H19 Sport
19.1 Bouw van pezen en spieren
-Bindweefsel bestaat uit cellen met eiwitrijke tussencelstof en zorgt dat organen op hun
plaats blijven en weefsels verbonden zijn. Er zijn verschillende typen: in pezen zitten stugge
collageenvezels, in de huid elastische vezels, kraakbeen en bot hebben harde tussencelstof
en vetweefsel heeft weinig tussencelstof. Bij beweging verbinden pezen spieren met botten
en banden botten onderling.
-Cellen van bindweefsel liggen ver uit elkaar maar houden via dunne uitlopers contact. In
deze uitlopers zitten connexine-eiwitten die bij contact met een buurcel een opening vormen:
een gap junction. Dit is een celverbinding waardoor ionen en kleine moleculen worden
uitgewisseld, zodat veranderingen in bijvoorbeeld calciumconcentratie of pH invloed hebben
op de buurcel. Het aantal gap junctions wisselt voortdurend. Een andere celverbinding is de
tight junction, waarbij eiwitten cellen stevig aan elkaar binden. Gap junctions en tight
junctions zijn vormen van cell junctions.
-Skeletspieren in de benen zorgen voor voortbeweging en bestaan uit bundels lange
spiervezels die zijn ontstaan door samensmelting van honderden spiercellen en daardoor
meerdere kernen bevatten. Spiervezels zijn omgeven door bindweefsel met bloedvaten en
ze bevatten myofibrillen, langgerekte eiwitfilamenten die zorgen dat spieren kunnen
samentrekken. Er zijn twee soorten filamenten. Dunne actinefilamenten en dikke
myosinefilamenten. Door de geordende ligging ontstaat een patroon van lichte I-banden en
donkere A-banden (met H-band); dit heet dwarsgestreept spierweefsel. In het midden van
elke I-band bevindt zich een membraan: de Z-lijn. Het deel tussen twee Z-lijnen heet een
sarcomeer, de kleinste samentrekkende eenheid. Hartspierweefsel is ook dwarsgestreept
maar vormt een netwerk in plaats van een keten van lange vezels; via gap junctions trekken
de cellen gecoördineerd samen na een impuls uit de sinusknoop. Glad spierweefsel (in o.a.
bloedvaten en darmen) heeft geen dwarsstreping doordat de myofibrillen minder geordend
liggen.
-Impulsen voor beweging ontstaan in de hersenen en gaan via het ruggenmerg naar
motorische neuronen, waarvan de axonen vertakken naar meerdere neuromusculaire
synapsen. Hier komt acetylcholine vrij dat de spiervezels activeert. Actine- en
myosinefilamenten schuiven langs elkaar en sarcomeren verkorten. Eén motorisch neuron
stuurt meerdere spiervezels aan: samen vormt die groep spiervezels een motorische
eenheid. Spieren bevatten meestal meerdere motorische eenheden; bij weinig kracht
worden weinig eenheden geactiveerd, bij meer kracht worden extra motorische eenheden
ingeschakeld.
, 19.2 Bewegingen in spiervezels
-Spiervezels zijn zeer lange cellen met over de hele lengte myofibrillen. Rond bundels
myofibrillen ligt het sarcoplasmatisch reticulum (SR), vergelijkbaar met het ER, dat veel
Ca²⁺-ionen opslaat. Tegen het SR liggen T-buisjes, uitlopers van het membraan
sarcolemma, die diep de vezel in lopen en veel ionkanalen bevatten. Bij aankomst van een
impuls in de neuromusculaire synaps komt de neurotransmitter acetylcholine vrij, waardoor
het sarcolemma met de T-buisjes depolariseren. Dit opent Ca²⁺-kanalen in het SR, waardoor
Ca²⁺ de spiervezel instroomt. Ca²⁺ zorgt dat de myosinemoleculen aan de actinemoleculen
trekken en zo de sarcomeren verkorten. Hierna wordt Ca²⁺ terug in het SR gebracht door
Ca²⁺-pompen, zodat bij een volgende impuls de cyclus zich kan herhalen. In rust zijn de
bindingsplaatsen van de myosine- en actinefilamenten geblokkeerd door het eiwit
tropomyosine, dat zich om de actinefilamenten slingert. Onder invloed van Ca²⁺ verschuift
het tropomyosine, komen de bindingsplaatsen vrij en kan het myosinefilament koppelen aan
het actinefilament.
-Myosine is een motoreiwit: een eiwit dat ATP gebruikt om organellen of celonderdelen te
laten bewegen. Een myosinekop zet ATP om in ADP en Pi (anorganisch fosfaat). Het ADP
blijft aan de myosinekop gebonden en zorgt voor een buiging van de kop, het molecuul staat
op scherp. Wanneer myosine aan actine bindt, laat ADP los en veert de kop terug. De Z-lijn
schuift van beide kanten naar het midden van het sarcomeer, waardoor het sarcomeer
verkort. Door binding van een nieuw ATP-molecuul laat myosine los van actine; na splitsing
van ATP kan de cyclus zich herhalen. Per cyclus verkort een spier ongeveer 1%, met een
maximale verkorting van circa 30%. Zolang Ca²⁺ in het grondplasma aanwezig is, blijven
actine en myosine gekoppeld en blijft de spier gespannen. Ook bij onvoldoende ATP blijft de
koppeling bestaan, wat kan leiden tot kramp.
-Als er geen impulsen meer binnenkomen, verslapt een samengetrokken spier maar rekt niet
vanzelf; daarvoor is een antagonist nodig, een spier met tegengestelde werking.
Skeletspieren werken in antagonistische koppels, zoals buig- en strekspieren van de arm. Bij
grote spanning op de pees (bijv. door een zwaar gewicht) registreren peeslichaampjes de
spanning en sturen impulsen naar het ruggenmerg. Van daaruit gaan impulsen terug: de
buigspier ontspant en de strekspier trekt samen, waardoor de arm zakt en de peesspanning
afneemt.
-Ook gladde spieren werken in koppels. In de slokdarm zorgen lengtespieren en
kringspieren samen voor peristaltiek: samentrekking van lengtespieren verwijdt de darm ter
plaatse; kringspieren achter de voedselbrok trekken samen (vernauwing) en duwen de
voedselbrok vooruit. Voor de voedselbrok ontspannen de kringspieren en rekken uit, terwijl
verderop lengtespieren samentrekken.
-Skeletspieren bevatten snelle en langzame spiervezels. In snelle spiervezels splitst het
ATP-ase op de myosinekoppen ATP sneller, waardoor per tijdseenheid meer actine-
myosinebindingen ontstaan en krachtige, snelle contracties mogelijk zijn. Mensen met
relatief veel snelle vezels hebben aanleg voor korte, explosieve inspanningen. Door
krachttraining nemen het aantal actine- en myosinefilamenten toe, waardoor spiervezels in
volume en kracht vergroten.
-Langzame spiervezels zijn geschikt voor langdurige inspanning. Het ATP-ase splitst ATP
langzamer, waardoor contracties minder snel maar langer vol te houden zijn. Deze vezels
zijn rood door veel myoglobine en een dicht netwerk van haarvaten. Met duurtraining neemt
het aantal mitochondriën en bloedvaten toe, wat zorgt voor betere aanvoer van glucose en
O₂ en snellere afvoer van afvalstoffen.
19.3 Energieproductie zonder zuurstof
-Of je nu fietst of kracht zet, de directe energiebron voor spiercellen is ATP
(adenosinetrifosfaat). ATP is instabiel; bij afsplitsing van de buitenste fosfaatgroep ontstaat
ADP (adenosinedifosfaat) en Pi. In formule is dit: ATP + H₂O → ADP + Pi + energie. De
19.1 Bouw van pezen en spieren
-Bindweefsel bestaat uit cellen met eiwitrijke tussencelstof en zorgt dat organen op hun
plaats blijven en weefsels verbonden zijn. Er zijn verschillende typen: in pezen zitten stugge
collageenvezels, in de huid elastische vezels, kraakbeen en bot hebben harde tussencelstof
en vetweefsel heeft weinig tussencelstof. Bij beweging verbinden pezen spieren met botten
en banden botten onderling.
-Cellen van bindweefsel liggen ver uit elkaar maar houden via dunne uitlopers contact. In
deze uitlopers zitten connexine-eiwitten die bij contact met een buurcel een opening vormen:
een gap junction. Dit is een celverbinding waardoor ionen en kleine moleculen worden
uitgewisseld, zodat veranderingen in bijvoorbeeld calciumconcentratie of pH invloed hebben
op de buurcel. Het aantal gap junctions wisselt voortdurend. Een andere celverbinding is de
tight junction, waarbij eiwitten cellen stevig aan elkaar binden. Gap junctions en tight
junctions zijn vormen van cell junctions.
-Skeletspieren in de benen zorgen voor voortbeweging en bestaan uit bundels lange
spiervezels die zijn ontstaan door samensmelting van honderden spiercellen en daardoor
meerdere kernen bevatten. Spiervezels zijn omgeven door bindweefsel met bloedvaten en
ze bevatten myofibrillen, langgerekte eiwitfilamenten die zorgen dat spieren kunnen
samentrekken. Er zijn twee soorten filamenten. Dunne actinefilamenten en dikke
myosinefilamenten. Door de geordende ligging ontstaat een patroon van lichte I-banden en
donkere A-banden (met H-band); dit heet dwarsgestreept spierweefsel. In het midden van
elke I-band bevindt zich een membraan: de Z-lijn. Het deel tussen twee Z-lijnen heet een
sarcomeer, de kleinste samentrekkende eenheid. Hartspierweefsel is ook dwarsgestreept
maar vormt een netwerk in plaats van een keten van lange vezels; via gap junctions trekken
de cellen gecoördineerd samen na een impuls uit de sinusknoop. Glad spierweefsel (in o.a.
bloedvaten en darmen) heeft geen dwarsstreping doordat de myofibrillen minder geordend
liggen.
-Impulsen voor beweging ontstaan in de hersenen en gaan via het ruggenmerg naar
motorische neuronen, waarvan de axonen vertakken naar meerdere neuromusculaire
synapsen. Hier komt acetylcholine vrij dat de spiervezels activeert. Actine- en
myosinefilamenten schuiven langs elkaar en sarcomeren verkorten. Eén motorisch neuron
stuurt meerdere spiervezels aan: samen vormt die groep spiervezels een motorische
eenheid. Spieren bevatten meestal meerdere motorische eenheden; bij weinig kracht
worden weinig eenheden geactiveerd, bij meer kracht worden extra motorische eenheden
ingeschakeld.
, 19.2 Bewegingen in spiervezels
-Spiervezels zijn zeer lange cellen met over de hele lengte myofibrillen. Rond bundels
myofibrillen ligt het sarcoplasmatisch reticulum (SR), vergelijkbaar met het ER, dat veel
Ca²⁺-ionen opslaat. Tegen het SR liggen T-buisjes, uitlopers van het membraan
sarcolemma, die diep de vezel in lopen en veel ionkanalen bevatten. Bij aankomst van een
impuls in de neuromusculaire synaps komt de neurotransmitter acetylcholine vrij, waardoor
het sarcolemma met de T-buisjes depolariseren. Dit opent Ca²⁺-kanalen in het SR, waardoor
Ca²⁺ de spiervezel instroomt. Ca²⁺ zorgt dat de myosinemoleculen aan de actinemoleculen
trekken en zo de sarcomeren verkorten. Hierna wordt Ca²⁺ terug in het SR gebracht door
Ca²⁺-pompen, zodat bij een volgende impuls de cyclus zich kan herhalen. In rust zijn de
bindingsplaatsen van de myosine- en actinefilamenten geblokkeerd door het eiwit
tropomyosine, dat zich om de actinefilamenten slingert. Onder invloed van Ca²⁺ verschuift
het tropomyosine, komen de bindingsplaatsen vrij en kan het myosinefilament koppelen aan
het actinefilament.
-Myosine is een motoreiwit: een eiwit dat ATP gebruikt om organellen of celonderdelen te
laten bewegen. Een myosinekop zet ATP om in ADP en Pi (anorganisch fosfaat). Het ADP
blijft aan de myosinekop gebonden en zorgt voor een buiging van de kop, het molecuul staat
op scherp. Wanneer myosine aan actine bindt, laat ADP los en veert de kop terug. De Z-lijn
schuift van beide kanten naar het midden van het sarcomeer, waardoor het sarcomeer
verkort. Door binding van een nieuw ATP-molecuul laat myosine los van actine; na splitsing
van ATP kan de cyclus zich herhalen. Per cyclus verkort een spier ongeveer 1%, met een
maximale verkorting van circa 30%. Zolang Ca²⁺ in het grondplasma aanwezig is, blijven
actine en myosine gekoppeld en blijft de spier gespannen. Ook bij onvoldoende ATP blijft de
koppeling bestaan, wat kan leiden tot kramp.
-Als er geen impulsen meer binnenkomen, verslapt een samengetrokken spier maar rekt niet
vanzelf; daarvoor is een antagonist nodig, een spier met tegengestelde werking.
Skeletspieren werken in antagonistische koppels, zoals buig- en strekspieren van de arm. Bij
grote spanning op de pees (bijv. door een zwaar gewicht) registreren peeslichaampjes de
spanning en sturen impulsen naar het ruggenmerg. Van daaruit gaan impulsen terug: de
buigspier ontspant en de strekspier trekt samen, waardoor de arm zakt en de peesspanning
afneemt.
-Ook gladde spieren werken in koppels. In de slokdarm zorgen lengtespieren en
kringspieren samen voor peristaltiek: samentrekking van lengtespieren verwijdt de darm ter
plaatse; kringspieren achter de voedselbrok trekken samen (vernauwing) en duwen de
voedselbrok vooruit. Voor de voedselbrok ontspannen de kringspieren en rekken uit, terwijl
verderop lengtespieren samentrekken.
-Skeletspieren bevatten snelle en langzame spiervezels. In snelle spiervezels splitst het
ATP-ase op de myosinekoppen ATP sneller, waardoor per tijdseenheid meer actine-
myosinebindingen ontstaan en krachtige, snelle contracties mogelijk zijn. Mensen met
relatief veel snelle vezels hebben aanleg voor korte, explosieve inspanningen. Door
krachttraining nemen het aantal actine- en myosinefilamenten toe, waardoor spiervezels in
volume en kracht vergroten.
-Langzame spiervezels zijn geschikt voor langdurige inspanning. Het ATP-ase splitst ATP
langzamer, waardoor contracties minder snel maar langer vol te houden zijn. Deze vezels
zijn rood door veel myoglobine en een dicht netwerk van haarvaten. Met duurtraining neemt
het aantal mitochondriën en bloedvaten toe, wat zorgt voor betere aanvoer van glucose en
O₂ en snellere afvoer van afvalstoffen.
19.3 Energieproductie zonder zuurstof
-Of je nu fietst of kracht zet, de directe energiebron voor spiercellen is ATP
(adenosinetrifosfaat). ATP is instabiel; bij afsplitsing van de buitenste fosfaatgroep ontstaat
ADP (adenosinedifosfaat) en Pi. In formule is dit: ATP + H₂O → ADP + Pi + energie. De
