Samenvatting
leerdoelen
Fysiologie
Volgens de Mastermatrijs,
kwartiel 3
Saxion Hogeschool Enschede, 2018
Koen ten Buuren
,Inhoudsopgave
Spiercontracties 2
Energiesystemen en spiervezeltypes 11
Groei 16
Veroudering 25
Mobiliteit en stijfheid 28
Het zenuwstelsel I: Inleiding 29
Het zenuwstelsel II: Het vegetatief systeem 34
Het zenuwstelsel III: Het sensorisch systeem 39
Het zenuwstelsel IV: Het motorisch systeem 43
Het zenuwstelsel V: Houding 51
Pijn 56
Training van spierkracht 62
Actieve en passieve stabiliteit 68
1
,Spiercontracties
De macroscopische opbouw van spieren .............................................................................................. 3
Verschillende soorten opbouw van spieren:....................................................................................... 3
De microscopische opbouw van spieren ............................................................................................... 4
Een spier van groot naar klein ............................................................................................................. 4
Spiercontracties................................................................................................................................... 4
Het glijdend filamentmodel van Huxley .............................................................................................. 5
De rol van calcium in de spiercontractie ............................................................................................. 6
Het aansturen van de spieren door middel van het zenuwstelsel ...................................................... 6
Spierkrachtvariatie ................................................................................................................................. 8
De actiepotentiaalfrequentie en/of de summatie van actiepotentialen en prikkels.......................... 8
Rekrutering van motor units ............................................................................................................... 8
De lengte-krachtrelatie van een sacromeer ........................................................................................ 8
Verschillende soorten potentialen: ....................................................................................................... 9
Het rustpotentiaal ............................................................................................................................... 9
Het sensorpotentiaal ........................................................................................................................... 9
Het actiepotentiaal ............................................................................................................................ 10
Vier fases van actiepotentiaal: ...................................................................................................... 10
Fase 1: langzame depolarisatie ................................................................................................. 10
Fase 2: snelle depolarisatie ....................................................................................................... 10
Fase 3: repolarisatie .................................................................................................................. 10
Fase 4: hyperpolarisatie ............................................................................................................ 10
2
,De macroscopische opbouw van spieren
Een spier heeft een origo (oorsprong) en een of meerdere inserties (aanhechtingen)
Agonist: Een buigende spier die beweging veroorzaakt. Door samentrekking zorgt een agonist voor
de buigende beweging in een gewricht, zodat een ledemaat uit zijn rustpositie komt. Een voorbeeld
is de biceps, die de elleboog buigt.
Antagonist: Een strekkende spier die tegen de beweging van de agonist inwerkt. Zo zorgt een
antagonist ervoor dat een ledemaat zich strekt en terugkeert in de rustpositie. Een voorbeeld is de
triceps, die de biceps tegenwerkt.
Agonisten en antagonisten vormen antagonistische paren, die dus bestaan uit een buigende en uit
een strekkende spier.
Synergist: een synergist is een spier die samen met de agonist een beweging mogelijk maakt. Het
beweegt in de zelfde richting als de agonist.
Verschillende soorten opbouw van spieren:
Figuur 1: Verschillende soorten van opbouw van spieren
3
,De microscopische opbouw van spieren
Een spier van groot naar klein
Een spier bestaat uit een bundel van
meerdere spiervezels. Elke spiervezel is
één cel, met meerdere celkernen (om de
cel aan te sturen). Binnenin zo’n cel liggen,
over de lengte, allerlei bundels met
myofibrillen. Deze myofibrillen bevatten
dikke en dunne filamenten. Een dik
filament is opgebouwd uit myosine, en een
dun filament is opgebouwd uit actine.
De myofibrillen zijn opgebouwd uit
sarcomeren.
Sarcomeer: De contractiele eenheid van
een spier(vezel).
Dunne filamenten zitten vast aan de Z-line,
en dikke filamenten zitten vast aan de M-
line. Deze M-line ligt in het midden van de
sarcomeer.
In ruststand, overlappen de dikke en dunne
filamenten elkaar gedeeltelijk. De uiteinden
van het sarcomeer bevinden zich alleen
maar dunne filamenten, terwijl in de zone
in het midden zich alleen maar dikke
filamenten bevinden. Figuur 2: De structuur van een skeletspier
Spiercontracties
Het is belangrijk om te weten dat een samengetrokken (gecontraheerde) spier korter wordt, terwijl
de lengte van de actine- en myosinefilamenten (dunne en dikke filamenten) gelijk blijft, zoals te zien
in de volgende afbeelding.
Figuur 3: Het 'sliding-filament model' bij spiercontracties
4
,Het glijdend filamentmodel van Huxley
Figuur 4: Myosine-actine interacties bij de spiervezelcontractie
Het bovenstaande figuur illustreert de cyclus in veranderingen in het myosinemolecuul, wat de basis
vormt voor de longitudinale glijding van de actine- en myosinefilamenten.
Elk myosinemolecuul heeft een kop en een lange staart. Deze staart hecht vast aan de staarten van
de andere myosinemoleculen, om zo een dik filament te vormen. De koppen steken dus uit het dikke
filament, zoals weergegeven in de bovenstaande figuur.
De kop is een bindplaats voor ATP. Er vind hydrolyse plaats, waardoor ATP wordt omgezet in ADP en
een ‘los’ fosfaat-ion. Omdat bij deze reactie energie vrij komt, wordt de myosinekop geëxciteerd
(naar zijn hogere energieconfiguratie gebracht). Het gevolg hiervan is dat de myosinekoppen aan
actine gaan binden, op de daarvoor bestemde myosine binding sites. Hierdoor wordt dus een soort
‘brug’ gevormd. Nadat de ‘cross-bridge’ is gevormd, keert het myosinemolecuul weer terug naar zijn
lage energieconfiguratie. Doordat deze myosine naar deze lage energieconfiguratie gaat, wordt het
actinefilament naar het centrum getrokken. De binding van een nieuw ATP molecuul zorgt er voor
dat de myosine en actine van elkaar loskomen, waardoor de cyclus opnieuw kan beginnen.
5
, De rol van calcium in de spiercontractie
Calciumionen (Ca2+) en de eiwitten die
aan de actinefilamenten gebonden
zijn spelen een cruciale rol in
spiercontractie en spierrelaxatie.
Tropomyosine en het
troponinecomplex zijn gebonden aan
de actinefilamenten, zoals te zien in
de afbeelding.
Wanneer een spiervezel in rust is,
bedekt de tropomyosine de myosine
binding sites die op het actinefilament
zijn gelegen, wat voorkomt dat actine
en myosine met elkaar kunnen
binden/werken. Wanneer Ca2+ zich in
het cytosol bevindt, bindt het aan het
troponinecomplex waardoor de
tropomyosine verschuift, en de
myosine binding sites worden
blootgesteld. Wanneer de Ca2+
concentratie weer daalt, schuift het
Figuur 5: De rol van regelgevende eiwitten en calcium in spiervezelcontractie
tropomyosine weer terug en zijn de
myosine binding sites weer bedekt.
Het aansturen van de spieren door middel van het zenuwstelsel
Actiepotentiaal:
zenuwimpuls. Een
actiepotentiaal kan
worden opgewekt door
een waarneming van je
ogen, maar ook
bijvoorbeeld door tast.
Een actiepotentiaal is
een soort ‘signaaltje’
voor het desbetreffende
lichaamsdeel of orgaan,
om in actie te komen.
De aankomst van een
actiepotentiaal bij het Figuur 6: Een actiepotentiaal, gearriveerd vanuit een motorisch neuron, wat wordt verdeeld over
uiteinde van een synaps, een spiervezel
zorgt voor de uitscheiding
van de neurotransmitter acetylcholine. Het binden van acetylcholine aan de receptoren op de
spiervezel lijdt tot een depolarisatie, wat een actiepotentiaal in de spiervezel triggert. Binnenin de
spiervezel wordt het actiepotentiaal verspreid naar de transverse (T) tubuli (zie bovenstaande
afbeelding). Deze tubuli zijn verbonden met het sarcoplasmatisch reticulum (SR). Zodra er een
actiepotentiaal door de T-tubuli gaat, wordt deze verspreid naar het SR, en vinden daar
veranderingen plaats waardoor de Ca2+-kanalen worden geopend. Deze calciumionen binden
6
leerdoelen
Fysiologie
Volgens de Mastermatrijs,
kwartiel 3
Saxion Hogeschool Enschede, 2018
Koen ten Buuren
,Inhoudsopgave
Spiercontracties 2
Energiesystemen en spiervezeltypes 11
Groei 16
Veroudering 25
Mobiliteit en stijfheid 28
Het zenuwstelsel I: Inleiding 29
Het zenuwstelsel II: Het vegetatief systeem 34
Het zenuwstelsel III: Het sensorisch systeem 39
Het zenuwstelsel IV: Het motorisch systeem 43
Het zenuwstelsel V: Houding 51
Pijn 56
Training van spierkracht 62
Actieve en passieve stabiliteit 68
1
,Spiercontracties
De macroscopische opbouw van spieren .............................................................................................. 3
Verschillende soorten opbouw van spieren:....................................................................................... 3
De microscopische opbouw van spieren ............................................................................................... 4
Een spier van groot naar klein ............................................................................................................. 4
Spiercontracties................................................................................................................................... 4
Het glijdend filamentmodel van Huxley .............................................................................................. 5
De rol van calcium in de spiercontractie ............................................................................................. 6
Het aansturen van de spieren door middel van het zenuwstelsel ...................................................... 6
Spierkrachtvariatie ................................................................................................................................. 8
De actiepotentiaalfrequentie en/of de summatie van actiepotentialen en prikkels.......................... 8
Rekrutering van motor units ............................................................................................................... 8
De lengte-krachtrelatie van een sacromeer ........................................................................................ 8
Verschillende soorten potentialen: ....................................................................................................... 9
Het rustpotentiaal ............................................................................................................................... 9
Het sensorpotentiaal ........................................................................................................................... 9
Het actiepotentiaal ............................................................................................................................ 10
Vier fases van actiepotentiaal: ...................................................................................................... 10
Fase 1: langzame depolarisatie ................................................................................................. 10
Fase 2: snelle depolarisatie ....................................................................................................... 10
Fase 3: repolarisatie .................................................................................................................. 10
Fase 4: hyperpolarisatie ............................................................................................................ 10
2
,De macroscopische opbouw van spieren
Een spier heeft een origo (oorsprong) en een of meerdere inserties (aanhechtingen)
Agonist: Een buigende spier die beweging veroorzaakt. Door samentrekking zorgt een agonist voor
de buigende beweging in een gewricht, zodat een ledemaat uit zijn rustpositie komt. Een voorbeeld
is de biceps, die de elleboog buigt.
Antagonist: Een strekkende spier die tegen de beweging van de agonist inwerkt. Zo zorgt een
antagonist ervoor dat een ledemaat zich strekt en terugkeert in de rustpositie. Een voorbeeld is de
triceps, die de biceps tegenwerkt.
Agonisten en antagonisten vormen antagonistische paren, die dus bestaan uit een buigende en uit
een strekkende spier.
Synergist: een synergist is een spier die samen met de agonist een beweging mogelijk maakt. Het
beweegt in de zelfde richting als de agonist.
Verschillende soorten opbouw van spieren:
Figuur 1: Verschillende soorten van opbouw van spieren
3
,De microscopische opbouw van spieren
Een spier van groot naar klein
Een spier bestaat uit een bundel van
meerdere spiervezels. Elke spiervezel is
één cel, met meerdere celkernen (om de
cel aan te sturen). Binnenin zo’n cel liggen,
over de lengte, allerlei bundels met
myofibrillen. Deze myofibrillen bevatten
dikke en dunne filamenten. Een dik
filament is opgebouwd uit myosine, en een
dun filament is opgebouwd uit actine.
De myofibrillen zijn opgebouwd uit
sarcomeren.
Sarcomeer: De contractiele eenheid van
een spier(vezel).
Dunne filamenten zitten vast aan de Z-line,
en dikke filamenten zitten vast aan de M-
line. Deze M-line ligt in het midden van de
sarcomeer.
In ruststand, overlappen de dikke en dunne
filamenten elkaar gedeeltelijk. De uiteinden
van het sarcomeer bevinden zich alleen
maar dunne filamenten, terwijl in de zone
in het midden zich alleen maar dikke
filamenten bevinden. Figuur 2: De structuur van een skeletspier
Spiercontracties
Het is belangrijk om te weten dat een samengetrokken (gecontraheerde) spier korter wordt, terwijl
de lengte van de actine- en myosinefilamenten (dunne en dikke filamenten) gelijk blijft, zoals te zien
in de volgende afbeelding.
Figuur 3: Het 'sliding-filament model' bij spiercontracties
4
,Het glijdend filamentmodel van Huxley
Figuur 4: Myosine-actine interacties bij de spiervezelcontractie
Het bovenstaande figuur illustreert de cyclus in veranderingen in het myosinemolecuul, wat de basis
vormt voor de longitudinale glijding van de actine- en myosinefilamenten.
Elk myosinemolecuul heeft een kop en een lange staart. Deze staart hecht vast aan de staarten van
de andere myosinemoleculen, om zo een dik filament te vormen. De koppen steken dus uit het dikke
filament, zoals weergegeven in de bovenstaande figuur.
De kop is een bindplaats voor ATP. Er vind hydrolyse plaats, waardoor ATP wordt omgezet in ADP en
een ‘los’ fosfaat-ion. Omdat bij deze reactie energie vrij komt, wordt de myosinekop geëxciteerd
(naar zijn hogere energieconfiguratie gebracht). Het gevolg hiervan is dat de myosinekoppen aan
actine gaan binden, op de daarvoor bestemde myosine binding sites. Hierdoor wordt dus een soort
‘brug’ gevormd. Nadat de ‘cross-bridge’ is gevormd, keert het myosinemolecuul weer terug naar zijn
lage energieconfiguratie. Doordat deze myosine naar deze lage energieconfiguratie gaat, wordt het
actinefilament naar het centrum getrokken. De binding van een nieuw ATP molecuul zorgt er voor
dat de myosine en actine van elkaar loskomen, waardoor de cyclus opnieuw kan beginnen.
5
, De rol van calcium in de spiercontractie
Calciumionen (Ca2+) en de eiwitten die
aan de actinefilamenten gebonden
zijn spelen een cruciale rol in
spiercontractie en spierrelaxatie.
Tropomyosine en het
troponinecomplex zijn gebonden aan
de actinefilamenten, zoals te zien in
de afbeelding.
Wanneer een spiervezel in rust is,
bedekt de tropomyosine de myosine
binding sites die op het actinefilament
zijn gelegen, wat voorkomt dat actine
en myosine met elkaar kunnen
binden/werken. Wanneer Ca2+ zich in
het cytosol bevindt, bindt het aan het
troponinecomplex waardoor de
tropomyosine verschuift, en de
myosine binding sites worden
blootgesteld. Wanneer de Ca2+
concentratie weer daalt, schuift het
Figuur 5: De rol van regelgevende eiwitten en calcium in spiervezelcontractie
tropomyosine weer terug en zijn de
myosine binding sites weer bedekt.
Het aansturen van de spieren door middel van het zenuwstelsel
Actiepotentiaal:
zenuwimpuls. Een
actiepotentiaal kan
worden opgewekt door
een waarneming van je
ogen, maar ook
bijvoorbeeld door tast.
Een actiepotentiaal is
een soort ‘signaaltje’
voor het desbetreffende
lichaamsdeel of orgaan,
om in actie te komen.
De aankomst van een
actiepotentiaal bij het Figuur 6: Een actiepotentiaal, gearriveerd vanuit een motorisch neuron, wat wordt verdeeld over
uiteinde van een synaps, een spiervezel
zorgt voor de uitscheiding
van de neurotransmitter acetylcholine. Het binden van acetylcholine aan de receptoren op de
spiervezel lijdt tot een depolarisatie, wat een actiepotentiaal in de spiervezel triggert. Binnenin de
spiervezel wordt het actiepotentiaal verspreid naar de transverse (T) tubuli (zie bovenstaande
afbeelding). Deze tubuli zijn verbonden met het sarcoplasmatisch reticulum (SR). Zodra er een
actiepotentiaal door de T-tubuli gaat, wordt deze verspreid naar het SR, en vinden daar
veranderingen plaats waardoor de Ca2+-kanalen worden geopend. Deze calciumionen binden
6
