Casus 3; hartschade bij marathonlopers?
Probleemstelling
- hoe ziet de histologie van het hart eruit?
- nadruk op prikkelgeleiding en contractie door de spiercellen
Brainstorm
sarcolemma
tropomyosine
myosine
actine
troponine
sarcomeren
M-lijn, Z-lijn, H-band, A-band, I-band
calcium influx
frank starling mechanisme
verschillende soorten spiercellen → gladde spiercellen
Leerdoelen
1) De histologie van het hart
- Terugblikken op plaatjes casus
- Inclusief organellen en verbindingen met naastgelegen cellen
- Myocard, epicard en endocard
2) Welke soorten spiercellen heb je?
3) Hoe werkt contractie van de hartspier?
- Elektromechanische koppeling
4) Hoe werkt contractie bij inspanning?
- Frank-starling mechanisme
- Microscopisch niveau
5) Moleculaire functie myofilamenten
6) Wat is een biomarker?
- Wat zijn markers voor myocardiale schade
Uitwerken leerdoelen
1) De histologie van het hart
De hartwand bestaat uit drie verschillende lagen, van de buitenkant naar de
binnenkant zijn het de volgende lagen (figuur 1);
- Epicardium → Dit bestaat uit een laag mesotheelcellen aan de buitenkant van het
hart en het onderliggende bindweefsel. De bloedvaten en zenuwen die het hart
ondersteunen liggen in het epicardium en worden omgeven door vetweefsel. Dit is
ook het viscerale blad van het pericard.
- Myocardium → Dit bestaat uit hartspierweefsel. Het hartspierweefsel is het
belangrijkste hartcomponent. Het myocardium van de ventrikels is aanzienlijk dikker
dan bij de atria. 2/3 in het myocardium zijn geen hartspierweefselcellen maar
bijvoorbeeld fibroblasten, T-cellen etc, echter zijn deze cellen zo klein dat ze maar
weinig volume opnemen.
- Endocardium → Dit bestaat uit een binnenste laag van endotheel en sub-endotheel
bindweefsel, een middelste laag van bindweefsel en gladde spiercellen en een
, diepere laag van bindweefsel, ook wel sub-endocardiale laag genoemd, die
doorloopt in het bindweefsel van het myocard.
Het hart heeft een fibreus skelet. Het bestaat uit vier fibreuze ringen, die de klepoppeningen
omringen. Twee fibreuze trigones, die de ringen verbinden en het vliezige gedeelte van de
twee septa. Het zorgt ervoor dat er geen impulsen direct van de atria naar de ventrikels
kunnen worden geleid, maar dat het echt via de juiste route gaat door de AV-knoop. Het
interventriculaire septum tussen de twee ventrikels bevat hartspierweefsel, behalve in het
vliezige gedeelte dat zich in het fibreus skelet bevindt. Het endocardium begrenst het
interventriculaire septum aan beide kanten. Het septum tussen de atria is veel dunner dan
tussen de ventrikels, behalve in enkele delen waar zich fibreus weefsel bevindt. Het septum
heeft een middelste laag hartspierweefsel en een endocardium laag tegenover elke atria
(figuur 2).
Hartspiercellen en skeletspiercellen hebben veel overeenkomende eigenschappen. Het zijn
beide gestreepte cellen en werken allebei op het principe van myosine- en actinefilamenten.
Er zijn echter ook een aantal verschillen. Tussen de overgang van hartspiercellen zitten
geïntercaleerde schijven (intercalated discs). In elke geïntercaleerde schijf zitten
gap-junctions door het samenvloeien van de twee celmembranen, hierdoor kunnen er
gemakkelijk ionen door de hartspiercellen stromen voor communicatie. Verder kunnen
actiepotentialen zich snel verspreiden. Als een hartspiercel dus wordt opgewekt, wordt de
rest van de cellen ook opgewekt, het werkt als een syncytium. Dat is een cel met meerdere
kernen of een weefsel of orgaan dat bestaat uit meerdere celkernen waartussen de
celmembranen verdwenen zijn of er veel doorgangen zijn door bijvoorbeeld gap-junctions.
Door de desmosomen in de geïntercaleerde schijven blijven de hartspiercellen toch aan
elkaar zitten, wanneer ze krachtig samentrekken (figuur 2). Een hartspiercel bestaat uit 40%
mitochondriën, zodat de cel niet snel moe wordt en genoeg energie kan leveren.
Hartspierweefsel bevat myofibrillen, die weer uit sarcomeren bestaan. Sarcomeren zijn de
kleinste werkende structuren van het cardiale spierweefsel. Ze zorgen voor het
samentrekken van het weefsel. De sacromeren zijn opgebouwd uit myofilamenten die twee
soorten kennen (figuur 3);
- Dunne filamenten → Deze bestaan voornamelijk uit het eiwit actine. Uit
actinemoleculen (G-actine) worden polymeren gevormd, waarna fibreus actine
(F-actine) ontstaat. Verder bestaat het nog uit tropomyosine, troponine,
tropomoduline en nebuline.
- Dikke filamenten → Deze bestaan voornamelijk uit het eiwit myosine II. Elk
myosinefilament bestaat uit 200-300 myosine II moleculen. Elk myosinefilament
bevat honderden myosinekoppen en wordt omgeven door zes actinefilamenten.
Een sarcomeer is opgebouwd uit afwisselend actine en myosine. Aan de buitenkant wordt
het sarcomeer begrensd door een dunne donkere lijn, de Z-lijn. Deze Z-lijn ligt midden in de
lichtere band, de I-band. Tussen twee I-banden ligt een A-band, hierin zit een H-lijn. In deze
H-lijn zit nog een dunnere lijn, de M-lijn, die zich precies in het centrum van een sarcomeer
bevindt. De actinefilamenten zitten vast aan de Z-lijn en lopen door tot het centrum van het
sarcomeer. Tussen de actinefilamenten zit een myosinefilament, die zit vast aan de M-lijn.
De plaats waar de twee filamenten elkaar overlappen, is de A-band (figuur 4 en 5).
De myofibrillen worden begrensd door een glad endoplasmatisch reticulum oftewel het
sarcoplasmatisch reticulum. Hierdoor worden mitochondria en glycogeen afgegeven tussen
de myofibrillen. In de overgang van A-band naar I-band ligt het tegen een T-tubulus aan. Het
Probleemstelling
- hoe ziet de histologie van het hart eruit?
- nadruk op prikkelgeleiding en contractie door de spiercellen
Brainstorm
sarcolemma
tropomyosine
myosine
actine
troponine
sarcomeren
M-lijn, Z-lijn, H-band, A-band, I-band
calcium influx
frank starling mechanisme
verschillende soorten spiercellen → gladde spiercellen
Leerdoelen
1) De histologie van het hart
- Terugblikken op plaatjes casus
- Inclusief organellen en verbindingen met naastgelegen cellen
- Myocard, epicard en endocard
2) Welke soorten spiercellen heb je?
3) Hoe werkt contractie van de hartspier?
- Elektromechanische koppeling
4) Hoe werkt contractie bij inspanning?
- Frank-starling mechanisme
- Microscopisch niveau
5) Moleculaire functie myofilamenten
6) Wat is een biomarker?
- Wat zijn markers voor myocardiale schade
Uitwerken leerdoelen
1) De histologie van het hart
De hartwand bestaat uit drie verschillende lagen, van de buitenkant naar de
binnenkant zijn het de volgende lagen (figuur 1);
- Epicardium → Dit bestaat uit een laag mesotheelcellen aan de buitenkant van het
hart en het onderliggende bindweefsel. De bloedvaten en zenuwen die het hart
ondersteunen liggen in het epicardium en worden omgeven door vetweefsel. Dit is
ook het viscerale blad van het pericard.
- Myocardium → Dit bestaat uit hartspierweefsel. Het hartspierweefsel is het
belangrijkste hartcomponent. Het myocardium van de ventrikels is aanzienlijk dikker
dan bij de atria. 2/3 in het myocardium zijn geen hartspierweefselcellen maar
bijvoorbeeld fibroblasten, T-cellen etc, echter zijn deze cellen zo klein dat ze maar
weinig volume opnemen.
- Endocardium → Dit bestaat uit een binnenste laag van endotheel en sub-endotheel
bindweefsel, een middelste laag van bindweefsel en gladde spiercellen en een
, diepere laag van bindweefsel, ook wel sub-endocardiale laag genoemd, die
doorloopt in het bindweefsel van het myocard.
Het hart heeft een fibreus skelet. Het bestaat uit vier fibreuze ringen, die de klepoppeningen
omringen. Twee fibreuze trigones, die de ringen verbinden en het vliezige gedeelte van de
twee septa. Het zorgt ervoor dat er geen impulsen direct van de atria naar de ventrikels
kunnen worden geleid, maar dat het echt via de juiste route gaat door de AV-knoop. Het
interventriculaire septum tussen de twee ventrikels bevat hartspierweefsel, behalve in het
vliezige gedeelte dat zich in het fibreus skelet bevindt. Het endocardium begrenst het
interventriculaire septum aan beide kanten. Het septum tussen de atria is veel dunner dan
tussen de ventrikels, behalve in enkele delen waar zich fibreus weefsel bevindt. Het septum
heeft een middelste laag hartspierweefsel en een endocardium laag tegenover elke atria
(figuur 2).
Hartspiercellen en skeletspiercellen hebben veel overeenkomende eigenschappen. Het zijn
beide gestreepte cellen en werken allebei op het principe van myosine- en actinefilamenten.
Er zijn echter ook een aantal verschillen. Tussen de overgang van hartspiercellen zitten
geïntercaleerde schijven (intercalated discs). In elke geïntercaleerde schijf zitten
gap-junctions door het samenvloeien van de twee celmembranen, hierdoor kunnen er
gemakkelijk ionen door de hartspiercellen stromen voor communicatie. Verder kunnen
actiepotentialen zich snel verspreiden. Als een hartspiercel dus wordt opgewekt, wordt de
rest van de cellen ook opgewekt, het werkt als een syncytium. Dat is een cel met meerdere
kernen of een weefsel of orgaan dat bestaat uit meerdere celkernen waartussen de
celmembranen verdwenen zijn of er veel doorgangen zijn door bijvoorbeeld gap-junctions.
Door de desmosomen in de geïntercaleerde schijven blijven de hartspiercellen toch aan
elkaar zitten, wanneer ze krachtig samentrekken (figuur 2). Een hartspiercel bestaat uit 40%
mitochondriën, zodat de cel niet snel moe wordt en genoeg energie kan leveren.
Hartspierweefsel bevat myofibrillen, die weer uit sarcomeren bestaan. Sarcomeren zijn de
kleinste werkende structuren van het cardiale spierweefsel. Ze zorgen voor het
samentrekken van het weefsel. De sacromeren zijn opgebouwd uit myofilamenten die twee
soorten kennen (figuur 3);
- Dunne filamenten → Deze bestaan voornamelijk uit het eiwit actine. Uit
actinemoleculen (G-actine) worden polymeren gevormd, waarna fibreus actine
(F-actine) ontstaat. Verder bestaat het nog uit tropomyosine, troponine,
tropomoduline en nebuline.
- Dikke filamenten → Deze bestaan voornamelijk uit het eiwit myosine II. Elk
myosinefilament bestaat uit 200-300 myosine II moleculen. Elk myosinefilament
bevat honderden myosinekoppen en wordt omgeven door zes actinefilamenten.
Een sarcomeer is opgebouwd uit afwisselend actine en myosine. Aan de buitenkant wordt
het sarcomeer begrensd door een dunne donkere lijn, de Z-lijn. Deze Z-lijn ligt midden in de
lichtere band, de I-band. Tussen twee I-banden ligt een A-band, hierin zit een H-lijn. In deze
H-lijn zit nog een dunnere lijn, de M-lijn, die zich precies in het centrum van een sarcomeer
bevindt. De actinefilamenten zitten vast aan de Z-lijn en lopen door tot het centrum van het
sarcomeer. Tussen de actinefilamenten zit een myosinefilament, die zit vast aan de M-lijn.
De plaats waar de twee filamenten elkaar overlappen, is de A-band (figuur 4 en 5).
De myofibrillen worden begrensd door een glad endoplasmatisch reticulum oftewel het
sarcoplasmatisch reticulum. Hierdoor worden mitochondria en glycogeen afgegeven tussen
de myofibrillen. In de overgang van A-band naar I-band ligt het tegen een T-tubulus aan. Het
