Blok 1.2: Circulatie en Ademhaling
Casus 9: Hartschade bij marathonlopers?
1. Histologie van de hartspiercellen
De myocardcellen zijn dwarsgestreept, en onderling verbonden d.m.v. intercalaire schijven. Het
oppervlak van deze schijven bevat desmosomen en gap-junctions. De desmosomen houden twee
myocardcellen bij elkaar, zodat ze bij contractie verbonden blijven. De gap-junctions staan
onderlinge uitwisseling van kleine moleculen (K +, Na+, Ca+) toe tussen twee cellen. Hierdoor kan een
impuls door een weefsel heen trekken. Dit zorgt ervoor dat het myocardium zich gedraagt als één
eenheid, ook wel het functioneel syncytium genoemd.
Verder is het hartspierweefsel sterk vertakt. De hartspiercellen liggen in de atria willekeurig
georiënteerd, en in de ventrikels in twéé richtingen, waardoor ze spiraalsgewijs lopen.
Myocardcellen bevatten veel meer mitochondria dan skeletspiercellen. Zo bevatten skeletspiercellen
2% volumeprocent aan mitochondria, en myocardcellen 25%-35%. Dit zorgt ervoor dat het
hartspierweefsel niet vermoeid zal raken. Ook verschillen myocardcellen doordat ze per cel één tot
twéé kernen bevatten, i.v.m. meerdere kernen bij skeletspiercellen.
Het laatste verschil met skeletspiercellen is de inductie van contractie. In hartspiercellen is de impuls
namelijk afkomstig van de aangrenzende cellen, en niet van een zenuw. Het actiepotentiaal dat in de
sinusknoop wordt gecreëerd verplaatst zich zo over het myocard. In iedere hartspiercel zorgt de
depolarisatie voor een opening van de L-type calcium kanalen. De Ca2+-ionen die vervolgens de cel
binnendringen zijn afkomstig uit de extracellulaire matrix, ook wel het endomysium genoemd. Dit
bestaat voornamelijk uit bindweefsel en capillairen. Het endomysium heeft een vergroot oppervlak
met de myocardcellen door de T-tubuli, welke invaginaties van het sarcolemma (celmembraan) zijn
en transversaal over de Z-schijven lopen. De Ca2+-ionen komen via de T-tubuli in het sarcoplasma
terecht. Hierin bevindt zich een celorganel genaamd het sarcoplasmatisch reticulum. Dit
buizensysteem bevat een hoge concentratie calcium ionen. Wanneer er Ca 2+-ionen in het
sarcoplasma terecht komen, zorgt hun verhoogde concentratie ervoor dat de Ca2+ kanalen in het SR
zich openen. De grote hoeveelheid calcium ionen die hierbij vrijkomen zorgen voor contractie van de
myocardcellen.
, Blok 1.2: Circulatie en Ademhaling
De myocardcellen bevatten net zoals skeletspiercellen myofibrillen. Deze spiervezels bevatten
sarcomeren, de contractiele delen van de cel. Een sarcomeer bestaat voornamelijk uit myosine- en
actine filamenten (dikke- en dunne filamenten), welke langs elkaar liggen. De actine filamenten
zitten vast aan de Z-schijf, en de myosine filamenten aan de H-lijnen. De myosine filamenten zijn
verbonden aan de Z-schijven d.m.v. het molecuul titine. Het kleurverschil dat bestaat tussen de twee
filamenten creëert de I-band en de A-band, ofwel het dwarsgestreept spierweefsel.
Een myosine filament bestaat uit ongeveer 300 myosine moleculen. Ieder myosine molecuul bestaat
uit twee helix-vormende peptide ketens, waarvan ieder verbonden zit aan een bolvormige myosine-
kop. Deze koppen hebben een ATP-bindingsplaats.
Een actine filament bestaat eigenlijk uit twee helix-vormende actine filamenten. Deze filamenten
bestaan uit een peptide keten van bolvormig actine sub-eenheden (G actin subunits). De filamenten
worden gestabiliseerd door twee tropomyosine moleculen, welke als spiralen om de filamenten
heen gewonden zitten. Ze zijn aan de filamenten gebonden door het molecuul troponine. Dit bestaat
uit troponine I (TnI), troponine T (TnT) en troponine C (TnC). TnI is het inhiberende deel dat aan
actine bindt, TnT bindt aan tropomyosine en TnC aan Ca2+-ionen. Wanneer een sarcomeer niet
contraheert, bedekken de tropomyosine moleculen de myosine-bindingsplaatsen van de actine sub-
eenheden. Bij contractie zijn deze bindingsplaatsen vrijgekomen door de calciumionen.
Casus 9: Hartschade bij marathonlopers?
1. Histologie van de hartspiercellen
De myocardcellen zijn dwarsgestreept, en onderling verbonden d.m.v. intercalaire schijven. Het
oppervlak van deze schijven bevat desmosomen en gap-junctions. De desmosomen houden twee
myocardcellen bij elkaar, zodat ze bij contractie verbonden blijven. De gap-junctions staan
onderlinge uitwisseling van kleine moleculen (K +, Na+, Ca+) toe tussen twee cellen. Hierdoor kan een
impuls door een weefsel heen trekken. Dit zorgt ervoor dat het myocardium zich gedraagt als één
eenheid, ook wel het functioneel syncytium genoemd.
Verder is het hartspierweefsel sterk vertakt. De hartspiercellen liggen in de atria willekeurig
georiënteerd, en in de ventrikels in twéé richtingen, waardoor ze spiraalsgewijs lopen.
Myocardcellen bevatten veel meer mitochondria dan skeletspiercellen. Zo bevatten skeletspiercellen
2% volumeprocent aan mitochondria, en myocardcellen 25%-35%. Dit zorgt ervoor dat het
hartspierweefsel niet vermoeid zal raken. Ook verschillen myocardcellen doordat ze per cel één tot
twéé kernen bevatten, i.v.m. meerdere kernen bij skeletspiercellen.
Het laatste verschil met skeletspiercellen is de inductie van contractie. In hartspiercellen is de impuls
namelijk afkomstig van de aangrenzende cellen, en niet van een zenuw. Het actiepotentiaal dat in de
sinusknoop wordt gecreëerd verplaatst zich zo over het myocard. In iedere hartspiercel zorgt de
depolarisatie voor een opening van de L-type calcium kanalen. De Ca2+-ionen die vervolgens de cel
binnendringen zijn afkomstig uit de extracellulaire matrix, ook wel het endomysium genoemd. Dit
bestaat voornamelijk uit bindweefsel en capillairen. Het endomysium heeft een vergroot oppervlak
met de myocardcellen door de T-tubuli, welke invaginaties van het sarcolemma (celmembraan) zijn
en transversaal over de Z-schijven lopen. De Ca2+-ionen komen via de T-tubuli in het sarcoplasma
terecht. Hierin bevindt zich een celorganel genaamd het sarcoplasmatisch reticulum. Dit
buizensysteem bevat een hoge concentratie calcium ionen. Wanneer er Ca 2+-ionen in het
sarcoplasma terecht komen, zorgt hun verhoogde concentratie ervoor dat de Ca2+ kanalen in het SR
zich openen. De grote hoeveelheid calcium ionen die hierbij vrijkomen zorgen voor contractie van de
myocardcellen.
, Blok 1.2: Circulatie en Ademhaling
De myocardcellen bevatten net zoals skeletspiercellen myofibrillen. Deze spiervezels bevatten
sarcomeren, de contractiele delen van de cel. Een sarcomeer bestaat voornamelijk uit myosine- en
actine filamenten (dikke- en dunne filamenten), welke langs elkaar liggen. De actine filamenten
zitten vast aan de Z-schijf, en de myosine filamenten aan de H-lijnen. De myosine filamenten zijn
verbonden aan de Z-schijven d.m.v. het molecuul titine. Het kleurverschil dat bestaat tussen de twee
filamenten creëert de I-band en de A-band, ofwel het dwarsgestreept spierweefsel.
Een myosine filament bestaat uit ongeveer 300 myosine moleculen. Ieder myosine molecuul bestaat
uit twee helix-vormende peptide ketens, waarvan ieder verbonden zit aan een bolvormige myosine-
kop. Deze koppen hebben een ATP-bindingsplaats.
Een actine filament bestaat eigenlijk uit twee helix-vormende actine filamenten. Deze filamenten
bestaan uit een peptide keten van bolvormig actine sub-eenheden (G actin subunits). De filamenten
worden gestabiliseerd door twee tropomyosine moleculen, welke als spiralen om de filamenten
heen gewonden zitten. Ze zijn aan de filamenten gebonden door het molecuul troponine. Dit bestaat
uit troponine I (TnI), troponine T (TnT) en troponine C (TnC). TnI is het inhiberende deel dat aan
actine bindt, TnT bindt aan tropomyosine en TnC aan Ca2+-ionen. Wanneer een sarcomeer niet
contraheert, bedekken de tropomyosine moleculen de myosine-bindingsplaatsen van de actine sub-
eenheden. Bij contractie zijn deze bindingsplaatsen vrijgekomen door de calciumionen.
