Bio hoofdstuk 19 sport
19.1 bouw van pezen en spieren
Pezen bestaan uit bindweefsel, een weefsel dat andere weefsels aan elkaar koppelt en organen op
hun plaats houdt. Dit kan dankzij tussencelstof, gelachtig materiaal rond de cellen met veel eiwitten.
Het vormt lijm waarmee bindweefsel andere weefsel verbindt.
Door skeletspieren samen te trekken, bewegen de botten rond hun draaipunt in de gewrichten. De
training kunnen spieren meer kracht leveren en krijg je een groter uithoudingsvermogen.
- Hoewel pezen en banden onmisbaar zijn bij je bewegingen, komen ze meestal pas in beeld
bij blessures, dan blijkt bewegen moeilijk.
Pezen verbinden skeletspieren met de botten en banden verbinden botten.
Bij elke beweging trekken langgerekte vezels in de pezen aan je botten. Die vezels zijn opgebouwd uit
het eiwit collageen, gemaakt door peescellen. In tussencelstof draaien drie collageenketens,
onderling verbonden in elkaar tot quaternaire structuur. Een groot aantal van collageenmoleculen
vormt een collageenfibril. De moleculen liggen in een geordend patroon, waardoor een fibril een
gestreept uiterlijk krijgt.
- Veel collageenfibrillen vormen een collageenvezel en vele vezels een collageenbundel.
Dankzij deze kabelstructuur kan een pees de kracht van de spier goed doorgeven aan het
bot.
De gedraaide collageenstrengen van achillespees slaan veerenergie op. Trekt je grote kuitspier
samen dan komt opgeslagen energie vrij en komt hiel makkelijker naar boven.
Via dunne uitlopers houden cellen van bindweefsel contact. In het celmembraan van
uitlopers bevinden zich connexon-eiwitten. Waar het celmembraan van bindweefselcel het
membraan van buurcel raakt, ontstaat door connexon-eiwitten een kleine opening in beide
membranen, een gap-junction. Door dit eiwitkanaal bewegen ionen en kleine moleculen.
- Veranderingen in ene cel beïnvloed andere cel. De openingen tussen de cellen zijn niet
permanent en wisselt voortdurend.
Beenspieren zijn skeletspieren, opgebouwd uit bundels centimeters lange spiervezels. De vezels
ontstaan uit een samensmelting van honderden spiercellen. Rond elke bundel spiervezels bevindt
zich bindweefsel met bloedvaten door de doorbloeding van de spier.
- Spiervezels bevatten weer bundels langgerekte eiwitfilamenten, de myofibrillen. Dankzij de
myofibrillen kunnen spieren samentrekken. Er zijn dunne en dikke filamenten.
Dunne filamenten zijn opgebouwd uit twee in elkaar gedraaide ketens van het
eiwit actine en dikke filamenten uit groot aantal ketens van het eiwit myosine. Deze eiwitten
zijn beide geordend gerangschikt, dit geeft een patroon van lichte en donkere banden (I en
A-banden): door deze banden heet het spierweefsel van skeletweefsel dwarsgestreept
spierweefsel. In het midden van elke I-band zit een Z-lijn (membraan). Het deel tussen twee
Z-lijnen heeft een sarcomeer, de kleinste eenheid van een spiervezel die van samentrekken.
Via hersenen, ruggenmerg gaan impulsen richting de beenspieren. Axonen van motorneutronen
vertakken en eindigen in een aantal neuromusculaire synapsen. Op deze plaatsen komt
acetylcholine vrij dat spiervezels activeert. De bundels myosine en actine schuiven in elkaar
waardoor de sarcomeren verkorten. Doordat een axon zich in een spier naar een aantal spiervezels
toe vertakt, reageren meerdere spiervezels tegelijk op dezelfde impulsen. Je noemt een groep
spiervezels die op de impulsen van één axon reageert een motorische eenheid.
, Net als skeletspierweefsel is hartspierweefsel dwarsgestreept. De cellen van dit weefsel
vormen echter geen lange vezels, maar een netwerk onderling verbonden spiervezels. Gap junctions
tussen hartspiercellen zorgen ervoor dat de spier gecoördineerd samentrekt.
- Glad spierweefsel komt voor in de wanden van bloedvaten, maag, darmen, baarmoeder en
blaas. Een streeppatroon ontbreekt, doordat myofibrillen minder geordend liggen dan in
dwarsgestreept spiervezels.
19.2 bewegingen in spiervezels
Rond elke bundel myofibrillen van een spiervezel bevindt zich een sarcoplasmatisch reticulum, een
netwerk van membranen. Dit organel valt te vergelijken met het ER. In de spiervezel bevat SR
veel Ca2+- ionen. Strak tegen het SR liggen dunne T-buisjes. Ze beginnen bij het membraan rond de
spiervezel, het sarcolemma en dringen diep in spiervezel door.
- T-buisjes zijn gevuld met vloeistof en bevatten ionkanalen. Bereikt een impuls via
motorneuron de neuromusculaire synaps dan komt acetylcholine vrij. De neurotransmitter
depolariseert het sarcolemma met de T-buisjes, wat de impuls in de spier brengt.
Dit leidt tot opengaan Ca2+- poorten in het SR: Ca2+ stroomt spiervezel in. Hierdoor schuiven
myosinemoleculen verder tussen de actinemoleculen, wat de lengte verkort. Gebeurt dit bij
een paar spiervezels tegelijk, dan verkort hele spier.
- Ca2+-pompen in het membraan van SR brengen het Ca2+ terug in het SR, zodat bij een
volgende impuls uit het motorneuron de cyclus kan herhalen.
In rust kunnen de filamenten niet koppelen, omdat ze geblokkeerd zijn. Een ander eiwit zorgt voor
deze blokkade, het tropomyosine, dat zich om actinefilamenten slingert. Onder invloed van Ca2+
verschuift het tropomyosine en komen er bindingsplaatsen vrij waar myosinefilamenten koppelen
aan het actinefilament.
- Myosine is motoreiwit, een eiwit dat ATP gebruikt om organellen of celonderdelen te laten
bewegen. Kan ATP omzetten in ADP en Pi. ADP blijft gebonden en zorgt voor
vormverandering en dat myosine op scherp staat.
- Hierdoor kan myosine koppelen aan actine en laat ADP los en buigt kop terug in oude stand.
De Z-lijn schuift naar het midden van sarcomeer en sarcomeer verkort daardoor. Door een
nieuw ATP molecuul te binden, komt myosinekop los van actine. ATP splitst en kop buigt en
proces kan weer opnieuw beginnen. In elke cyclus verkort spier 1% (max. is 30%))
Komen in samengetrokken spier geen Ca2+-ionen meer vrij, dan kan myosine niet aan actine binden
en verslapt spier, maar verlengt niet. daarvoor is hulp andere spier nodig, de antagonist. Spieren
werken namelijk in koppels. De buig- en strekspier van arm zijn daar voorbeeld van.
- Trekt de spier krachtig samen en/of is er een te grote kracht op pees, dan gaan er veel
impulsen naar ruggenmerg. Er gaan vervolgens impulsen terug die ervoor zorgen dat spier
ontspant en antagonist samentrekt.
- Ook gladde spieren werken in koppels. Bij slokdarm bv. kring- en lengtespieren. Trekken in
een deel van slokdarm lengtespieren samen, dan verwijdt darm op die plaats. Kringspieren
achter voedselbrok trekken samen, de darm vernauwt terplekke en voedselbrok schuift
verder.
Het oprekken van hartspier gebeurt tijdens vulfase en het bloed drukt de boezems en kamers open
en heeft een antagonistische werking op hartspier in rust.
In snelle spiervezels splitst het ATP-ase op de myosinekoppen het ATP sneller dan bij langzame
spiervezels. Dat levert per tijdseenheid meet bindingen tussen actinefilamenten en
myosinefilamenten. Mensen geboren met snelle spiervezels hebben natuurlijke aanleg voor korte,
krachtige, snelle inspanning.
19.1 bouw van pezen en spieren
Pezen bestaan uit bindweefsel, een weefsel dat andere weefsels aan elkaar koppelt en organen op
hun plaats houdt. Dit kan dankzij tussencelstof, gelachtig materiaal rond de cellen met veel eiwitten.
Het vormt lijm waarmee bindweefsel andere weefsel verbindt.
Door skeletspieren samen te trekken, bewegen de botten rond hun draaipunt in de gewrichten. De
training kunnen spieren meer kracht leveren en krijg je een groter uithoudingsvermogen.
- Hoewel pezen en banden onmisbaar zijn bij je bewegingen, komen ze meestal pas in beeld
bij blessures, dan blijkt bewegen moeilijk.
Pezen verbinden skeletspieren met de botten en banden verbinden botten.
Bij elke beweging trekken langgerekte vezels in de pezen aan je botten. Die vezels zijn opgebouwd uit
het eiwit collageen, gemaakt door peescellen. In tussencelstof draaien drie collageenketens,
onderling verbonden in elkaar tot quaternaire structuur. Een groot aantal van collageenmoleculen
vormt een collageenfibril. De moleculen liggen in een geordend patroon, waardoor een fibril een
gestreept uiterlijk krijgt.
- Veel collageenfibrillen vormen een collageenvezel en vele vezels een collageenbundel.
Dankzij deze kabelstructuur kan een pees de kracht van de spier goed doorgeven aan het
bot.
De gedraaide collageenstrengen van achillespees slaan veerenergie op. Trekt je grote kuitspier
samen dan komt opgeslagen energie vrij en komt hiel makkelijker naar boven.
Via dunne uitlopers houden cellen van bindweefsel contact. In het celmembraan van
uitlopers bevinden zich connexon-eiwitten. Waar het celmembraan van bindweefselcel het
membraan van buurcel raakt, ontstaat door connexon-eiwitten een kleine opening in beide
membranen, een gap-junction. Door dit eiwitkanaal bewegen ionen en kleine moleculen.
- Veranderingen in ene cel beïnvloed andere cel. De openingen tussen de cellen zijn niet
permanent en wisselt voortdurend.
Beenspieren zijn skeletspieren, opgebouwd uit bundels centimeters lange spiervezels. De vezels
ontstaan uit een samensmelting van honderden spiercellen. Rond elke bundel spiervezels bevindt
zich bindweefsel met bloedvaten door de doorbloeding van de spier.
- Spiervezels bevatten weer bundels langgerekte eiwitfilamenten, de myofibrillen. Dankzij de
myofibrillen kunnen spieren samentrekken. Er zijn dunne en dikke filamenten.
Dunne filamenten zijn opgebouwd uit twee in elkaar gedraaide ketens van het
eiwit actine en dikke filamenten uit groot aantal ketens van het eiwit myosine. Deze eiwitten
zijn beide geordend gerangschikt, dit geeft een patroon van lichte en donkere banden (I en
A-banden): door deze banden heet het spierweefsel van skeletweefsel dwarsgestreept
spierweefsel. In het midden van elke I-band zit een Z-lijn (membraan). Het deel tussen twee
Z-lijnen heeft een sarcomeer, de kleinste eenheid van een spiervezel die van samentrekken.
Via hersenen, ruggenmerg gaan impulsen richting de beenspieren. Axonen van motorneutronen
vertakken en eindigen in een aantal neuromusculaire synapsen. Op deze plaatsen komt
acetylcholine vrij dat spiervezels activeert. De bundels myosine en actine schuiven in elkaar
waardoor de sarcomeren verkorten. Doordat een axon zich in een spier naar een aantal spiervezels
toe vertakt, reageren meerdere spiervezels tegelijk op dezelfde impulsen. Je noemt een groep
spiervezels die op de impulsen van één axon reageert een motorische eenheid.
, Net als skeletspierweefsel is hartspierweefsel dwarsgestreept. De cellen van dit weefsel
vormen echter geen lange vezels, maar een netwerk onderling verbonden spiervezels. Gap junctions
tussen hartspiercellen zorgen ervoor dat de spier gecoördineerd samentrekt.
- Glad spierweefsel komt voor in de wanden van bloedvaten, maag, darmen, baarmoeder en
blaas. Een streeppatroon ontbreekt, doordat myofibrillen minder geordend liggen dan in
dwarsgestreept spiervezels.
19.2 bewegingen in spiervezels
Rond elke bundel myofibrillen van een spiervezel bevindt zich een sarcoplasmatisch reticulum, een
netwerk van membranen. Dit organel valt te vergelijken met het ER. In de spiervezel bevat SR
veel Ca2+- ionen. Strak tegen het SR liggen dunne T-buisjes. Ze beginnen bij het membraan rond de
spiervezel, het sarcolemma en dringen diep in spiervezel door.
- T-buisjes zijn gevuld met vloeistof en bevatten ionkanalen. Bereikt een impuls via
motorneuron de neuromusculaire synaps dan komt acetylcholine vrij. De neurotransmitter
depolariseert het sarcolemma met de T-buisjes, wat de impuls in de spier brengt.
Dit leidt tot opengaan Ca2+- poorten in het SR: Ca2+ stroomt spiervezel in. Hierdoor schuiven
myosinemoleculen verder tussen de actinemoleculen, wat de lengte verkort. Gebeurt dit bij
een paar spiervezels tegelijk, dan verkort hele spier.
- Ca2+-pompen in het membraan van SR brengen het Ca2+ terug in het SR, zodat bij een
volgende impuls uit het motorneuron de cyclus kan herhalen.
In rust kunnen de filamenten niet koppelen, omdat ze geblokkeerd zijn. Een ander eiwit zorgt voor
deze blokkade, het tropomyosine, dat zich om actinefilamenten slingert. Onder invloed van Ca2+
verschuift het tropomyosine en komen er bindingsplaatsen vrij waar myosinefilamenten koppelen
aan het actinefilament.
- Myosine is motoreiwit, een eiwit dat ATP gebruikt om organellen of celonderdelen te laten
bewegen. Kan ATP omzetten in ADP en Pi. ADP blijft gebonden en zorgt voor
vormverandering en dat myosine op scherp staat.
- Hierdoor kan myosine koppelen aan actine en laat ADP los en buigt kop terug in oude stand.
De Z-lijn schuift naar het midden van sarcomeer en sarcomeer verkort daardoor. Door een
nieuw ATP molecuul te binden, komt myosinekop los van actine. ATP splitst en kop buigt en
proces kan weer opnieuw beginnen. In elke cyclus verkort spier 1% (max. is 30%))
Komen in samengetrokken spier geen Ca2+-ionen meer vrij, dan kan myosine niet aan actine binden
en verslapt spier, maar verlengt niet. daarvoor is hulp andere spier nodig, de antagonist. Spieren
werken namelijk in koppels. De buig- en strekspier van arm zijn daar voorbeeld van.
- Trekt de spier krachtig samen en/of is er een te grote kracht op pees, dan gaan er veel
impulsen naar ruggenmerg. Er gaan vervolgens impulsen terug die ervoor zorgen dat spier
ontspant en antagonist samentrekt.
- Ook gladde spieren werken in koppels. Bij slokdarm bv. kring- en lengtespieren. Trekken in
een deel van slokdarm lengtespieren samen, dan verwijdt darm op die plaats. Kringspieren
achter voedselbrok trekken samen, de darm vernauwt terplekke en voedselbrok schuift
verder.
Het oprekken van hartspier gebeurt tijdens vulfase en het bloed drukt de boezems en kamers open
en heeft een antagonistische werking op hartspier in rust.
In snelle spiervezels splitst het ATP-ase op de myosinekoppen het ATP sneller dan bij langzame
spiervezels. Dat levert per tijdseenheid meet bindingen tussen actinefilamenten en
myosinefilamenten. Mensen geboren met snelle spiervezels hebben natuurlijke aanleg voor korte,
krachtige, snelle inspanning.
