Myofiber adalah sel otot tunggal berinti banyak. Dikelompokkan bersama menjadi bundel yang dikenal sebagai fasikulus, dan dilapisi jaringan ikat, serat miofiber adalah unit seluler dasar otot rangka. Juga dikenal sebagai serat otot, miofiber adalah sel besar yang sangat terspesialisasi yang sebagian besar dikemas dengan elemen kontraktil. Sel-sel ini dapat secara luas diklasifikasikan sebagai kedutan cepat atau kedutan lambat, berdasarkan kecepatan kontraksi terjadi, dan selanjutnya dikategorikan berdasarkan proses metabolisme yang digunakan untuk menggerakkan aktivitas seluler.
Sementara sebagian besar sel hewan biasanya mengandung satu nukleus per sel, serat miofiber mengandung banyak. Jaringan otot sebagian besar lengkap saat lahir, dan meskipun sel mungkin terus bertambah besar, mereka biasanya tidak berkembang biak dengan mitosis seperti kebanyakan sel lainnya. Saat mereka tumbuh lebih besar, menjadi semakin sulit bagi satu nukleus untuk mengatur seluruh sel. Ini dikenal sebagai teori domain mionuklir. Ketika serat otot tumbuh, teori domain mionuklear menyatakan bahwa inti tambahan diperlukan untuk mengimbangi peningkatan ukuran sel.
Mengelilingi setiap myofiber adalah sel yang tidak berdiferensiasi yang dikenal sebagai sel satelit. Mirip dengan sel punca, sel-sel ini mampu mengambil sejumlah bentuk. Ketika sel-sel otot dirangsang untuk tumbuh, proses tersebut memicu respon imun dan hormonal yang merangsang sel-sel satelit terdekat untuk meningkatkan jumlah dan memulai diferensiasi. Mereka kemudian dimasukkan ke dalam serat otot sesuai kebutuhan, dan akhirnya menjadi bagian dari sel otot itu sendiri.
Kecepatan kontraksi otot dalam satu myofiber ditentukan sebagian besar oleh aktivitas enzim tertentu di dalam sel. ATPase mengatur tingkat di mana energi perantara adenosin trifosfat (ATP) dipecah untuk melepaskan ion fosfat, yang pada gilirannya kekuatan kontraksi seluler. Aktivitas ATPase yang lebih tinggi menyebabkan kontraksi otot yang lebih cepat. Sel otot berkedut cepat dikaitkan dengan tingkat aktivitas ATPase yang lebih tinggi, sedangkan sel otot berkedut lambat mengalami tingkat yang lebih rendah.
Sel otot dapat dibagi lebih lanjut berdasarkan kecenderungan untuk proses metabolisme tertentu. Sebagian besar sel menggerakkan aktivitas dengan beberapa kombinasi glikolisis dan fosforilasi oksidatif. Glikolisis adalah proses di mana sel memecah karbohidrat untuk membentuk ATP. Ini biasanya terjadi di dalam sitoplasma sel dengan oksigen terbatas, dan dapat membuat asam laktat sebagai produk sampingan.
Fosforilasi oksidatif, sebaliknya, terjadi di mitokondria myofiber, dan mengkonsumsi banyak oksigen yang tersedia. Fosforilasi oksidatif adalah proses yang lebih efisien daripada glikolisis, menghasilkan lebih banyak ATP per unit nutrisi secara signifikan daripada glikolisis, dan melakukannya tanpa menghasilkan asam laktat yang melelahkan otot. Akibatnya, serat yang menggunakan metode ini lebih tahan terhadap kelelahan daripada serat glikolitik.
Biasanya, kedua proses metabolisme terjadi di semua sel otot, tetapi sebagian besar jenis myofiber lebih siap untuk satu proses daripada yang lain. Serat oksidatif membutuhkan lebih banyak oksigen daripada serat glikolitik, dan karena itu kaya akan protein pengikat oksigen mioglobin. Mioglobin teroksigenasi cenderung memberi serat otot warna merah yang khas, dan akibatnya serat oksidatif sering disebut sebagai serat merah. Serat glikolitik, sebaliknya, tidak memiliki konsentrasi mioglobin yang sama, dan sering disebut serat putih.
Secara umum, serat otot berkedut lambat terutama menggunakan fosforilasi oksidatif yang lebih efisien, dan disebut serat Tipe I. Mereka terkait dengan otot-otot yang melakukan aktivitas energi rendah dalam jangka waktu yang lama, seperti otot-otot leher atau otot-otot penstabil inti tubuh. Di antara atlet, jenis serat otot ini dominan pada otot-otot atlet ketahanan yang sangat terspesialisasi, seperti pelari maraton.
Serat otot berkedut cepat dapat menggunakan glikolisis atau fosforilasi oksidatif. Seperti serat kedutan lambat, serat kedutan cepat oksidatif, yang dikenal sebagai serat tipe IIa, dikemas dengan mitokondria dan mioglobin. Serat kedutan cepat glikolitik, yang dikenal sebagai tipe IIx, memiliki banyak glikogen yang tersedia, disesuaikan dengan ledakan singkat kekuatan yang intens, dan umum di jaringan otot atlet kekuatan, seperti pelari cepat dan pengangkat kekuatan.