográficas:
- Fisiología del esfuerzo y del deporte. Jack H. Wilmore. David L. Costill, SL. Editorial Paidotribo, 2004.
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