Tipos de fibras musculares y su relación con el entrenamiento

Los músculos esqueléticos están compuestos por muchas, muchas fibras musculares; centenas de miles de fibras musculares agrupadas en fascículos (Figura 1).

Estructura del músculo esquelético
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Figura 1. Estructura del músculo esquelético.

A un nivel muy básico, las fibras musculares se pueden clasificar como de contracción lenta o de contracción rápida según las características propias de cada una de ellas (Tabla 1).

Diferentes fibras musculares del músculo
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Tabla 1. Características de las diferentes fibras musculares del músculo esquelético humano.

Específicamente, las fibras musculares de contracción rápida se denominan tipo II y se pueden dividir a su vez en subgrupos: contracción rápida con metabolismo mixto, anaeróbico y aeróbico (tipo IIa o intermedias) y contracción rápida con metabolismo principalmente anaeróbico (tipo IIx o de contracción más rápida). 

Además, existen fibras musculares híbridas que contienen componentes de contracción lenta y de contracción rápida; sin embargo, para este artículo, será suficiente pensar en las fibras musculares como de contracción lenta o de contracción rápida.

Los músculos no tienen únicamente un tipo de fibra u otro, sino que tienen todos los tipos de fibras musculares, pero más predominancia de algunas de ellas (Figura 2).

Por ejemplo, si comparamos el tríceps braquial con el soleo, podemos observar que el primero tiene mayor proporción de fibras rápidas que el segundo, y el segundo tiene más cantidad de fibras lentas que el primero, pero ambos dos contienen fibras de uno y otro tipo.

Fibras musculares del ser humano
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Figura 2. Composición fibras musculares del ser humano.

Dado que las fibras musculares de contracción lenta producen poca potencia pero son muy resistentes a la fatiga, suena  lógico que respondan mejor al entrenamiento con intensidades más ligeras y un mayor número de repeticiones.

Del mismo modo, como las fibras musculares de contracción rápida producen grandes cantidades de potencia pero son muy fatigables, sería lógico también que respondieran mejor al entrenamiento con intensidades mayores y un menor número de repeticiones.

Adaptaciones generales de las fibras musculares: Aeróbico vs. fuerza

Se podría hacer un tratado muy extenso sobre posibilidades de mejora de unos y otros tipos de fibras musculares en base a las diferentes orientaciones que demos a los entrenamientos, pero no es el objetivo principal de este artículo.

Eso sí, creemos importante presentar al menos las adaptaciones más generales que se pueden dar como resultado de un entrenamiento más oritentado a la resistencia aeróbica frente a uno más orientado a la fuerza.

Adaptaciones al entrenamiento con mayor componente aeróbico

A sujetos con una mayor proporción de fibras lentas les serán más propicias actividades y ejercicios de componente aeróbico o de resistencia, entendidos como aquellos que se extienden más de 30 minutos en el tiempo a intensidades submáximas.

En ellos, se producen adaptaciones como efecto del entrenamiento en el incremento de la capilarización de las fibras, efecto que no tiene lugar con la práctica de deportes de fuerza en tanta medida. Del mismo modo, este tipo de entrenamiento induce un aumento en el contenido muscular de mioglobina (proteína transportadora de oxígeno).

Ambas adaptaciones conducen a una mejora del sistema de transporte de oxígeno desde la membrana de la fibra hasta la mitocondria, orgánulo encargado de la respiración celular y obtención de ATP a través de la vía aeróbica (en presencia de oxígeno).

El número de mitocondrias también aumenta como adaptación al entrenamiento de resistencia (Figura 3), así como su tamaño, lo que permite que se produzca un aumento de la capacidad oxidativa que oscila entre un 30 y un 40%, al incrementar globalmente las actividades de enzimas.

Adaptaciones al entrenamiento
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Figura 3. Adaptaciones al entrenamiento con mayor componente aeróbico de las fibras de contracción lenta o tipo I.

Sin embargo, los efectos del entrenamiento de resistencia sobre las enzimas que favorecen el uso de glucosa o glucógeno son más modestos, aunque sí parece mejorar sensiblemente la capacidad de captación de glucosa en respuesta a la insulina.

Como resultado de todo ello, aumenta la proporción de energía que se obtiene de la oxidación de las grasas, produciéndose paralelamente un “ahorro” de glucógeno que permite realizar ejercicio a intensidades submáximas durante más tiempo.

Adaptaciones al entrenamiento con más énfasis en el trabajo de fuerza

En cambio, los entrenamientos de fuerza inducen mayores mejoras de la capacidad de utilizar glucosa y glucógeno, sin producir mejoras de la capacidad oxidativa, pero ofreciendo mayor capacidad de ejercer fuerza en poco tiempo (Figura 4).

Fibras de contracción rápida
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Figura 4. Adaptaciones al entrenamiento con mayor énfasis en fuerza de las fibras de contracción rápida o tipo II.

También se ha comprobado que el entrenamiento induce hipertrofia muscular por el aumento de tamaño de las fibras individuales que componen los músculos. Cada una de las fibras musculares puede aumentar de tamaño aumentando su longitud o aumentando su diámetro, siendo esto último lo más habitual.

Los aumentos de longitud se producen por la adición de nuevos sarcómeros en serie, que probablemente se añaden al final de las miofibrillas existentes, mientras que los aumentos de diámetro se producen por la adición de sarcómeros en paralelo y es más acusado en los deportes de fuerza que en los de resistencia.

Tanto las fibras I como las tipo II son capaces de experimentar hipertrofia, aunque las fibras tipo II tienen mayor capacidad para ello y también para atrofiarse más rápida e intensamente.

Esto quiere decir que aquellos sujetos con mayor proporción de fibras rápidas tendrán una mayor capacidad para aumentar el tamaño de sus músculos. Igualmente, les conferirán más características propias del metabolismo anaeróbico.

Si atendemos a la Figura 5 y al porcentaje de fibras musculares en los deportes más dependientes de la fuerza y de la potencia, podemos observar que tanto para la mejora de la fuerza absoluta como para la de la potencia máxima, las adaptaciones a nivel neural son mucho más importantes que las adaptaciones estructurales, ya que, las mejoras de fuerza pueden conseguirse sin cambios estructurales (hipertrofia), pero no sin cambios ni adaptaciones a nivel neural.

Opuestamente, sí que se pueden conseguir cambios estructurales (hipertrofia) sin mejoras de fuerza, aunque es muy probable que también se consigan estas pese a no ser el objetivo primario.

Fibras musculares en modalidades deportivas
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Figura 5. Distribución del total de fibras musculares en diferentes modalidades deportivas.

Muchas de estas diferencias vienen determinadas genéticamente, puesto que cada individuo está predestinado a tener mayor o menor proporción de fibras rápidas o lentas.

Los estudios realizados más bien indican que los porcentajes de fibras I y II no se alteran sustancialmente con el entrenamiento (aunque sí puede haber cierto efecto significativo a nivel élite, sobre todo) y que el porcentaje de fibras lentas y rápidas de un individuo se halla definido genéticamente y se establece muy pronto tras el nacimiento.

En cambio, las transiciones fibrilares que sí han sido más demostradas son aquellas que se producen entre los distintos subtipos de fibras II. En general, parece que se producen disminuciones en los niveles de fibras IIx, y aumentos en las IIa:

  • Una predominancia de ejercicio de tipo aeróbico o contracciones lentas intencionadas irá transformando parte de las fibras tipo IIx y IIa en fibras de contracción más lenta: IIx → IIxa → IIa → I.
  • Una predominancia de ejercicio de tipo anaeróbico (vía ATP-PCr principalmente) o contracciones lo más rápidas posibles irá transformando parte de las fibras tipo IIa en tipo IIx (las fibras tipo I no se modifican): IIa → IIax → IIx.

Que el entrenamiento no induzca cambios notables en los porcentajes de fibras tipo I y tipo II, no significa que el músculo no sea capaz de mejorar su resistencia o su fuerza. Modificaciones en la capilarización, diámetro de las fibras, o modificaciones de ciertas actividades enzimáticas pueden constituir adaptaciones beneficiosas para el rendimiento deportivo y funcional.

Los porcentajes de fibras tipo I y tipo II no se alteran sustancialmente con el entrenamiento (aunque sí puede haber cierto efecto significativo a nivel élite, sobre todo) y que el porcentaje de fibras lentas y rápidas de un individuo está definido genéticamente y se establece muy pronto tras el nacimiento. No obstante, estono significa que el músculo no pueda aumentar su tamaño, resistencia o su fuerza en respuesta al entrenamiento.

¿Entrenamiento de fuerza basado en el tipo de fibras?

Yendo un paso más allá, conociendo la distribución de los tipos de fibras musculares en los diferentes músculos del cuerpo humano, se puede proponer que los músculos que contienen predominantemente fibras de contracción lenta se entrenen con pesos más ligeros y un mayor número de repeticiones (15 – 25 repeticiones llegando al fallo) mientras que los músculos predominantemente de contracción rápida se deben entrenar con pesos más pesados ​​y números de repetición más bajos (1 – 6 repeticiones llegando al fallo).

¿Suena lógico? Puede, pero que suene no significa necesariamente que lo sea. ¿Tiene sentido desde la fisiología humana? ¿Realmente entrenar así optimiza el crecimiento muscular?

Investigación directa

Schoenfeld y cols. (2020) también se han preguntado si esto tiene sentido, por eso optaron por investigar cómo respondería el conjunto del tríceps sural, gemelo y sóleo, a diferentes esquemas de repeticiones por serie.

Como hemos visto en la Figura 2, el gemelo (gastrocnemio) en su conjunto contiene fibras musculares lentas y rápidas distribuidas bastante equitativamente (aproximadamente 50% de cada tipo), mientras que el soleo tiene alrededor de un 84% de contracción lenta.

En el estudio, 26 hombres previamente no entrenados tenían una de sus piernas asignada a una condición de intensidades ligeras y la otra pierna asignada a una condición de intensidades pesadas. Los sujetos entrenaron ambas piernas de manera unilateral, por un lado, en elevaciones de talones a una pierna sentados (más énfasis en el soleo) y elevaciones de talones a una pierna de pie (más énfasis en el conjunto del gemelo).

Realizaron 4 series, dos veces por semana durante 10 semanas.

Con la pierna asignada a la intensidad ligera realizaron alrededor de 25 repeticiones hasta el fallo (el punto en el que no se pueden realizar más repeticiones debido a la fatiga muscular) en cada serie, mientras que con la pierna asignada a la intensidad pesada realizaron alrededor de 8 repeticiones hasta el fallo en cada serie.

Al final del estudio, el crecimiento muscular del gastrocnemio medial, gastrocnemio lateral y sóleo fue similar entre ambas piernas, es decir, similar indistintamente de las condiciones de intensidad, ligera o alta (Figura 6). En otras palabras, gemelo y sóleo respondieron de manera similar al uso de intensidades altas y menos repeticiones o al uso de intensidades ligeras y más repeticiones.

Entrenar con repeticiones al fallo
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Figura 6. Resultados de entrenar con distintos esquemas de repeticiones por serie (8RM vs 25RM) al fallo en ejercicios cuyos músculos agonistas principales son muy diferentes en su distribución fibrilar (Schoenfeld y cols., 2020).

Si el entrenamiento de los músculos en función de su tipo de fibras predominante (tipo I o tipo II) optimizara su crecimiento, esperaríamos principalmente que el sóleo, un músculo predominantemente de contracción lenta, creciera más con la condición de intensidades ligeras, al igual que esperaríamos que el gemelo en su conjunto creciera más al usar intensidades altas.

Sin embargo, dado que ninguna de estas cosas ocurrió, estos hallazgos no respaldan la noción de que el crecimiento muscular se optimiza cuando se entrenan los músculos en función de su tipo de fibra.

También encontramos ejemplos mucho más concretos de entrenamiento multifibras en la literatura. 

De nuevo el curioso grupo de Schoenfeld et al. (2016) dividió, está vez a 19 hombres con 4.5 años de experiencia entrenando, en dos grupos diferentes: por un lado, un grupo que realizara diferentes rangos de repeticiones por serie frente; por otro lado, un grupo que realizara un mismo rango de repeticiones por serie:

  • El grupo de diferentes rangos de repeticiones por serie realizó, el día 1 de cada semana, una intensidad que les permitía realizar de 2 a 4 repeticiones hasta el fallo de cada serie de ejercicios; el día 2 de cada semana, una intensidad que les permitía realizar de 8 a 12 repeticiones hasta el fallo en cada serie; y el día 3 de cada semana, una intensidad que les permitía realizar de 20 a 30 repeticiones hasta el fallo en cada serie.
  • El grupo que solo utilizó un rango de repeticiones entrenó los tres días de cada semana con una intensidad que les permitía hacer de 8 a 12 repeticiones hasta el fallo en cada serie.

Ambos grupos entrenaron press de banca, press militar, jalón unilateral, remo Gironda, sentadilla trasera, prensa de piernas y extensión de cuádriceps a razón de 3 series por ejercicio, tres veces por semana durante 8 semanas.

Al final del estudio se evaluó el crecimiento del deltoides anterior, tríceps braquial y vasto lateral del cuádriceps, músculos con diferencias entre sí en cuanto a sus proporciones de fibras lentas y rápidas (ver Figura 2). Los resultados mostraron un aumento de masa muscular similar de cada uno de los músculos entre los dos grupos (Figura 7).

Entrenamiento multifibras
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Figura 7. Resultados de entrenar con distintos esquemas de repeticiones por serie (fijas vs variadas) al fallo en ejercicios cuyos músculos agonistas principales son diferentes en su distribución fibrilar (Schoenfeld et al., 2016).

En palabras de los autores:

Se puede observar que a pesar de haberse propuesto que el entrenamiento con una variedad de rangos de repeticiones (3 – 25 RM) proporciona un estímulo hipertrófico superior para todo el espectro de fibras musculares (tipo I y tipo II) en comparación con el entrenamiento que no tiene rangos tan dispares (8 – 12 RM), la realidad muestra que tales diferencias no existen.

Eso sí, la tendencia sugieren que la resistencia muscular se mejora más con protocolos que emplean rangos de repeticiones altos, pero no significa que la resistencia muscular esté necesariamente relacionada con el incremento preferencial del tamaño de las fibras tipo I”.

A pesar de haberse propuesto que el entrenamiento con una variedad de rangos de repeticiones (3 – 25 RM) proporciona un estímulo hipertrófico superior para todo el espectro de fibras musculares (tipo I y tipo II) en comparación con el entrenamiento que no tiene rangos tan dispares (8 – 12 RM), la realidad muestra que tales diferencias no existen.

Estos son solo un par de estudios, por muy bien diseñados que estén. Sin embargo, hay más evidencia indirecta que cuestiona aún más si entrenar los músculos en función del tipo de fibra optimiza su crecimiento.

Evidencia indirecta

Como sabemos, el entrenamiento multifibras respalda la idea de que las fibras musculares tipo I (lentas) se han de entrenar con intensidades ligeras y las fibras musculares tipo II (rápidas, englobando los dos subtipos, las IIa y IIx) deben entrenarse con intensidades mayores y menos repeticiones.

Pues bien, la investigación actual no apoya esto.

Y es que esta pregunta, que, como vemos, ya se han realizado muchos estudiosos del entrenamiento de fuerza, queda aún mejor respondida si acudimos a algunas revisiones y metanálisis, que, recordamos, es la mejor forma que tenemos de saber con certeza cuánto funciona una cosa o no.

Nos encontramos entonces que entrenando cerca del fallo, ya sea con intensidades más ligeras (30 – 50% 1RM y 20 – 40 reps / serie) o con intensidades más altas (75 – 90% 1RM y 3 – 10 reps / serie) el crecimiento muscular acaba siendo similar en las fibras de contracción lenta y rápida.

Como ya sabemos a partir de toda la evidencia existente sobre entrenamiento para hipertrofia, siempre que ejecuten las series cerca del fallo (RIR = 0 – 3), las intensidades más ligeras no harán crecer las fibras musculares de contracción lenta más que las intensidades más altas, y las intensidades mayores no hacen crecer las fibras musculares de contracción rápida más que intensidades más ligeras. Más bien, tanto unas como otras tienen un efecto similar en el crecimiento de ambos tipos de fibras.

De hecho, esto tiene todo el sentido desde un punto de vista de la fisiología.

Fisiología básica. Principio de Henneman

El principio de Henneman, uno de los principios básicos de fisiología denominado así en honor a su descubridor, o también llamado principio de reclutamiento de fibras musculares por tamaño expone que las fibras musculares se reclutan progresivamente según se vayan necesitando

Cuando el músculo solo necesita producir fuerzas bajas, se reclutan principalmente fibras musculares de contracción lenta (tipo I), pero cuando el músculo necesita producir grandes cantidades de fuerza, las fibras musculares de contracción rápida se van reclutando progresivamente para ayudar a las fibras de contracción lenta.

Con intensidades más pesadas, ya que el músculo necesita producir grandes cantidades de fuerza para mover la carga, tanto las fibras de contracción rápida como las de contracción lenta se reclutan. Además, si aún no se han reclutado, es probable que se recluten más fibras de contracción rápida a medida que nos acercamos más y más al fallo para ayudar a mantener la producción de fuerza (Figura 8).

Reclutamiento de fibras musculares
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Figura 8. Reclutamiento de los diferentes tipos de fibras musculares según la intensidad de la fuerza de contracción muscular, directamente relacionada con la magnitud de la señal neural enviada.

Además de la magnitud de la señal neural, también se cree que la duración de la señal neural es importante. Cuanto más larga sea la duración de la señal neural, más tiempo permanecerán activas las unidades motoras y, consecuentemente, las fibras musculares reclutadas, produciendo de este modo fuerza durante un período de tiempo más largo.

Intensidades ligeras solo requieren niveles de fuerza bajos, lo que requiere el reclutamiento solo de las fibras musculares de contracción lenta. Sin embargo, y este es el punto principal, a medida que te acercas más y más al fallo, las fibras musculares de contracción rápida se reclutarán progresivamente para ayudar a mantener la producción de fuerza.

Reflexiones finales y conclusiones

La versatilidad del músculo esquelético se debe, en parte, a la existencia de varios tipos de células o fibras musculares, que poseen características funcionales, metabólicas y moleculares distintas. Fibras rápidas tipo II, con fibras de contracción muy rápida IIx y contracción rápida IIa; y fibras lentas tipo I, con más mioglobina y capacidad de captar oxígeno.

Los porcentajes de fibras I y II no se alteran sustancialmente con el entrenamiento (aunque sí puede haber cierto efecto significativo a nivel élite, sobre todo), y el porcentaje de fibras lentas y rápidas de un individuo se halla definido genéticamente y se establece muy pronto tras el nacimiento.

No obstante, estono significa que el músculo no pueda aumentar su tamaño, resistencia o su fuerza.

Sujetos con mayor proporción de fibras lentas y/o más entrenados en deportes con más componente aeróbico tienden a mejorar la características propias de las fibras más oxidativas como el incremento de la capilarización, el aumento en el contenido muscular de mioglobina, el número de mitocondrias y su eficiencia de trabajo.

Por otro lado, sujetos con mayor proporción de fibras rápidas y/o más entrenados en deportes con más énfasis en la explosividad y/o la fuerza, tienden a mejorar las características propias de las fibras rápidas como el desarrollo de fuerza en poco tiempo, la capacidad de resístesis de ATP y su propio tamaño (las fibras tipo II tienen más facilidad para aumentar de tamaño que las tipo I).

En lo que respecta a su tamaño, la hipertrofia de las miofibrillas y, consecuentemente, la hipertrofia muscular global se puede lograr entrenando con un amplio espectro de zonas de intensidad de carga.

El entrenamiento con cargas más bajas (20 – 60% 1RM) enfatiza el estrés metabólico y promueve mayores incrementos en la resistencia muscular local, mientras que el entrenamiento de bajas repeticiones y altas intensidades (>60% 1RM) requiere altos niveles de tensión mecánica y mejora la capacidad de levantar cargas más pesadas como resultado de mayores adaptaciones a nivel neural.

Lo que sí parece estar más claro es que cuando se utiliza una intensidad de carga baja o moderada (20 – 60% 1RM) y no se lleva al fallo técnico, el entrenamiento de intensidades altas se muestra mejor en la hipertrofia global de ambos dos tipos de fibras (Figura 6).

Por otro lado, cuando sí se alcanza el fallo muscular ante cargas moderadas (umbral mínimo 20% 1RM), la respuesta total es más o menos parecida.

No obstante, existe un punto de inflexión en la intensidad de carga a partir del cual se hace más necesario alcanzar el fallo muscular para que una serie se pueda considerar efectiva. Ese punto se sitúa en el 60% 1RM, por debajo del cual es más necesario este comportamiento – alcanzar el fallo muscular – para que la serie pueda estimular los desencadenantes de hipertrofia muscular (Figura 9).

Síntesis proteica muscular
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Figura 9. Intensidad más importante (punto de inflexión) para rutinas de hipertrofia.

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