2.1. SKELETTMUSKLENS ANATOMI
Den minsta kontraktila enheten i skelettmuskulaturen är muskelfibrerna eller myofibrerna, som är en lång cylindrisk cell som innehåller många kärnor, mitokondrier och sarkomerer (figur 1) . Varje muskelfiber är omgiven av ett tunt lager bindväv som kallas endomysium. Ungefär 20-80 av dessa muskelfibrer är grupperade tillsammans i ett parallellt arrangemang som kallas muskelfasikel eller fiberbunt som är inkapslat av ett perimysium, som är tjockare än det epimysium som omsluter var och en av de bundna muskelfibrerna. En distinkt muskel bildas genom att ett stort antal muskelfasikler omsluts av en tjock kollagena yttre hölje som sträcker sig från senorna och som kallas epimysium (figur 1) .
Figur 1
Allmänna anatomiska strukturer hos skelettmuskulaturen och dess kärlförsörjning. Se texten för förklaring.
Individuella muskelfibrer klassificeras efter deras histologiska utseende, kontraktionshastighet och förmåga att motstå utmattning. Fibrer med långsam ryckning eller typ I är i allmänhet tunnare, investerade i ett tätare kapillärnätverk och ser röda ut på grund av förekomsten av en stor mängd av det syrebindande proteinet myoglobin. Dessa typ I-fibrer är motståndskraftiga mot trötthet och förlitar sig på oxidativ metabolism för att få energi, och uppvisar därför ett högt antal mitokondrier och ett högt innehåll av oxidativa enzymer samt låga glykogennivåer och glykolytisk enzymaktivitet. Å andra sidan skiljer sig snabbt kopplade fibrer eller typ II-fibrer åt mellan varandra när det gäller trötthet. Fibrer av typ IIa delar vissa egenskaper med långsamt kopplande fibrer i och med att de är utmattningsresistenta, förlitar sig på oxidativ metabolism och innehåller myoglobin (och är därför röda) . I motsats till typ I långsamt kopplade celler innehåller dock typ IIa-muskelfibrer rikligt med glykogen och fler mitokondrier . Dessa särdrag säkerställer tillräcklig ATP-generering för att kompensera för den accelererande hastigheten på ATP-hydrolysen i dessa snabbkopplade fibrer. Andra snabbt ryckande fibrer (typ IIb) är beroende av den energi som lagras i glykogen och fosfokreatin eftersom de innehåller färre mitokondrier, har lågt innehåll av myoglobin (och därmed är vita muskler) och oxiderande enzymer, samt har ett mindre tätt kapillärnätverk . Som en följd av detta är muskelfibrer av typ IIb lättare att trötta ut.
Förutom olikheter i oxidativa enzymer, myoglobin- och glykogeninnehåll, kraftutvecklingshastighet, kapillärtäthet och trötthet skiljer sig långsamt tändande (typ I) och snabbt tändande (typ IIa och IIb) muskelfibrer också åt när det gäller uttrycket av olika kontraktila och regulatoriska proteinisoformer . Skillnader i kontraktionshastigheten hos de olika typerna av muskelfibrer tycks vara korrelerade med den maximala hastigheten för myosin ATPase-aktiviteten, som i sin tur är beroende av vilken isoform av den tunga myosinkedjan (MHC) som uttrycks i de olika fibertyperna. Det vill säga, varje muskelfibertyp uttrycker en specifik MHC-isoform, vars ATPasaktivitet motsvarar kontraktionshastigheten i den fibertypen. Det är också viktigt att betona att i de flesta skelettmuskler består enskilda fascikler av två eller flera av dessa fibertyper, även om en fibertyp vanligtvis dominerar i en viss muskel.
Som nämnts ovan är uttrycket av kontraktila och regulatoriska proteinisoformer och mitokondrietätheten finjusterade för att möta de funktionella och energimässiga kraven från de olika muskelfibertyperna. Jämförelser av det mitokondriella komplementet av proteiner som uttrycks i röda och vita muskler har dock avslöjat förvånansvärt få skillnader i sammansättning . Dessa resultat tyder på att skillnader i metabolisk efterfrågan mellan röda och vita muskler tillgodoses genom anpassningar av antalet mitokondrier och inte genom betydande skillnader i komplementet av proteiner i enskilda mitokondrier inom fibrerna. I detta avseende är det intressant att notera att mitokondriell biogenes stimuleras av träning, en effekt som delvis kan induceras av β-adrenergt medierat uttryck av peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR)-γ coactivator 1α (PGC1α) .