Samenvatting fysiologie
3 typen spieren:
- Glad spierweefsel: (onbewuste spier, omdat deze niet bewust
gecontroleerd kan worden.) wordt aangetroffen in wanden van meeste
bloedvaten, waarbij samentrekken/ontspannen zorgt voor
samenknijpen/verwijden van bloedvat, waarmee bloedstroom wordt
gereguleerd. Zit ook in de wanden van de meeste interne organen (voor bv voedingsstoffen
verplaatsen).
- Hartspierweefsel: alleen in het hart en vormt het overgrote deel van de hartstructuur. Kan
niet bewust gecontroleerd worden. Stuurt grotendeels zichzelf met enige fijne bijsturing
door zenuwstelsel en het endocriene systeem.
- Skeletspierweefsel: bewust aan- en ontspannen. Meeste spieren zitten aan skelet vast en dit
bewegen. Samen met de botten vormen ze het bewegingsapparaat. Meer dan 600
skeletspieren.
Principes voor spiercontractie, van alle drie, zoals creëren van tensie, verkorten/verlengen hetzelfde.
A: Epimysium (buitenste bindweefselbedekking): het houdt alles bij elkaar.
B: Perimysium (bindweefselschedes rondom elke fasciculus)
C: Endomysium (schede van bindweefsel): omhult elke spiervezel.
Fasciculus (1 kleine bundel vezels, omhuld door een schede van bindweefsel)
Spiervezels (individuele spiercellen. Afwijkend van veel cellen in het lichaam,
die één celkern hebben, hebben spiercellen meer kernen). Na het
doorsnijden van het perimysium, kun je de spiervezels zien. Spiervezels
hebben een celmembraan en dezelfde organellen mitochondria lysosomen
en dergelijke als andere celtypen, maar ze hebben meerdere celkernen.
Het lijkt dat spiervezels van het ene uiteinde van de spier tot de andere
uiteinde lopen, maar onder de microscoop worden spierbuiken (dikkere middendeel van spieren)
vaak verdeeld in verschillende compartimenten van meer schuin lopende, draderige banden
(inscripties).
6 onderdelen van een spier op volgorde van groot naar
klein:
1. Spier
2. Fasciculus (spierbundel)
3. Spiervezel (bevat 100-1000 myofibrillen)
4. Myofibril (contractiele elementen van de
skeletspier (sarcomeren)) (D)
5. Sarcomeren (kleinste functionele eenheid van de
myofibril)
6. Myofilamenten (eiwitten)
Een individuele spiervezel wordt omgeven door een plasmamembraan (plasmalemma). Dit is
onderdeel van een groter geheel, het sarcolemma, dat bestaat uit het plasmalemma en
basaalmembraan. Aan het eind van elke spiervezel gaat het plasmalemma over in de pees, die op het
bot aanhecht. In het sarcolemma bevat een spiervezel opeenvolgende kleinere subeenheden.
Myofibrillen is één van de grootste eenheden. Gelatineachtige substantie (bestaand uit eiwitten,
mineralen, glycogeen, vetten en benodigde organellen) vult de ruimtes tussen de myofibrillen
(sarcoplasma).
,Pezen zijn gemaakt van vezelige bindweefselkoorden. Ze geven de krachten die door de spiervezels
zijn opgewekt door aan het bot, waardoor beweging ontstaat.
Transversale tubuli (T-tubuli): uitgebreid netwerk van buizen, dat zich bevindt in het sarcoplasma.
Het zijn uitbreidingen van het plasmalemma en ze lopen dwars door de spiervezel. Deze buisjes
lopen door de myofibril en zijn onderling verbonden, waardoor zenuwsignalen snel worden
verzonden naar individuele myofibrillen. Tubuli leveren ook de paden van buiten de vezel naar de
binnenkant. Stoffen kunnen de cel binnenkomen en afvalproducten kunnen de cel verlaten.
Sarcoplasmatisch reticulum (SR): longitudinaal netwerk van buisjes, deel van spiervezel. Ze omringen
de myofibrillen. SR dient als opslagplaats voor calcium (essentieel voor spiercontractie). Calcium
(CA2+) zit in het sarcoplasmatsich recticulum.
Skeletspieren worden ook wel dwarsgestreept spierweefsel genoemd, omdat er een streeppatroon
te zien is. Een sarcomeer is de functionele basiseenheid van een myofibril en de basiseenheid voor
samentrekken van een spier. Elke myofibril is samengesteld uit vele, bij de Z-lijnen aan elkaar
geregen sarcomeren. Elke sarcomeer heeft tussen zijn 2 Z-lijnen verschillende elementen in
onderstaande volgorde:
- I-band: lichte zone
- A-band: donkere zone
- H-zone: midden van A-band (alleen zichtbaar als de myofibril ontspannen is).
- M-lijn: donkere lijn in het midden van de H-zone
- Z-lijn: donkere streep in I-band
We kunnen 2 soorten eiwitfilamenten onderscheiden van een
individuele myofibril. Deze 2 zijn verantwoordelijk voor het
aanspannen van de spier.
1. Actine: dunnere filamenten. Elk actinefilament bestaat uit 3
verschillende eiwitmoleculen: actine, tropomyosine en
troponine. Elk dun filament heeft een uiteinde aangehecht in
een Z-lijn en het andere uiteinde ligt tussen de dikke
filamenten en reikt naar het centrum van de sarcomeer.
Nebuline (verankeringseiwit voor actine) is verbonden met
actine en lijkt een regulerende rol te spelen bij de
wisselwerking tussen actine en myosine. Elk actinefilament
bevat actieve plekken waar myosinekoppen kunnen binden.
Individuele actinemoleculen zijn globulaire eiwitten (G-
actine) en komen samen om strengen van actinemoleculen te
vormen.
2. Myosine: dikkere filamenten. 2/3 van al het skeletspiereiwit
is myosine. Elk myosinefilament bevat ong. 200
myosinemoleculen en is samengesteld uit 2 eiwitstrengen die
om elkaar heen zijn gedraaid. 1 kant van elke streng is in een
bolvormige kop gevouwen (myosinekop). Elk dik filament
bevat meerdere van zulke koppen, die uit het dikke filament
steken en dwarsverbindingen kunnen maken.
De strepen die kunnen worden gezien in spiervezels, zijn het gevolg van de ligging van deze
filamenten.
Dun filament = actine + troponine + tropomyosine
Dik filament = myosine + myosinekoppen
,A-motorische neuron: zenuwcel die verbonden is met veel
spiervezels en deze spiervezels innerveert. Eén a-motorische
zenuw en álle spiervezels die deze direct bestuurt, worden
samen een motorische eenheid (motor-unit) genoemd.
Motorische eindplaat: synaps (spleet tussen een
motorische zenuw en een spiervezel). Dit is waar de
communicatie tussen het nerveuze systeem en het
spiersysteem plaatsvindt.
Excitatie-contractiekoppeling: de complexe opeenvolging
van gebeurtenissen die een spiervezel aanzetten tot
contractie. Die contractie begint met de excitatie van een
motorische zenuw en resulteert in contractie van
spiervezels. Dit proces wordt in werking gezet door een
zenuwimpuls, actiepotentiaal, vanuit de hersenen of het
ruggenmerg.
De rol van calcium: Ca2+ uit het SR bindt aan troponine,
waardoor het tropomyosine wegschuift van de
bindingsplaatsen op het actine-filament.
Aanleiding voor spiercontractie (volgorde van een motorunit):
1. Signaal wordt opgevangen door de dendrieten
2. Signaal wordt doorgegeven via de axon
3. Signaal komt aan bij de motorische eindplaat
4. Neurotransmitters komen vrij
5. Neurotransmitters worden opgevangen door receptoren
6. Depolarisatie over de gehele spiervezel
7. Signaal wordt door de t-tubulus ontvangen
8. Ca2+ komt vrij uit SR
9. Tropomyosine gaat van de verbindingsplaatsen op de actine af
10. Myosinekoppen binden zich met actine
11. Actine glijdt over het myosinefilament heen
12. H-zone verdwijnt.
De sliding filament theorie
Als spieren aanspannen, verkorten de spiervezels. Hoe verkorten ze? De verklaring voor dit
fenomeen wordt de sliding-filamenttheorie genoemd. Zie plaatje hieronder met nr 1-6.
,Spiervezelcontractie:
1. De omgeklapte myosinekop is na een vorige cyclus verbonden aan een bindingsplaats op actine.
2. Myosine ontkoppelt door verbinding van ATP.
3. Door de splitsing van ATP beweegt de myosinekop weg van de actine.
4. De myosinekoop ‘strekt’ en bindt aan een volgende bindingsplaats
5. Tijdens de powerstroke klapt de myosinekop om en beweegt actine naar het centrum van de
sarcomeer.
6. De bindingsplaats voor ATP komt vrij. De contractie stopt als myosine de Z-lijnen raakt of Ca2+
teruggepompt wordt naar het SR. Anders blijft dit in een cirkel doorgaan.
, Spiervezeltypen
Type I Goed voor bijvoorbeeld marathonlopers
Langzame vezels
Geen subtypes
Ruwweg 50% van de spier
110 ms tot piekspanning
Goed bestand tegen vermoeidheid
Type II Goed voor bijvoorbeeld Dafne Schippers
Smelle vezels
Type IIa en type IIx
±25% IIa; 22-24% IIx, (1-3% IIc)
50 ms tot piekspanning
Matig tot slecht bestand tegen vermoeidheid
Type I Type IIa Type IIx
Samentrekken Langzaam (110 ms) Snel (50 ms) Snelst (50 ms)
Aerobe vermogen Hoog Laag Laagst
Uithoudingsvermogen Hoog Lager Laagst
Massa Laag Hoog Hoogst
Grootte spiervezels Klein Groot Grootst
Aantal vezels Klein Groot Grootst
ATP is energie, adenosine Tri Fosfaat. Een volle batterij. ADP is adenosine Di Fosfaat. Een lege
batterij.
De ATP-ase bepaald de snelheid waarmee ATP gesplitst wordt in ADP en P. Zowel
de snelheid als de hoeveelheid verschilt in de verschillende spiervezeltypes.
Ase staat voor een enzym en die is een middel wat wordt gebruikt, maar niet verbruikt.
Het sarcoplasmatisch reticulum zorgt voor het vrijmaken van de Ca2+ in de
spiervezel, deze zijn beter ontwikkeld in type II vezels en heeft een 3-5 x hoger
vermogen.
Oxidatieve capaciteit: energie met zuurstof vrijmaken.
Glycolytische capaciteit: energie zonder zuurstof vrijmaken.
Vezeltype
Vezeltype
Kenmerken Type I Type IIa Type IIx
Systeem 1 (voorkeur) Type I Type IIa Type IIx
Vezels per motorneuron ≤ 300 ≥ 300 ≥ 300
Systeem 2 Slowtwitch Fasttwitch a Fasttwitch x
(ST) (FTa) (FTx) Formaat van motorneuron Klein Groot Groot
Oxidatieve capaciteit Hoog Redelijk hoog Laag Geleidingssnelheid van Langzaam Snel Snel
zenuw
Glycolytische capaciteit Laag Hoog Hoogst
Contractiesnelheid (ms) 110 50 50
Weerstand tegen Hoog Redelijk Laag
vermoeidheid Type myosine-ATP-ase Langzaam Snel Snel
Activiteit van een skeletspier gaat samen met Ontwikkeling Laag Hoog Hoog
toenemende rekrutering van type I- en type II-vezels, sarcoplasmatisch
recticulum
afhankelijk van de behoeften van de activiteit die wordt
3 typen spieren:
- Glad spierweefsel: (onbewuste spier, omdat deze niet bewust
gecontroleerd kan worden.) wordt aangetroffen in wanden van meeste
bloedvaten, waarbij samentrekken/ontspannen zorgt voor
samenknijpen/verwijden van bloedvat, waarmee bloedstroom wordt
gereguleerd. Zit ook in de wanden van de meeste interne organen (voor bv voedingsstoffen
verplaatsen).
- Hartspierweefsel: alleen in het hart en vormt het overgrote deel van de hartstructuur. Kan
niet bewust gecontroleerd worden. Stuurt grotendeels zichzelf met enige fijne bijsturing
door zenuwstelsel en het endocriene systeem.
- Skeletspierweefsel: bewust aan- en ontspannen. Meeste spieren zitten aan skelet vast en dit
bewegen. Samen met de botten vormen ze het bewegingsapparaat. Meer dan 600
skeletspieren.
Principes voor spiercontractie, van alle drie, zoals creëren van tensie, verkorten/verlengen hetzelfde.
A: Epimysium (buitenste bindweefselbedekking): het houdt alles bij elkaar.
B: Perimysium (bindweefselschedes rondom elke fasciculus)
C: Endomysium (schede van bindweefsel): omhult elke spiervezel.
Fasciculus (1 kleine bundel vezels, omhuld door een schede van bindweefsel)
Spiervezels (individuele spiercellen. Afwijkend van veel cellen in het lichaam,
die één celkern hebben, hebben spiercellen meer kernen). Na het
doorsnijden van het perimysium, kun je de spiervezels zien. Spiervezels
hebben een celmembraan en dezelfde organellen mitochondria lysosomen
en dergelijke als andere celtypen, maar ze hebben meerdere celkernen.
Het lijkt dat spiervezels van het ene uiteinde van de spier tot de andere
uiteinde lopen, maar onder de microscoop worden spierbuiken (dikkere middendeel van spieren)
vaak verdeeld in verschillende compartimenten van meer schuin lopende, draderige banden
(inscripties).
6 onderdelen van een spier op volgorde van groot naar
klein:
1. Spier
2. Fasciculus (spierbundel)
3. Spiervezel (bevat 100-1000 myofibrillen)
4. Myofibril (contractiele elementen van de
skeletspier (sarcomeren)) (D)
5. Sarcomeren (kleinste functionele eenheid van de
myofibril)
6. Myofilamenten (eiwitten)
Een individuele spiervezel wordt omgeven door een plasmamembraan (plasmalemma). Dit is
onderdeel van een groter geheel, het sarcolemma, dat bestaat uit het plasmalemma en
basaalmembraan. Aan het eind van elke spiervezel gaat het plasmalemma over in de pees, die op het
bot aanhecht. In het sarcolemma bevat een spiervezel opeenvolgende kleinere subeenheden.
Myofibrillen is één van de grootste eenheden. Gelatineachtige substantie (bestaand uit eiwitten,
mineralen, glycogeen, vetten en benodigde organellen) vult de ruimtes tussen de myofibrillen
(sarcoplasma).
,Pezen zijn gemaakt van vezelige bindweefselkoorden. Ze geven de krachten die door de spiervezels
zijn opgewekt door aan het bot, waardoor beweging ontstaat.
Transversale tubuli (T-tubuli): uitgebreid netwerk van buizen, dat zich bevindt in het sarcoplasma.
Het zijn uitbreidingen van het plasmalemma en ze lopen dwars door de spiervezel. Deze buisjes
lopen door de myofibril en zijn onderling verbonden, waardoor zenuwsignalen snel worden
verzonden naar individuele myofibrillen. Tubuli leveren ook de paden van buiten de vezel naar de
binnenkant. Stoffen kunnen de cel binnenkomen en afvalproducten kunnen de cel verlaten.
Sarcoplasmatisch reticulum (SR): longitudinaal netwerk van buisjes, deel van spiervezel. Ze omringen
de myofibrillen. SR dient als opslagplaats voor calcium (essentieel voor spiercontractie). Calcium
(CA2+) zit in het sarcoplasmatsich recticulum.
Skeletspieren worden ook wel dwarsgestreept spierweefsel genoemd, omdat er een streeppatroon
te zien is. Een sarcomeer is de functionele basiseenheid van een myofibril en de basiseenheid voor
samentrekken van een spier. Elke myofibril is samengesteld uit vele, bij de Z-lijnen aan elkaar
geregen sarcomeren. Elke sarcomeer heeft tussen zijn 2 Z-lijnen verschillende elementen in
onderstaande volgorde:
- I-band: lichte zone
- A-band: donkere zone
- H-zone: midden van A-band (alleen zichtbaar als de myofibril ontspannen is).
- M-lijn: donkere lijn in het midden van de H-zone
- Z-lijn: donkere streep in I-band
We kunnen 2 soorten eiwitfilamenten onderscheiden van een
individuele myofibril. Deze 2 zijn verantwoordelijk voor het
aanspannen van de spier.
1. Actine: dunnere filamenten. Elk actinefilament bestaat uit 3
verschillende eiwitmoleculen: actine, tropomyosine en
troponine. Elk dun filament heeft een uiteinde aangehecht in
een Z-lijn en het andere uiteinde ligt tussen de dikke
filamenten en reikt naar het centrum van de sarcomeer.
Nebuline (verankeringseiwit voor actine) is verbonden met
actine en lijkt een regulerende rol te spelen bij de
wisselwerking tussen actine en myosine. Elk actinefilament
bevat actieve plekken waar myosinekoppen kunnen binden.
Individuele actinemoleculen zijn globulaire eiwitten (G-
actine) en komen samen om strengen van actinemoleculen te
vormen.
2. Myosine: dikkere filamenten. 2/3 van al het skeletspiereiwit
is myosine. Elk myosinefilament bevat ong. 200
myosinemoleculen en is samengesteld uit 2 eiwitstrengen die
om elkaar heen zijn gedraaid. 1 kant van elke streng is in een
bolvormige kop gevouwen (myosinekop). Elk dik filament
bevat meerdere van zulke koppen, die uit het dikke filament
steken en dwarsverbindingen kunnen maken.
De strepen die kunnen worden gezien in spiervezels, zijn het gevolg van de ligging van deze
filamenten.
Dun filament = actine + troponine + tropomyosine
Dik filament = myosine + myosinekoppen
,A-motorische neuron: zenuwcel die verbonden is met veel
spiervezels en deze spiervezels innerveert. Eén a-motorische
zenuw en álle spiervezels die deze direct bestuurt, worden
samen een motorische eenheid (motor-unit) genoemd.
Motorische eindplaat: synaps (spleet tussen een
motorische zenuw en een spiervezel). Dit is waar de
communicatie tussen het nerveuze systeem en het
spiersysteem plaatsvindt.
Excitatie-contractiekoppeling: de complexe opeenvolging
van gebeurtenissen die een spiervezel aanzetten tot
contractie. Die contractie begint met de excitatie van een
motorische zenuw en resulteert in contractie van
spiervezels. Dit proces wordt in werking gezet door een
zenuwimpuls, actiepotentiaal, vanuit de hersenen of het
ruggenmerg.
De rol van calcium: Ca2+ uit het SR bindt aan troponine,
waardoor het tropomyosine wegschuift van de
bindingsplaatsen op het actine-filament.
Aanleiding voor spiercontractie (volgorde van een motorunit):
1. Signaal wordt opgevangen door de dendrieten
2. Signaal wordt doorgegeven via de axon
3. Signaal komt aan bij de motorische eindplaat
4. Neurotransmitters komen vrij
5. Neurotransmitters worden opgevangen door receptoren
6. Depolarisatie over de gehele spiervezel
7. Signaal wordt door de t-tubulus ontvangen
8. Ca2+ komt vrij uit SR
9. Tropomyosine gaat van de verbindingsplaatsen op de actine af
10. Myosinekoppen binden zich met actine
11. Actine glijdt over het myosinefilament heen
12. H-zone verdwijnt.
De sliding filament theorie
Als spieren aanspannen, verkorten de spiervezels. Hoe verkorten ze? De verklaring voor dit
fenomeen wordt de sliding-filamenttheorie genoemd. Zie plaatje hieronder met nr 1-6.
,Spiervezelcontractie:
1. De omgeklapte myosinekop is na een vorige cyclus verbonden aan een bindingsplaats op actine.
2. Myosine ontkoppelt door verbinding van ATP.
3. Door de splitsing van ATP beweegt de myosinekop weg van de actine.
4. De myosinekoop ‘strekt’ en bindt aan een volgende bindingsplaats
5. Tijdens de powerstroke klapt de myosinekop om en beweegt actine naar het centrum van de
sarcomeer.
6. De bindingsplaats voor ATP komt vrij. De contractie stopt als myosine de Z-lijnen raakt of Ca2+
teruggepompt wordt naar het SR. Anders blijft dit in een cirkel doorgaan.
, Spiervezeltypen
Type I Goed voor bijvoorbeeld marathonlopers
Langzame vezels
Geen subtypes
Ruwweg 50% van de spier
110 ms tot piekspanning
Goed bestand tegen vermoeidheid
Type II Goed voor bijvoorbeeld Dafne Schippers
Smelle vezels
Type IIa en type IIx
±25% IIa; 22-24% IIx, (1-3% IIc)
50 ms tot piekspanning
Matig tot slecht bestand tegen vermoeidheid
Type I Type IIa Type IIx
Samentrekken Langzaam (110 ms) Snel (50 ms) Snelst (50 ms)
Aerobe vermogen Hoog Laag Laagst
Uithoudingsvermogen Hoog Lager Laagst
Massa Laag Hoog Hoogst
Grootte spiervezels Klein Groot Grootst
Aantal vezels Klein Groot Grootst
ATP is energie, adenosine Tri Fosfaat. Een volle batterij. ADP is adenosine Di Fosfaat. Een lege
batterij.
De ATP-ase bepaald de snelheid waarmee ATP gesplitst wordt in ADP en P. Zowel
de snelheid als de hoeveelheid verschilt in de verschillende spiervezeltypes.
Ase staat voor een enzym en die is een middel wat wordt gebruikt, maar niet verbruikt.
Het sarcoplasmatisch reticulum zorgt voor het vrijmaken van de Ca2+ in de
spiervezel, deze zijn beter ontwikkeld in type II vezels en heeft een 3-5 x hoger
vermogen.
Oxidatieve capaciteit: energie met zuurstof vrijmaken.
Glycolytische capaciteit: energie zonder zuurstof vrijmaken.
Vezeltype
Vezeltype
Kenmerken Type I Type IIa Type IIx
Systeem 1 (voorkeur) Type I Type IIa Type IIx
Vezels per motorneuron ≤ 300 ≥ 300 ≥ 300
Systeem 2 Slowtwitch Fasttwitch a Fasttwitch x
(ST) (FTa) (FTx) Formaat van motorneuron Klein Groot Groot
Oxidatieve capaciteit Hoog Redelijk hoog Laag Geleidingssnelheid van Langzaam Snel Snel
zenuw
Glycolytische capaciteit Laag Hoog Hoogst
Contractiesnelheid (ms) 110 50 50
Weerstand tegen Hoog Redelijk Laag
vermoeidheid Type myosine-ATP-ase Langzaam Snel Snel
Activiteit van een skeletspier gaat samen met Ontwikkeling Laag Hoog Hoog
toenemende rekrutering van type I- en type II-vezels, sarcoplasmatisch
recticulum
afhankelijk van de behoeften van de activiteit die wordt
