Back to chapter

20.6:

סיווג סיבי שריר שלד

JoVE Core
Biology
A subscription to JoVE is required to view this content.  Sign in or start your free trial.
JoVE Core Biology
Classification of Skeletal Muscle Fibers

Languages

Share

שרירי השלד מורכבים משלושה סוגי סיבים עיקריים, אחד בעל כיווץ איטי ושניים מהירים, כשכל אחד מהם נבדל מהשני ובעל תפקוד ייחודי בהתבסס על המהירות ומשך ההתכווצות שלהם ATP וגם על מקור האנרגיה המשמשת לתפעול השריר. הסוג הראשון הוא בעלי כיווץ איטי I סיבים מסוג, אשר מתכווצים לאט ומסוגלים לשאת התכווצות שרירים חזרתית לאורך זמן ממושך, עבור פעילויות סיבולת, כגון ריצת מרתון. הם בדרך כלל מכונים סיבים אדומים, שכן הם מועשרים בנימים רבים ובשפע של מיוגלובין, פיגמנט שמאחסן חמצן ומפזר אותו מהדם לתאים כצורה של אנרגיה אירובית.IIA הסוג השני, סיבים מהירים מסוג, הם בעלי התכווצות מהירה ומשתמשים בעיקר במקורות אנרגיה אירובית ההכרחית עבור ספרינטים הדורשים כוח ומהירות. מבחינה מבנית, הם דומים מאוד לעמיתיהם האיטיים. הקבוצה השלישית, סיבים IIB גליקוליטיים מהירים מסוג, מתכווצים במהירות ועם כוח רב יותר, אבל מתעייפים מהר בשל מאגרם הדל של גליקוגן המשמש כדלק, מה שהופך אותם מתאימים לפרצי מאמץ כמו בהרמת כוח.לסיבים לבנים גדולים אלו אספקת דם נמוכה יותר ותכולת מיוגלובין פחותה, והם אינם תלויים בחמצן ובחומרים מזינים המגיעים מהדם. באופן כללי, ההתפלגות הפרופורציונלית של סוגי סיבי שריר נקבעת בעיקר על-ידי הגנטיקה, אבל גם ניתנת לשליטה על-ידי העלאת רמות של הורמונים בדם ושינוי סוג האימונים המבוצע על שרירים.

20.6:

סיווג סיבי שריר שלד

Skeletal muscles continuously produce ATP to provide the energy that enables muscle contractions. Skeletal muscle fibers can be categorized as type I, type IIA, or type IIB based on differences in their contraction speed and how they produce ATP, as well as physical differences related to these factors. Most human muscles contain all three muscle fiber types, albeit in varying proportions.

Slow-Twitch Muscle Fibers

Type I, or slow oxidative, muscle fibers appear red due to large numbers of capillaries and high levels of myoglobin, an oxygen-storing protein. Type I muscle fibers contain more mitochondria, which produce ATP through oxidative phosphorylation, than type II fibers.

Slow oxidative muscle fibers use aerobic respiration, involving oxygen and glucose, to produce ATP. In addition to contracting more slowly than type II fibers, type I fibers receive nerve signals more slowly, contract for longer periods, and are more resistant to fatigue. Type I fibers primarily store energy as fatty substances called triglycerides.

Fast-Twitch Muscle Fibers

Type II, or fast, muscle fibers often appear white. Relative to type I fibers, type II fibers receive nerve signals and contract more quickly, but contract for shorter periods and fatigue more quickly. Type II muscle fibers primarily store energy as ATP and creatine phosphate.

Type IIA, or fast oxidative, muscle fibers primarily use aerobic respiration to produce ATP. However, they also use anaerobic respiration. Type IIB, or fast glycolytic, muscle fibers primarily use anaerobic respiration, which produces less ATP per cycle than aerobic respiration. Thus, type IIB fibers tire faster than the other fiber types.

More recently, scientists identified additional muscle fibers with characteristics intermediate between the other types, including IC, IIC, IIAC, and IIAB.

Suggested Reading

Greising, Sarah M, Heather M Gransee, Carlos B Mantilla, and Gary C Sieck. “Systems Biology of Skeletal Muscle: Fiber Type as an Organizing Principle.” Wiley Interdisciplinary Reviews. Systems Biology and Medicine 4, no. 5 (2012). [Source]

Wilson, Jacob M., Jeremy P. Loenneke, Edward Jo, Gabriel J. Wilson, Michael C. Zourdos, and Jeong-Su Kim. “The Effects of Endurance, Strength, and Power Training on Muscle Fiber Type Shifting.” The Journal of Strength & Conditioning Research 26, no. 6 (June 2012): 1724. [Source]