Tipi di fibre muscolari e la loro classificazione

Prima di poter iniziare a capire come funzionano e crescono i muscoli, dobbiamo imparare la loro struttura e organizzazione, da una panoramica generale dell’anatomia muscolare, per arrivare poi ai tipi di fibre muscolari e la loro classificazione, in base alla velocità di contrazione, a come sono disposte naturalmente. Vedremo anche la loro possibile “evoluzione”, in seguito alla tipologia di allenamento a cui vengono sottoposte.

Chiedo scusa in anticipo, se probabilmente risulteranno argomenti un pochino tecnici, ma ritengo che siano estremamente interessanti per gli appassionati di sport e cultura fisica.

Il muscolo è classificato in diversi livelli di organizzazione, in base allo strato di tessuto connettivo che circonda ciascuna struttura muscolare. Tutto inizia con il ventre muscolare (ovvero il muscolo intero).

All’interno del ventre muscolare dei nostri preziosi muscoli, vi è un certo numero di fascicoli. Il perimisio avvolge ciascun fascicolo tenendo insieme i gruppi di fibre. Ci possono essere centinaia o milioni di fibre muscolari all’interno dei muscoli. Uno strato di tessuto connettivo chiamato endomisio si trova tra le fibre muscolari, mantenendole separate. Inoltre, vi è un sottile strato elastico chiamato sarcolemma che racchiude il contenuto cellulare di ciascuna fibra muscolare.

È importante sapere che la fibra muscolare è una cellula muscolare (miociti: chiamate anche fibrocellule). All’interno della cellula muscolare si verificano tutti i processi per far crescere i muscoli e farli funzionare in modo ottimale.

Ogni fibra muscolare è composta da cento a migliaia di miofibrille. Il sarcoplasma circonda ciascuna miofibrilla, insieme ad altri vari enzimi, glicogeno e altre sostanze e organelli.

All’interno delle singole miofibrille si trova l’unità muscolare più elementare e funzionale, il sarcomero. Piccole proteine, note come miofilamenti, costituiscono i sarcomeri e conferiscono al muscolo scheletrico il suo aspetto striato. Questi filamenti di proteine ​​(actina e miosina) possono afferrarsi tra loro e “tirare”. Questo meccanismo, spiegato in maniera molto grossolana, accorcia i muscoli, provocando la contrazione muscolare.

Tutte le fibre muscolari utilizzano l’ATP (adenosintrifosfato) come molecola energetica, che è in sostanza ciò che permette la contrazione muscolare. A sua volta, l’ATP può far uso di diversi substrati energetici per ricaricarsi, secondo il metabolismo energetico utilizzato (anaerobico alattacido, anaerobico lattacido, aerobico) e della presenza di ossigeno o meno. Argomento approfondito qui.

Le fibre muscolari sono attivate da un motoneurone, che rappresenta la connessione tra il SNC (sistema nervoso centrale) e un’unità specifica del muscolo. Quindi un’unità motoria è composta dal motoneurone e dalle fibre muscolari collegate. Immaginiamo l’unità motoria come una sorta di interruttore per il muscolo dove, nel momento in cui al muscolo viene richiesto di generare forza, queste unità si ‘accendono’ per stimolare le fibre ad accorciarsi, proprio per produrre tale forza.

Il muscolo possiede numerose unità motorie, ossia numerosi gruppi di fibre muscolari. Non tutte le fibre muscolari hanno proprietà contrattili e metaboliche analoghe. Attualmente si riconoscono due tipi di fibre muscolari principali, nettamente differenziabili, in base appunto alle caratteristiche contrattili e metaboliche:

• Fibre Rosse o lente di tipo I (ST – dall’inglese “slow twitch”)
• Fibre Bianche o veloci di tipo II (FT – dall’inglese “fast twitch”).

Queste ultime (bianche) sono poi ulteriormente suddivise in tipo IIa e IIb (IIx), lo vedremo tra poco. Le fibre muscolari hanno un diametro che varia da 0.01 a 0.1 mm.

Tornando al numero di fibre muscolari presenti nei tuoi muscoli, è interessante sapere è che questo aumenta nel corso di tutta la vita fetale e probabilmente anche per un breve periodo dopo la nascita. In sostanza, si può dire che il numero di fibre raddoppi nel periodo tra il terzo mese di gestazione e il quarto mese di vita dopo il parto. L’aumento del numero di fibre nel periodo dopo la nascita, può dipendere da diversi fattori, quali peso, altezza e grado di maturazione del bambino ed è considerato come una continuazione della differenziazione muscolare iniziata in fase pre-natale.

Alla nascita, un bambino presenta all’incirca il 40% di Fibre Rosse e il 45% di Fibre Bianche che a loro volta sono suddivise in 35% FIIa e 10% FIIb. Quello che rimane, ossia il 15%, viene classificato come FIIc e diminuisce parallelamente a quanto aumentano le ST, le IIa e IIb. Poi, durante il primo anno di vita, sono le fibre rosse a prendere quasi interamente il posto delle FIIc.

Da quel punto in avanti non si registrano più grossi cambiamenti nella genetica e nella disposizione delle fibre e quella sarà poi la conformazione che accompagnerà il soggetto per il resto della sua vita. Quindi in sostanza, il numero di fibre muscolari rimane poi invariato.

La sarcopenia (perdita di massa e forza muscolare connessa all’invecchiamento) porta ad un declino della massa muscolare, dovuto ad una diminuzione delle dimensioni delle fibre muscolari (atrofia) e ad una diminuzione del numero di cellule muscolari (ipoplasia) (M.V. Narici e N. Maffulli 2010). Si ha un’atrofia ed ipoplasia di tutte le fibre muscolari, ma in particolare una riduzione delle fibre muscolari a contrazione rapida (IIa, IIx) ossia quelle che esprimono forza e potenza.

Tipi di fibre muscolari: la classificazione.

Le fibre muscolari sono un importante fattore nei confronti della forza muscolare ed entrambi i tipi di fibre, sono coinvolti nella maggior parte delle attività fisiche. Solo in alcuni sport vi è la prevalente attivazione di un gruppo rispetto ad un altro.

Le fibre lente rosse di tipo I sono più piccole, hanno un metabolismo ossidativo e sono quindi più predisposte a un lavoro di tipo aerobico, per questo chi possiede geneticamente maggior quantità di fibre rosse, eccelle maggiormente in sport di resistenza quali la corsa, il ciclismo, il nuoto ecc. Queste fibre hanno una maggiore densità di mioglobina e di mitocondri che sono efficienti appunto nel lavoro aerobico.

Ricordo che i mitocondri sono piccoli organelli delle cellule e sono l’unico posto al mondo in cui vengono ossidati i grassi. I mitocondri e la mioglobina danno alle cellule un colore più scuro ed è anche questo il motivo per cui sono conosciute come fibre rosse.

Le fibre bianche, a contrazione rapida, hanno un diametro maggiore rispetto a quelle rosse e si predispongono a un lavoro più anaerobico che richiede molta energia, in poco tempo. Hanno una quantità limitata di energia e dunque si affaticano rapidamente. Esse immagazzinano l’energia che viene poi rilasciata per attività brevi, esplosive e ad alta intensità.

Queste fibre hanno un ruolo più significativo nella ipertrofia, per questo motivo, chi geneticamente possiede un maggior numero di fibre bianche, eccelle in sport veloci e di potenza come sprint, lancio, salto, sollevamento pesi ecc. e sarà anche naturalmente più portato all’ipertrofia e alla forza muscolare.

*slide del prof. Stefano Zambelli (MFS – ISSA Europe)

Questo però non deve essere assolutamente visto come un limite, poiché il tipo di fibra muscolare (e quindi la genetica), rappresenta solo uno dei tanti fattori che concorrono al successo di un atleta. La giusta preparazione, la costanza, la passione, la disciplina, la predisposizione mentale, possono diventare molto più determinanti della genetica.

“La mente conta più della genetica. I Campioni sono tali non tanto perché hanno una genetica favorevole… MA perché hanno un approccio mentale diverso”. (John Broz).

Una gazzella non sarà mai un bufalo… ma io devo puntare ad essere una gazzella grossa! 😉💪

Le fibre bianche di tipo II, come già anticipato, sono ulteriormente suddivise in IIa (ossidative-glicolitiche) e IIb (glicolitiche), quelle di tipo IIb hanno pochi mitocondri (infatti il loro colore è chiaro), mentre quelle di tipo IIa possiedono un maggior numero di mitocondri e possono quindi essere coinvolte in attività aerobiche, ma possono anche essere utilizzate per produrre rapidamente forza durante le attività che richiedono una quantità elevata di forza o potenza.

La percentuale di fibre muscolari, all’interno dei muscoli scheletrici, varia a seconda del tipo di muscolo, alcuni hanno prevalenza di fibre rosse, altri di fibre bianche, come si può osservare anche nella seguente tabella.

Tavola 1.1 Percentuale di fibre lente (ST) e veloci con alto potenziale metabolico ossidativo e glicolitico (FTa) e prevalentemente glicolitico (FTb) presenti nei muscoli scheletrici dell’ uomo (da: * Pierrynowski e Morrison, Math. Biose., 1985. ** Johnson e coli. 1. Neur. Sci., 1973).
*Tratto da: “La forza muscolare. Aspetti fisiologici ed applicazioni pratiche”. (C. Bosco).

In realtà poi occorre fare un’ulteriore precisazione in merito alle fibre veloci di tipo IIb:

Poiché negli animali sono state condotte molte ricerche sulle fibre muscolari, in realtà abbiamo presunto erroneamente che come esseri umani conteniamo fibre muscolari di tipo IIb. Quando osserviamo piccoli mammiferi come i ratti, scopriamo che hanno quattro isoforme della catena pesante della miosina: tipo I, IIa, IIb, ma anche un tipo IIx.

È stato scoperto che negli esseri umani, quelle che abbiamo sempre etichettato come fibre di tipo IIb, in realtà sono il tipo di fibra di tipo IIx che si trova nei ratti e gli esseri umani in realtà non contengono l’isoforma IIb della catena pesante della miosina.

Quindi, per essere tecnicamente corretti, ciò che spesso viene definito come fibre muscolari di tipo IIb, sono in realtà fibre di tipo IIx. Pertanto, tienilo a mente quando ti ritrovi a leggere informazioni sulle fibre muscolari!

Le unità motorie a contrazione rapida, hanno una soglia di attivazione più elevata, sono quindi attaccate alle fibre muscolari di tipo II e sono in grado di condurre i segnali a velocità più elevate con conseguente maggiore quantità di forza muscolare.

Il modo più comune per aumentare l’attivazione delle unità motorie, è il sollevamento di pesi più pesanti. Un aumento del carico sui muscoli, causerà quindi l’intervento di un maggior numero di unità motorie, che a loro volta attiveranno più fibre, per generare la forza necessaria per vincere la resistenza. Si parla quindi di stress meccanico.

Durante forti e violente contrazioni eccentriche, si verifica un reclutamento preferenziale di fibre “veloci FT” (Potvin 1997)

Se è vero che nel Bodybuilding si ricerca l’ipertrofia estrema, con determinate condizioni ben note (stress metabolico: TUT, accumulo di metaboliti, cedimento/esaurimento muscolare, recuperi incompleti ecc.), va però ricordato che le ripetizioni basse con alto carico, sono l’unico modo per stimolare lo sviluppo delle fibre muscolari bianche di tipo IIb, che come visto, sono quelle a contrazione rapida e con il maggior potenziale di crescita.

Capisci perché insisto molto sull’importanza del lavoro di forza?

In ottica di sviluppo muscolare, va altresì ricordato che lavorare ad esempio soltanto con il 90% o il 100% del massimale (come farebbe un weightlifter), stimola lo sviluppo delle fibre di tipo IIb, ma per un aumento consistente di dimensioni, occorrerebbe sollecitare anche le fibre IIa (intermedie) con un numero di ripetizioni intermedio.

Lavorare con grossi carichi e pochissime ripetizioni, potrà stimolare la crescita, ma darà più che altro risultati in termini di forza massimale. Questo tipo di allenamento si è visto che può portare più facilmente al sovrallenamento, soprattutto per via del carico percepito.

C.Bosco: ”La forza muscolare. Asetti fisiologici ed applicazioni pratiche”

Come si può notare dal grafico del compianto Carmelo Bosco, uno dei massimi esperti mondiali sulla forza muscolare (fu collaboratore diretto ISSA), è sufficiente l’80% del carico massimale, per reclutare tutti i tipi di fibre muscolari. Pertanto, da questo punto di vista (attivazione/reclutamento), non è necessario caricare ad esempio il 90-100% di 1 RM o arrivare a cedimento/esaurimento, con un carico più basso. Condizioni che serviranno eventualmente per altri obiettivi (principio della specificità).

Tutto questo fa quindi capire che è il carico a determinare il tipo di reclutamento muscolare e non il numero di ripetizioni fine a sé stesso. Poi è chiaro che con un certo carico, si riusciranno ad eseguire un determinato numero di ripetizioni e con altri carichi varierà anche il numero di ripetizioni possibili.

L’allenamento non è in grado di modificare il tipo di fibra muscolare ma può far sì che essa modifichi il suo assetto metabolico delle capacità ossidative. In poche parole – e fai bene attenzione a questo passaggio – con l’allenamento, le fibre di tipo IIx, assumono gradualmente le caratteristiche delle IIa, che infatti, sono di dimensione maggiore nel soggetto allenato. Questo passaggio da IIx a IIa, dà il via alla crescita del muscolo ed è sostanzialmente ciò che sta alla base dell’ipertrofia muscolare.

L’altra strada per l’ipertrofia muscolare, riguarda le fibre satelliti, che sono quelle adibite alla riparazione dei danni muscolari che in sostanza vengono provocati quando si pratica un allenamento particolarmente intenso, dove avviene la cosiddetta rottura cellulare, ovvero le classiche micro-lacerazioni del tessuto muscolare. Questo passaggio è ciò che si manifesta maggiormente in concomitanza con gli allenamenti tipici da palestra e da bodybuilding, quelli caratterizzati da molte ripetizioni, molto volume, con recuperi brevi e incompleti, alla ricerca dell’esaurimento muscolare, con tanto di produzione di acido lattico, ovvero ovvero quell’insieme di parametri che danno vita appunto allo stress metabolico.

Le cellule satellite, nella normalità, sono in pratica inattive e si mettono in funzione solo in seguito a fattori ormonali o a un danno muscolare. L’allenamento con i pesi e in particolar modo il lavoro eccentrico (negativo) e tutte le condizioni appena viste, creano proprio questo tipo di danno e forniscono quindi un potente stimolo per le cellule satellite, il cui compito sarà dapprima di proliferare, creando i mioblasti (cellule progenitrici di quelle muscolari), i quali a loro volta, si fonderanno con le cellule muscolari danneggiate. Tutto questo aumenta la sintesi proteica e i processi ormonali che poi portano all’ipertrofia.

Non era un argomento semplice da trattare in un articolo, ma spero di averti dato un’idea in più, a proposito dei tipi di fibre muscolari, della loro classificazione e predisposizione all’attività.

Lascia pure un commento qua sotto e condivi il post sui Social!

Marco Ferrari

Personal Fitness Trainer certificato ISSA. Motivatore e grande appassionato di sport e cultura fisica. Specializzato in allenamento e corretta alimentazione sportiva.
Muscoli e nutrimento impeccabile, sono il segreto per salute, prestanza e longevità. Ma ognuno necessita del suo programma…