Bạn là con rùa bền bỉ hay con thỏ tốc độ - Giải mã 3 loại sợi cơ bắp của cơ thể

Bạn đã bao giờ tự hỏi: Tại sao có những người dường như được sinh ra để chạy bộ hoặc có những người lại tăng cơ rất nhanh khi tập gym trong khi họ có cùng chế độ tập luyện, ăn uống và nghỉ ngơi như người khác không? Câu trả lời nằm bên trong bộ gen của bạn. Có những người được bộ gen ưu ái trao cho lượng lớn sợi cơ 'chuẩn marathon', trong khi số khác lại sở hữu hệ thống cơ bắp sinh ra là để dành cho việc nâng tạ.

Cơ xương của con người không phải là chỉ có duy nhất một loại. Theo sinh lý học, chúng được cấu tạo từ 3 loại sợi cơ chính: Type I, Type IIa và Type IIb. Mỗi loại sợi cơ sẽ thích hợp cho từng loại hình tập thể dục khác nhau. Việc bạn sinh ra với loại sợi cơ nào chiếm ưu thế sẽ quyết định bạn là một "cỗ máy cày" bền bỉ hay một "siêu xe" bứt tốc. Hãy cùng giải phẫu xem cơ thể bạn đang thực sự hoạt động như thế nào nhé.

Sợi cơ type I - sợi cơ co giật chậm (Slow-Twitch): con rùa màu đỏ sậm

Sợi cơ Type I được gọi là sợi cơ "co giật chậm" (slow-twitch) vì tốc độ co rút của chúng tương đối chậm. Tuy nhiên, điểm mạnh của chúng nằm ở khả năng chịu đựng. Để chúng bắt đầu ngấm mệt, bạn sẽ cần tốn thời gian kha khá đấy.

Sợi Type I dựa hoàn toàn vào hệ thống chuyển hóa hiếu khí (Aerobic system,) để sản xuất ATP (đồng tiền năng lượng của tế bào). Vì phải sử dụng oxy liên tục, các sợi cơ này được trang bị một lượng khổng lồ Myoglobin. Chính hàm lượng myoglobin cao này đã nhuộm sợi cơ Type I thành một màu đỏ sậm khi quan sát trên kính hiển vi.

Bạn đang ngồi đọc bài viết này mà không bị đổ gục về phía trước? Đó là nhờ các sợi Type I ở cơ lưng đang co thắt liên tục. Chúng không tạo ra lực bùng nổ, nhưng phụ trách chính cho việc duy trì tư thế và hỗ trợ các hoạt động mang tính độ bền như đi bộ, đạp xe, chạy marathon, bơi lội hay leo núi.

Sợi cơ type IIb - sợi cơ co giật nhanh (Fast-Twitch): con báo màu trắng

Trái ngược hoàn toàn với Type I, sợi cơ Type IIb (hay tên cũ là IIx) là những sợi cơ ưa chuộng sức mạnh nhanh và bạo liệt, giống như khi con báo chạy bứt tốc để săn mồi.

Các sợi cơ type IIb co thắt cực kỳ nhanh. Để làm được điều này, các sợi cơ này không chờ quá trình oxy hóa ở ty thể để tạo ATP được. Chúng sử dụng quá trình đường phân yếm khí (Anaerobic glycolysis) làm nguồn năng lượng chính. Vì vậy, chúng cần phải dự trữ một lượng glycogen khổng lồ. Điều này khiến các sợi cơ này có đường kính lớn hơn rất nhiều so với sợi cơ type I. Và vì không có nhiều ty thể hay myoglobin dày đặc, các sợi cơ này khi quan sát trên kính hiển vi sẽ có màu nhạt hơn, trông như màu trắng.

Các sợi cơ này phụ trách cho các cử động có tính nhanh và sức mạnh như bạn thấy ở môn cử tạ, chạy nước rút (sprinting 100m), hay khi bạn cần nhảy bật lên thật cao.

Tuy nhiên, "cái giá" của tốc độ là sự kiệt sức. Sợi type IIb thường cạn kiệt năng lượng chỉ sau khoảng vài phút hoạt động liên tục.

Sợi cơ Type IIa (Fast-Twitch): con thỏ màu hồng

Nằm kẽ giữa hai thái cực trên là sợi cơ Type IIa. Chúng giống như một chiếc xe Hybrid (xăng lai điện).

Loại sợi này co thắt nhanh hơn Type I nhưng lại bền bỉ hơn Type IIb. Chúng đủ linh hoạt để sử dụng cả hệ thống năng lượng hiếu khí (aerobic) lẫn yếm khí (anaerobic). Lượng myoglobin của chúng ở mức trung bình, tạo nên màu hồng khi trông trên kính hiển vi.

Type IIa là sợi cơ lý tưởng cho các hoạt động đòi hỏi cả sức bền lẫn sức mạnh ở mức độ vừa phải, chẳng hạn như chạy cự ly trung bình (400m - 800m) hay bơi lội tốc độ cao.

Hình minh họa 3 loại sợi cơ

Nguồn: Kenhub

Trò chơi của bộ gen

Tỷ lệ phân bổ giữa số lượng sợi co giật chậm và co giật nhanh ở các nhóm cơ của cơ thể được quyết định chủ yếu bởi bộ gen di truyền khi chúng ta sinh ra. Những nhà vô địch marathon bẩm sinh đã mang trong mình tỷ lệ sợi Type I áp đảo, trong khi Usain Bolt sở hữu hệ thống sợi Type II dồi dào. Việc bạn mang nhiều loại sợi cơ nào sẽ dự đoán bạn sẽ có ưu thế ở loại hình tập luyện nào hơn.

Bây giờ bạn có thể tự hỏi mình để đoán xem mình có nhiều sợi cơ nào hơn nhé:

Hãy nhìn lại thời đi học, bạn thường tỏa sáng ở môn nào?

• Type II (Nhanh): Nếu bạn có sức bật tại chỗ (vertical jump) rất cao, chạy 50m - 100m luôn về đầu, ném bóng xa, và khi mới tập gym cơ bắp (đặc biệt là ngực, vai, đùi trước) to lên rất nhanh.

  
  

• Type I (Chậm): Nếu bạn ghét chạy nước rút nhưng lại có thể chạy bền 3-5km một cách thư thái, khả năng giữ thăng bằng cực tốt, và đi tập gym rất lâu nhưng cơ bắp không "phình" to ra (chỉ săn chắc lại).

  
  

Sau khi tập luyện, chúng ta có thể thay đổi số lượng loại sợi cơ bắp sẵn có không?

Sự thật thú vị từ khoa học sinh lý là: Bạn không thể biến sợi Type I thành Type II. Sức mạnh bẩm sinh không thể đảo ngược hoàn toàn. Nhưng bạn có thể ép các loại sợi cơ"vay mượn" đặc tính của nhau.

Thông qua các bài chạy nước rút (Sprint) có thể ép sợi cơ chậm type I sinh ra nhiều lực hơn. Ngược lại, tập aerobic có thể huấn luyện sợi cơ nhanh type II sẵn có hay các bài tập kháng lực tại phòng gym sẽ huấn luyện các sợi cơ type IIb tăng cường khả năng hô hấp hiếu khí để bớt mệt mỏi hơn.

Tóm lại

Hiểu về 3 loại sợi cơ không chỉ là kiến thức sinh học khô khan. Kiến thức này giúp bạn thấu hiểu cơ thể mình, giải mã lý do tại sao bạn xuất sắc ở môn thể thao này mà lại chật vật ở bộ môn khác. Và đồng thời giúp bạn có thêm căn cứ khoa học để tập luyện vì dù trời phú cho bộ gen hay sợi cơ thế nào, chỉ cần tập luyện, bạn có thể huấn luyện cơ thể mình có những đặc tính mà mình mong muốn thôi.

Nguồn:

Adams, G. R., Hather, B. M., Baldwin, K. M., Dudley, G. A., & New Collective Author. (1993). Skeletal muscle myosin heavy chain composition and resistance training. Journal of Applied Physiology, 74(2), 911–915. https://doi.org/10.1152/jappl.1993.74.2.911

Andersen, J. L., Klitgaard, H., & Saltin, B. (1994). Myosin heavy chain isoforms in single fibres from m. vastus lateralis of sprinters: Influence of training. Acta Physiologica Scandinavica, 151(2), 135–142. https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1994.tb09730.x

Howald, H., Hoppeler, H., Claassen, H., Mathieu, O., & Straub, R. (1985). Influences of endurance training on the ultrastructural composition of the different muscle fiber types in humans. Pflugers Archiv: European Journal of Physiology, 403(4), 369–376. https://doi.org/10.1007/BF00589248

Liu, Y., Schlumberger, A., Wirth, K., Schmidtbleicher, D., & Steinacker, J. M. (2003). Different effects on human skeletal myosin heavy chain isoform expression: Strength vs. combination training. Journal of Applied Physiology, 94(6), 2282–2288. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00830.2002

Luden, N., Hayes, E., & Minchev, K. (2012). Skeletal muscle plasticity with marathon training in novice runners. Scand. J. Med. Sci. Sports. https://doi.org/10.1111/j.1600-0838.2011.01305.x

Plotkin, D. L., Roberts, M. D., Haun, C. T., & Schoenfeld, B. J. (2021). Muscle Fiber Type Transitions with Exercise Training: Shifting Perspectives. Sports (Basel, Switzerland), 9(9), 127. https://doi.org/10.3390/sports9090127@plotkinMuscleFiberType2021

Talbot, J., & Maves, L. (2016). Skeletal muscle fiber type: using insights from muscle developmental biology to dissect targets for susceptibility and resistance to muscle disease. Wiley interdisciplinary reviews. Developmental biology, 5(4), 518–534. https://doi.org/10.1002/wdev.230@talbotSkeletalMuscleFiber2016

Trappe, S., Harber, M., Creer, A., Gallagher, P., Slivka, D., Minchev, K., & Whitsett, D. (2006). Single muscle fiber adaptations with marathon training. Journal of Applied Physiology, 101(3), 721–727. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.01595.2005