LAS FIBRAS MUSCULARES A NIVEL METABÓLICO Y MOLECULAR (PARTE 1)

fibras musculares

POR Dr. Horacio O. Heredia (Argentina), Médico Deportólogo, Prof. Asociado de la Cátedra de Medicina Deportiva y Fisiología del Ejercicio Universidad Nacional de la Matanza, Presidente de la Sociedad Argentina de Fisiología del Ejercicio, Jorge de Hegedus (Argentina), Profesor Nacional de Educación Física, Entrenador Nacional de Atletismo, Presidente Honorario de la Sociedad Argentina de Fisiología del Ejercicio. Dra. Bioquímica María C. Gaitán (Argentina), Prof. Adjunta de la Cátedra de Medicina Deportiva y Fisiología del Ejercicio Universidad Nacional de la Matanza, Miembro Fundador de la Sociedad Argentina de Fisiología del Ejercicio (SAFE) Para ICADE Internacional; Director General Fernando Antonio Mella Herrera (Chile), Prof. Educación Física, Entrenador Personal, Advanced Bodybuilding and Fitness Trainer Specialist by IFBB Academy Víctor Barrios

La capacidad de un individuo de ser veloz o lento, depende de la estructura íntima de sus músculos. En efecto, la calidad de las fibras musculares será decisiva para orientar a un deportista, sea para la velocidad o para la resistencia.

Diferencias generales entre las células musculares

También llamadas indistintamente fibras musculares debido a la forma fusiforme que estas células poseen, su diferenciación histológica no es nada nuevo. Hace más de medio siglo, varios histólogos alemanes efectuaron biopsias para determinar las distintas posibilidades de rendimiento según la estructura microscópica observada.

En el ser humano el número de fibras de un grupo muscular, está establecido después de que el embrión tiene 4 a 5 meses (MacCallum, 1898; Gollnick y col., 1981)

Con el crecimiento y desarrollo varia el espesor de la fibra muscular (Lockhart, 1973)

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Por esta causa, ya entonces, se habló de dos clases de células musculares: las “tónicas” por un lado y las “fásicas” por el otro (Gunther, P.G.; 1950).

En la década de los sesenta, las diferencias se establecieron por el aspecto de las células bajo la información del microscopio, específicamente determinadas por su color: rojas u oscuras, blancas o claras. Las rojas u oscuras eran lentas o poco fatigables, mientras que las blancas eran rápidas, pero poco resistentes.

En la misma década también se empezó a estudiar la actividad de las enzimas, sus distintas funciones y procesos de adaptación.

Se pudo constatar un hecho muy importante: que entre otras causas, las diferencias funcionales entre las células musculares respondían al comportamiento de la enzima ATPasa de la cabeza de la miosina (Brooke y Engle, 1969).

Con el tiempo comenzaron a desarrollarse metodologías de investigación más sofisticadas, dado que se aplicaron preparados químicos que alteraban el color básico de la célula muscular.

Es por tal motivo, que se decidió denominarlas como “slow twitch fiber” o STF (fibras de contracción lenta) y “fast twitch fiber” o FTF (fibras de contracción rápida).

Para facilitar su denominación, también se las designó como fibras Tipo I a las de contracción lenta y Tipo II a las veloces o contracción rápida (Edstrom y Nystrom, 1969).

Otros investigadores decidieron diferenciarlas de acuerdo a su funcionabilidad, tal es así, que a las fibras rápidas se las denominó como glucolíticas  anaeróbicas, mientras que a las lentas se las llamó oxidativas (Peter, Barnard, Edgerton, Gillespie y Stempel, 1972).

Se pudo comprobar que si bien la división entre fibras Tipo I (STF) y Tipo II (FTF) era correcta, fue necesario efectuar determinadas subdivisiones, teniendo en cuenta la variedad de rendimiento deportivo por un lado y las reacciones ante preparados químicos específicos por el otro. Esto se comprobó mediante la preincubación de las células musculares en medios que tenían tres niveles de pH diferentes: 4.35, 4.61 y 10.80.

La reacción de las células en estos tres distintos estados permitió modificar la coloración de la ATPasa, lo que determinó que dentro del grupo I no hubo diferenciación, pero en el grupo II aparecieron los subtipos IIa, IIb y IIc, (Billeter, Eximan y Howald, 1981).

Más recientemente se halló un nuevo tipo de célula muscular,  la cual se denomina tipo IIX (García Manso, Navarro Valdivieso, Legido Arce, Vitoria Órtiz, 2006).

Este tipo de célula muscular tiene las características  fundamentales de las II, es decir, contracción muy rápida, pero extremadamente fatigables. Aunque parezca contradictorio, son más abundantes en humanos de vida sedentaria con relación a los que se especializan en pruebas de velocidad. Cuanto más se incrementa el volumen del entrenamiento, mayor será la pérdida de las características de estas fibras IIX.

Actualmente se reconoce que el nivel cualitativo del rendimiento deportivo está sustentado principalmente sobre la estructura del “mosaico” de células que componen los distintos grupos musculares.

La composición muscular que estará determinada por la prevalencia de los distintos de células, determinará la orientación del deportista, y esto tiene tanta importancia como lo tiene la medición del VO2 Máx., el Volumen minuto o Gasto Cardíaco, el tamaño o contractibilidad miocárdica, la cantidad de hemoglobina, etc.

Por este motivo, cuando se trata del desarrollo de resistencia, los procesos de adaptación se desencadenan primero a nivel de las células musculares y recién después sobre el aparato cardiovascular y respiratorio (Howald, 1989).

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Según el grupo muscular, existirá predominio de uno de los tipos básicos de fibra muscular por sobre el otro. Por ejemplo, el músculo sóleo posee prevalentemente fibras del grupo I, relativamente poco fatigables, pero también con escasa capacidad de hipertrofia. En general ocurre los mismos con los músculos anti gravitacionales de la espalda (Saltin, Henriksson, Nygaard y Andersen, 1977).

En cambio, los músculos extensores del codo tienen prevalencia de las fibras II.

Un estudio realizado sobre biopsias musculares en sujetos varones cuyas edades oscilaron entre 20 y 30 años de edad, determinó la siguiente distribución de fibras en la musculatura corporal:

Músculo Fibras II (FTF) % Fibras I (STF) %
Sóleo 13 87
Aductor 19 81
Tibial anterior 27 73
Bíceps Femoral 33 67
Peroneo Lateral Largo 38 62
Deltoides 48 52
Bíceps Braquial 57 43
Vasto Externo 62 38
Tríceps Braquial 68 32
Recto Femoral 71 29

Tabla Nº1 (Lamb, D.R.; Physiology of Exercise, 1984)

Las fibras musculares del tipo II, las cuales son estimuladas desde las motoneuronas alfa,  -situadas en el asta anterior de la médula espinal-, poseen una estructura nerviosa con un axón o cilindro eje más grueso, con alta frecuencia de impulsos en la unidad de tiempo  (bips) y por este motivo se reclutan a mayor velocidad (35 mseg.) que las fibras lentas tipo I las cuales lo hacen en 75 mseg. (Gollnick, Armstrong, Saubert, Pihel y Saltin, 1972).

Las fibras Tipo II permiten, por lo tanto, elevada velocidad de contracción, lo cual favorece esta capacidad y por consecuencia el desarrollo de Hiperplasia de las miofibrillas contráctiles con la consiguiente Hipertrofia muscular y por lo tanto aumento de la fuerza muscular.

Otras investigaciones (Komi, 1983) determinaron una alta correlación estadística entre la prevalencia de fibras musculares del tipo II con relación a la saltabilidad. Ello es obvio, teniendo en cuenta la mayor concentración de ATP y de CPK en este grupo de células. Con ello se posibilita una incrementada velocidad de despegue del piso con relación a las personas con predominancia de fibras Tipo I.

Teniendo en cuenta el tipo de célula muscular, si es de contracción lenta o rápida se pueden constatar las siguientes características o magnitudes:

Elementos Fibras I

(oxidativas)

Fibras II

(rápidas o glucolíticas)

Actividad de la ATPasa Baja Alta
Contenido mitocondrial Alto Bajo
Contenido de Citocromo Alto Bajo
Contenido glucogénico Sin diferencias Sin diferencias
Actividad enzimática Baja Alta
Contenido lipídico Alto Bajo
Contenido de mioglobina Alto Bajo
Fosforilasa Baja Elevada
Fosfocreatina Baja Elevada
Malato deshidrogenasa Alto Bajo
Succinato deshidrogenasa Alto Bajo
Velocidad de contracción Lenta Elevada
Tiempo de estimulación Largo Corto
Fatigabilidad Baja Elevada
Producción de lactato Baja Elevada
Función preponderante Resistencia Potencia-Velocidad
Capilarización Elevada Baja

Tabla Nº2 (Hollmann/ Hettinger, Sportmedizin 1990)

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