Miofiber to wielojądrowa pojedyncza komórka mięśniowa. Zgrupowane razem w wiązki zwane pęczkami i otoczone tkanką łączną, włókna mięśniowe są podstawową komórkową jednostką mięśni szkieletowych. Miowłókna, znane również jako włókna mięśniowe, są dużymi, wysoce wyspecjalizowanymi komórkami, które są w większości wypełnione elementami kurczliwymi. Komórki te można ogólnie sklasyfikować jako szybkokurczliwe lub wolnokurczliwe, w oparciu o szybkość, z jaką następuje skurcz, a dalej kategoryzować w oparciu o procesy metaboliczne wykorzystywane do zasilania aktywności komórkowej.
Podczas gdy większość komórek zwierzęcych zazwyczaj zawiera jedno jądro na komórkę, miowłókna zawierają wiele. Tkanka mięśniowa jest w większości kompletna po urodzeniu i chociaż komórki mogą nadal zwiększać swój rozmiar, zwykle nie rozmnażają się przez mitozę, tak jak robi to większość innych komórek. W miarę jak rosną, staje się coraz trudniejsze, aby pojedyncze jądro zarządzało całą komórką. Jest to znane jako teoria domeny mionuklearnej. Kiedy włókno mięśniowe rośnie, teoria domeny mionuklearnej mówi, że potrzebne są dodatkowe jądra, aby nadążyć za wzrostem wielkości komórek.
Wokół każdego miowłókna znajdują się niezróżnicowane komórki zwane komórkami satelitarnymi. Podobnie jak komórki macierzyste, komórki te mogą przybierać różne formy. Kiedy komórki mięśniowe są stymulowane do wzrostu, proces wyzwala odpowiedzi immunologiczne i hormonalne, które stymulują pobliskie komórki satelitarne do wzrostu liczby i rozpoczęcia różnicowania. W razie potrzeby są one następnie włączane do włókien mięśniowych i ostatecznie stają się częścią samej komórki mięśniowej.
Szybkość skurczu mięśni w obrębie pojedynczego włókna mięśniowego zależy w dużej mierze od aktywności określonego enzymu w komórce. ATP-aza reguluje tempo rozkładu energii pośredniczącego trifosforanu adenozyny (ATP) w celu uwolnienia jonów fosforanowych, które z kolei napędzają skurcze komórkowe. Wyższa aktywność ATPazy prowadzi do szybszego skurczu mięśni. Szybkokurczliwe komórki mięśniowe są związane z wyższym poziomem aktywności ATPazy, podczas gdy wolnokurczliwe komórki mięśniowe doświadczają jej niższego poziomu.
Komórki mięśniowe można dalej podzielić na podstawie predyspozycji do poszczególnych procesów metabolicznych. Większość komórek zasila aktywność poprzez kombinację glikolizy i fosforylacji oksydacyjnej. Glikoliza to proces, w którym komórki rozkładają węglowodany, tworząc ATP. Zwykle dzieje się to w cytoplazmie komórki przy ograniczonej obecności tlenu i może tworzyć kwas mlekowy jako produkt uboczny.
W przeciwieństwie do tego fosforylacja oksydacyjna zachodzi w mitochondriach włókien mięśniowych i powoduje zużycie dużej ilości dostępnego tlenu. Fosforylacja oksydacyjna jest procesem bardziej wydajnym niż glikoliza, dając znacznie więcej ATP na jednostkę składników odżywczych niż glikoliza, bez wytwarzania męczącego mięśnie kwasu mlekowego. Dzięki temu włókna wykorzystujące tę metodę są bardziej odporne na zmęczenie niż włókna glikolityczne.
Normalnie oba procesy metaboliczne zachodzą we wszystkich komórkach mięśniowych, ale większość typów włókien mięśniowych jest lepiej przystosowana do jednego procesu niż do drugiego. Włókna oksydacyjne wymagają znacznie więcej tlenu niż włókna glikolityczne i dlatego są bogate w mioglobinę białkową wiążącą tlen. Natleniona mioglobina ma tendencję do nadawania włóknom mięśniowym charakterystycznego czerwonego odcienia, w wyniku czego włókna oksydacyjne są często określane jako włókna czerwone. Natomiast włókna glikolityczne nie mają takiego samego stężenia mioglobiny i są często nazywane włóknami białymi.
Ogólnie rzecz biorąc, wolnokurczliwe włókna mięśniowe wykorzystują przede wszystkim bardziej wydajną fosforylację oksydacyjną i są nazywane włóknami typu I. Są one związane z mięśniami, które przez długi czas wykonują czynności niskoenergetyczne, takimi jak mięśnie szyi lub mięśnie stabilizujące tułowia. Wśród sportowców ten rodzaj włókien mięśniowych dominuje w mięśniach wysokowyspecjalizowanych sportowców wytrzymałościowych, takich jak maratończycy.
Szybkokurczliwe włókna mięśniowe mogą wykorzystywać glikolizę lub fosforylację oksydacyjną. Podobnie jak włókna wolnokurczliwe, szybkokurczliwe włókna oksydacyjne, znane jako włókna typu IIa, są wypełnione mitochondriami i mioglobiną. Szybkokurczliwe włókna glikolityczne, znane jako typ IIx, posiadają obfitość dostępnego glikogenu, są przystosowane do krótkich wybuchów intensywnej mocy i są powszechne w tkance mięśniowej sportowców siłowych, takich jak sprinterzy i ciężarowcy.