Le fibre muscolari sono innervate e ricevono lo stimolo a contrarsi dai neuroni motori (motoneuroni). L'assone di un motoneurone ha diverse ramificazioni e può stimolare numerose fibre muscolari dello stesso muscolo.

L'unità motoria

Una fibra nervosa insieme a tutte le fibre che essa innerva, formano l'unità motoria.

L'unità motoria obbedisce alle legge del tutto o del nulla. Tutte le fibre muscolari in una unità motoria o si contraggono tutte, quando ricevono l'impulso a contrarsi, o nessuna si contrae: o tutto contratte o nessuna, per questo si dice legge del tutto o del nulla.

Non potendo modulare l'intensità dello stimolo elettrico della contrazione, come si può modulare il grado di forza di un muscolo. Perché uno stesso muscolo può sopportare diversi carichi, ci permette di "sollevare pesi più pesanti", se le unità motorie o sono contratte o non lo sono?
Questo è possibile in base al numero di unità motorie che ricevono l'impulso a contrarsi.

Una caratteristica degna di nota può essere che non tutte le unità motorie sono formate dallo stesso numero di fibre muscolari. Infatti, a seconda del grado di specializzazione del muscolo, è possibile avere un numero più o meno alto di fibre muscolari per unità motoria.
Per esempio, nei muscoli oculomotori (i muscoli impegnati nel movimento degli occhi), muscoli impegnati in movimenti molto precisi, il rapporto di innervazione è 1 assone motore per 23 fibre muscolari, mentre nel muscolo gastrocnemio (un flessore di piede), il rapporto è di circa un assone motore ogni 1000 fibre muscolari.

Il reclutamento delle fibre muscolari

Mentre alcune fibre muscolari si contraggono, altre sono rilassate.

Anche quando i muscoli sembrano essere a riposo, esibiscono comunque il loro tono, in quanto alcune delle loro fibre sono sempre contratte.

Il tono muscolare è importante per il mantenimento della postura: se tutte le fibre muscolari dei muscoli di collo, tronco e arti inferiori si rilassassero improvvisamente, l'intero corpo crollerebbe.

La contrazione muscolare e la performance atletica

Una adeguata attività muscolare provoca un aumento della dimensione delle miofibrille che formano le fibre muscolari. Questo, porta di conseguenza, all0aumento di dimensioni del muscolo, l'ipertrofia.

Fibre muscolari a contrazione lenta e fibre muscolari a contrazione veloce

Fibre a contrazione lenta

Le fibre a contrazione lenta, presentano delle strutture  che favoriscono la produzione di energia per la contrazione attraverso il metabolismo aerobico. Questo tipo di fibre muscolari ha una capacità di sviluppare tensione, inferiore rispetto alle fibre a contrazione veloce ma, possono essere sottoposte a carichi di lavoro per un lungo periodo di tempo senza registrare cadute della performance, in quanto la loro caratteristica principale è la capacità di resistenza.

La tensione prodotta dalle fibre a contrazione lenta ha valori massimi molto inferiori rispetto alle fibre a contrazione veloce, inoltre la stessa tensione si sviluppa lentamente.

Le unità motorie di fibre a contrazione lenta, sono composte da un minor numero di fibre muscolari, rispetto alla fibre a contrazione veloce e, le stesse fibre muscolari, presentano dimensioni minori.

Le fibre muscolari a contrazione lenta sono utili in sport dove prevale la capacità di resistenza, quali la corsa (le distanze classificate come fondo, 5000mt, 10000mt, corsa campestre, mezza maratona, maratona, etc.), il ciclismo su strada, la mountain bike (sopratutto il marathon), il triathlon, il nuoto (gare di fondo).

Le fibre muscolari a contrazione lenta hanno numerosi mitocondri, sono dette anche "fibre rosse" per via del loro colore rosso scuro dovuto alla massiccia presenza mioglobina, sostanza molto simile alla emoglobina del sangue, il cui compito è quello di trasportare l'ossigeno.
Sono inoltre circondate da un fitto letto capillare.

Fibre a contrazione lenta: il metabolismo

Innanzitutto, le fibre a contrazione lenta hanno buone riserve di glicogeno e grassi. Nel loro citoplasma sono presenti numerosi mitocondri, anche di grandi dimensioni. I mitocondri sono gli organuli cellulari luogo della respirazione cellulare: in presenza del combustibile (glucosio, derivato dalle scorte di glicogeno, e grassi) e del comburente ossigeno, il cui trasporto è reso facile dai numerosi capillari e dall'abbondante mioglobina, il metabolismo energetico aerobico è in grado di erogare una notevole quantità di energia sotto forma di molecole di ATP.
Le fibre a contrazione lenta contengono miosina con una bassa attività ATPasica.

Le fibre a contrazione lenta sono classificate anche come fibre ossidative e, molta della quantità di energia prodotta da queste fibre sotto forma di ATP, dipende anche da fattori quali la presenza di adeguate strutture in grado di rifornirle di ossigeno e sostanze nutritive (rispettivamente il comburente e combustibile) tanto che queste fibre sono circondate da numerosi capillari sanguigni.

Fibre a contrazione rapida

Le unità motorie di fibre a contrazione rapida hanno la caratteristica di essere formate da un elevato numero di fibre muscolari le quali, sono più grandi rispetto alle fibre a contrazione lenta.

Questo tipo di fibre è in grado di erogare alti valori di tensione, in poco tempo, tanto da essere molto utili negli sport di potenza quali la corsa veloce, il sollevamento pesi, le discipline di lancio e salto nell'atletica leggera, negli sport di squadra come la pallavolo.
I valori di tensione erogata dalle fibre a contrazione rapida sono nettamente maggiori rispetto ai valori erogati dalle fibre a contrazione lenta.

Hanno un numero ridotto di mitocondri, in quanto il metabolismo prevalente non è quello aerobico, ma quello anaerobico e, per via della ridotta quantità di mioglobina, vengono anche definite "fibre bianche" o "fibre pallide".
Sono anche circondate da pochissimi capillari

Il fatto di erogare energia utilizzando i metabolismi energetici anaerobici, conferisce a questo tipo di fibre muscolari il grande limite di vedere la propria performance diminuire bruscamente o interrompersi del tutto per via dell'accumulazione dell'acido lattico, prodotto di scarto del metabolismo anaerobico (lattacido).

Le fibre a contrazione rapida contengono miosina con un'alta attività ATPasica.

Facendo un breve riassunto, si distinguono tuttavia ben tre tipologie di fibre muscolari:

1. Fibre di tipo 1. Dette anche fibre lente, fibre rosse.
   • miosina con bassa attività ATPasica;
   • alta capacità ossidativa (metabolismo aerobico).
2. Fibre di tipo 2a. Dette anche fibre intermedie.
   • miosina con alta attività ATPasica;
   • alta capacità ossidativa.
3. Fibre di tipo 2b. Dette anche fibre veloci o fibre bianche.
   • miosina con alta attività ATPasica;
   • alta capacità glicolitica.

Per quanto riguarda le maggiori dimensioni del diametro delle fibre a contrazione rapida rispetto alle fibre a contrazione lenta, esso è dovuto alla presenza di un maggior numero di miofilamenti spessi e sottili. Proprio questo maggior numero ne determina la capacità di sviluppare una elevata tensione e, quindi, una maggiore capacità di forza rispetto a quella sviluppata dalle fibre di tipo 1.

Tutte le fibre muscolari appartenenti alla stessa unità motoria sono dello stesso tipo. Ci sono quindi unità motorie composte solo da fibre 1, unità motorie di sole fibre di tipo 2a, unità motorie di sole fibre 2b. Nell'intero muscolo sono comunque presenti tutti e tre i tipi di fibre.

Si può tranquillamente dire che i muscoli non sono solo formati da fibre di tre differenti tipologia, ma da tre differenti tipologie di unità motorie. 
Proprio dalla diversa percentuale dei tre differenti tipi di fibre muscolari presenti in esso che un muscolo è prevalentemente indicato per svolgere lavori di rapidità, piuttosto che di forza, piuttosto che di resistenza. Ad esempio, i muscoli della schiena e delle gambe devono mantenere il corpo umano nella stazione eretta per lunghi periodi senza accusare fatica, sono ricchi di unità motorie composte da fibre muscolari di tipo 1 e di tipo 2a.
I muscoli degli arti superiori possono passare improvvisamente da una situazione di riposo, ad una situazione nella quale devono sviluppare una notevole tensione per periodi di tempo molto limitati, sollevando anche oggetti pesanti: questi muscoli sono composti per un'alta percentuale di fibre muscolari di tipo 2b.