Die Muskelfasern, aus denen sich unsere Muskeln zusammensetzen, unterscheiden sich in der Ausprägung ihrer Myosinschwerketten (engl.: MHC = myosin heavy chains). Mithilfe von Muskelbiopsien (Verfahren zur Entnahme von Muskelgewebe) konnten drei verschiedene Arten identifiziert werden:

1. Typ I bzw. rote ST-Fasern (=slow twitch fibers; engl.: langsam zuckende Fasern)
2. Typ IIa bzw. Intermediärfasern
3. Typ IIb oder IIx bzw. weiße FT-Fasern (=fast twitch fibers; engl.: schnell zuckende Fasern)

Mikroskopische Identifizierung der drei Muskelfasertypen (I, IIa und IIb) aus muskelbioptischen Proben eines älteren ausdauertrainierten (links) und eines jungen sprint-/sprungaffinen Athleten (rechts), modifiziert nach Verdijk et al. (2007, Satellite cell content is specifically reduced in type II skeletal muscle fibers in the elderly. American Journal of Physiology - Endocrinology and Metabolism, 292 (1), 151-157).

Der Einfachheit halber beschränken wir uns in der Darstellung der Unterschiede auf den Vergleich zwischen ST- und FT-Fasern. Die Eigenschaften der Intermediärfasern stellen dementsprechend eine Kombination aus den beiden Polen dar. Je nach Muskelgruppe und Trainingsstatus unterscheidet sich die prozentuale Verteilung der Muskelfasern.

Kraft: Die ST-Fasern sind in kleinen motorischen Einheiten - Gruppe von Muskelfasern, die von einem α-Motoneuron innerviert wird - organisiert und weisen eine geringe Maximalkraft auf, die jedoch aufgrund einer hohen Ermüdungsresistenz lange aufrechterhalten werden kann. Im Gegensatz dazu zeichnen sich die FT-Fasern durch große motorische Einheiten aus, die über ein hohes Kraftpotential und eine hohe Kontraktionsgeschwindigkeit verfügen. Dementsprechend sind die FT-Fasern in allen schnellkräftigen Bewegungen von entscheidender Bedeutung.

Stoffwechsel: ST-Fasern werden aufgrund ihrer hohen Myoglobinkonzentration des sauerstofftransportierenden Muskelfarbstoffs Myoglobin rote Fasern genannt. In Kombination mit einer hohen Mitochondriendichte (Mitochondrium = Kraftwerk der Muskelzelle) und einer großen Anzahl an Enzymen des aeroben Stoffwechsels basiert ihr Metabolismus auf oxidativen (sauerstoffverbrauchenden) Energiebereitstellungswegen. Da der benötigte Sauerstoff dem Blut entnommen wird, ermüden sie nur sehr langsam. Die weiße Farbe der schnell zuckenden, schnell ermüdenden FT-Fasern ist durch einen niedrigen Myoglobingehalt bedingt. Sie benutzen die anaerobe Glykolyse zur schnellen Energiegewinnung, sodass sie bei intensiven Belastungen einen großen Anteil an der Laktatakkumulation haben. Im Vergleich zu den ST-Fasern sind sie unökonomischer, d.h. sie verbrauchen in wenig Zeit viel Energie in Form von ATP.

Anpassung: Die Ausdifferenzierung der Muskelfasertypen ist vom Alter sowie den vorherrschenden Beanspruchungsmustern abhängig. Je älter ein Mensch ist, desto größer ist sein Anteil an ST-Fasern. Bei Ausdauertrainierten überwiegen infolge der hohen oxidativen Beanspruchung die roten langsamen Muskelfasern, während z.B. bei Sprintern, Springer und Werfern eher die weißen schnellen Muskelfasern überwiegen. Die Muskelfaserverteilung zeichnet sich durch eine gewisse Plastizität bzw. Anpassungsfähigkeit aus, da bei anhaltender Veränderung des Aktivitätsmusters, v.a. der Frequenzierung des zuständigen Motoneurons, die Muskelfasern einer motorischen Einheit eines Typs mit der Zeit in einen anderen Typ umwandelbar sind. Wie ein sogenannter Muskelfasershift, d.h. eine Umverteilung, z.B. durch eine periodisierte Anwendung eines Krafttrainings und entsprechendem Tapering erreicht werden kann, wird in einem anderen Beitrag erörtert.

Tobias Alt