Biomedische wetenschappen S3
1. Inleiding
→ Zie eerste slides: herhaling biomedische S1
2. Samenstelling van lichaamsvloeistoffen
→ Handboek: hoofdstuk 18.7
2.1 Verschillende soorten vocht
▪ ICV: Intracellulair vloeistof: binnenin de cel
→ Veel kalium, proteïnen, fosfaat
▪ ECV: extracellulair vloeistof: buiten de cel
→ Veel natrium en chloride
met als onderverdeling
✓ ISV: interstitiële vloeistof: tussen de weefsels
✓ VASC: in de vaten
3. Rust en actiepotentiaal
3.1 Membraampotentiaal Em
▪ Rustpotentiaal
▪ Actiepotentiaal
✓ Exciteerbare cellen (zenuw, spier en klier)
Veranderingen in het potentiaal:
▪ Depolarisatie: Na+-kanalen gaan open: positieve ladingen komen cel binnen
→ Positiever
▪ Hyperpolarisatie: K+-kanalen gaan open: positieve ladingen verlaten cel
→ Negatiever
SOORTEN
▪ Plaatselijke potentialen: gaat niet over heel zenuwstelsel
▪ Actiepotentialen: gaat over ganse plasmamembraam van grote cellen
,3.1.1 Rustpotentiaal
= ladingsverschil over een membraam
= negatieve voltage binnenkant (-70 mV)
Ontstaat door:
▪ Actief transport
▪ Lekkanalen
▪ Verschil in samenstelling van ECV en ICV
3.1.2 Actiepotentiaal
= kortstondige omkering van de rustpotentiaal dat geleidt wordt over heel het
plasmamembraam (alleen de exciteerbare!)
Refractaire periode: actiepotentiaal
zonder trage depolarisatie
FASEN
▪ Rustfase
▪ Trage depolarisatie
▪ Snelle depolarisatie
▪ Snelle repolarisatie
▪ Hyperpolarisatie
▪ Rustfase
1. Rustfase
Spanningsgevoelige kanalen zijn gesloten. Lekkanalen
zijn geopend.
2. Trage depolarisatie
- Spanningsgevoelige Na-kanalen gaan open: Na+
vloeit de cel binnen.
3. Snelle depolarisatie
- Drempelwaarde is overschreden. Meer SGK (Na) gaan open.
4. Snelle repolarisatie
- SGK (K) gaan open. SGK (Na) gaan open.
5. Hyperpolarisatie (“doorschieten”)
- SGK (K) sluiten traag.
6. Rustfase
KENMERKEN
“Alles of niets” principe, overschrijden van treshold krijg je een volledige, als je
deze niet overschrijd krijg je er geen.
Treshold = drempelwaarde die overschreden moet worden.
Geleiding van actiepotentiaal:
= Elektrotonische voortgeleiding: door omkering actiepotentiaal: stroom wordt
voortgeleid.
, 4. Het spierstelsel
SOORTEN
Willekeurige beheersing Onwillekeurige beheersing
Skeletspieren Hartspier
(beenspieren, buikspieren,…) ✓ Hartwand
✓ Het spierstelsel
Gladde spieren
✓ Inwendige organen
FUNCTIES
▪ Bewegingen van het skelet
▪ Behoud lichaamspositie en lichaamstemperatuur
▪ Steun aan weke delen
▪ Beschermen in- en uitgangen
4.1 Bouw
Macroscopische bouw van een skeletspier Microscopische bouw van de skeletspier
▪ Spiervezel = groep spierfibrillen omgeven ▪ Spiercellen (spiervezel)
door endomysium ✓ Multinucleair
▪ Spierbundel/fasciculus = groep spiervezels
omgeeft door perimysium Onderdelen:
▪ Spier = groep spierbundels omgeven door ▪ Sarcolemma = celmembraan spiercel
epimysium (= fascia) ▪ Sarcoplasma
▪ Fascia loopt over in pees = bindweefselige ▪ Sarcoplasmatisch reticulum
koker met synovia gevuld ✓ Terminale cisternen
✓ Triade
▪ Pees = banden regelmatig geordende ▪ T-tubili (transversale tubuli)
collagene vezels voor verbinding spier met ▪ Myofibrillen (basiseenheid van spiervezel)
beenderen
▪ Aponeurosen = brede plaat van collagene
vezels voor verbinding tussen verschillende
spieren
▪ Ligamenten = banden collagene +
elastische vezels voor verbinding tussen
verschillende gewrichten
▪ Bloedvaten
✓ Energie nodig voor spiervezelcontractie
▪ Zenuwen
✓ Bewuste en onbewuste aansturing
✓ Veel motorische neuronen ▪ Sarcomeer = celmembraan van spiercel
▪ Stamcellen Dunne filamenten: actine
✓ Dubbele helix
✓ Bindt troponine, troponine bindt aan
streng tropomyosine
, Dikke filamenten: myosine
✓ Staart
✓ Bolvormige kop
Epimysium: epi = op/buiten, mys = spier
Perimysium: peri = rondom, mys = spier
Endomyium: endo = binnen/in , mys = spier
4.1.1 Het sarcoplasmatisch reticulum
= gespecialiseerde vorm vh glad endoplasmatisch reticulum
• Vormt buisvormig netwerk rondom myofibril
• Terminale cisternen = verbrede deel van SR
tegen T-tubuli (geel)
• 2 terminale cisternen + ingesloten T-tubuli =
triade
• Terminale cisternen zitten vol Ca2+-ionen die
worden vrijgegeven bij spiercontractie
4.1.1.2 Sarcomeren
= Zich herhalende functionele eenheid van de
myofibrillen
• Onderdelen van een sarcomeer
• Myofilamenten
• Dunne filamenten (voornamelijk actine)
• Dikke filamenten (voornamelijk myosine)
• Z-lijnen aan elk uiteinde
• Anker voor dunne filamenten
• M-lijnen in het midden
• Anker voor dikke filamenten
ONDERDELEN
,4.1.2 Skeletspiercontractie: glijdende filamenten
STAPPEN
1. Blootstelling van de actieve plaats (AP)
a. Ca-ionen binden aan troponine -> binding tussen actine en troponine-
tropomyosinecomplext verzwakt.
GEVOLG: blootstelling van de AP op de actinemoleculen van de dunne
filamenten.
2. Vorming van kruisbruggen
a. Geactiveerde myosinekoppen binden zich aan de blootgestelde actieve
plaatsen, onder vorming van kruisbruggen.
3. Het zwenken van de myosinekop
a. De opgeslagen energie van de kruisbrugvorming, wordt gebruikt om de
myosinekop in de richting van de M-lijn te laten zwenken.
GEVOLG: Gebonden ADP en fosfaat worden losgelaten.
4. Loslating kruisbruggen
a. Een nieuw molecuul ATP bindt aan de myosinekop, de binding tussen de
myosinekop en de AP wordt verbroken.
GEVOLG: AP ligt terug bloot en kan een nieuwe kruisbrug vormen.
5. Reactivatie van myosine
a. Vindt plaat wanneer een vrije myosinekop ATP splitst in ADP en P. De
vrijkomende energie spant de veer van de myosinekop.
4.1.3 Aansturing van contractie door het zenuwstelsel
Spiercontractie
, ▪ Berust op
o Prikkelbaarheid: impulsen uit centrale zenuwstelsel (willekeurig)
o Samentrekbaarheid: spierfibrillen met filamenten
▪ Basisprincipe: potentiaalverschillen
Neuromusculaire junctie: verbinding tussen motorisch neuron en
spiervezelcel
STAPPEN VAN SPIERCONTRACTIE
1. Aankomst actiepotentiaal bij synapsknop
2. Afgifte acetylcholine (Ach)
a. Blaasjes in synapsknop vervloeien met neuronmembraan en lozen hun
inhoud i/d synapsspleet.
3. Binding Ach
a. Door de Ach-binding wordt de membraan doorlaatbaarder voor Na-
ionen. -> Na-ionen stromen cel binnen.
4. Aankomst actiepotentiaal in het sarcolemma
a. Actiepotentiaal verspreidt langs het sarcolemma-oppervlak.
Tegelijkertijd verwijdert het AChE, het Ach.
5. De contractie van een skeletspier in zijn geheel
5.1 Spiermechanica
Soorten verplaatsingen van materie
▪ Naar zich toe trekken m.b.v. trekkracht
▪ Van zich weg duwen m.b.v. compressie of drukkracht
, Als afzonderlijke spiervezels samentrekken → trekkracht op collageenvezels
→voorwerp wordt in de richting van de trekkracht getrokken
Afzonderlijke spiervezels kunnen niet actief verlengen → geen compressie actief
mogelijk
Skeletspiervezel Skeletspier in zijn geheel
▪ Staat ofwel “aan”, ofwel “uit” ▪ Mate van trekkracht is afh. van:
▪ Mate van trekkracht afh. van: ✓ Frequentie van prikkeling
✓ Rustlengte tss contracties in ✓ Aantal geactiveerde spiervezels
Bepaalt de afstand tss dikke & dunne
filamenten
✓ Frequentie van prikkeling
Bepaalt de inwendige Ca2+-ion
concentratie
5.2 frequentie van prikkeling van spiervezels
DEFINITIES
▪ Spierspanning: De trekkracht op de pezen die spiercellen generen, als ze
contraheren.
▪ Enkelvoudige spiercontractie: Een korte reactie van contractie en ontspanning op 1
enkele actiepotentiaal.
Contractiecyclus
5.3 Frequentie van prikkeling van spiervezels: herhaalde prikkels
▪ Summatie: Toevoegen van enkelvoudige spiercontractie, als een prikkeling wordt
toegediend, voordat volledige ontspanning is ingetreden.
,▪ Onvolledige tetanus: De spanning piekt en neemt herhaaldelijk af en wordt verder
dan bij enkelvoudige spiercontractie opgebouwd
▪ Volledige tetanus: Voortdurende spanning (geen ontspanningsfase) en het grootst
als de prikkels zeer snel achter elkaar optreden
5.4 Het aantal actieve spiervezels:
5.4.1 Motorische eenheden
Motorische eenheid
✓ Een motorisch neuron en alle spiercellen die het aanstuurt.
✓ liggen door elkaar heen i/d spier om gelijkmatig aan de pees te trekken
,Rekrutering: Om de spierspanning te verhogen door meer motorische eenheden te
activeren
5.4.2 Spiertonus
= Spanning i/e spier in rust, die door een lage hoeveelheid spontane activiteit i/e
motorisch neuron wordt geproduceerd ≠ de rustspanning die door passief uitrekken
wordt veroorzaakt.
▪ Heel belangrijk om ons lichaam in stand te houden.
▪ Automatisch
▪ Niet zichtbaar
FUNCTIES
✓ Stabiliseert botten en gewrichten
✓ Houdt de spier stevig, voorkomt atrofie (verschrompeling v/d spier)
5.4.3 Soorten contracties
Isotonische contractie Isometrische contractie
▪ De spanning (belasting) op een spier ▪ De lengte v/e spier blijft constant
blijft constant (iso = gelijk, tonos = (iso = gelijk, metrisch = lengte) tijdens
spanning) tijdens een beweging een contractie
▪ De lengte v/d spier verkort ▪ De spanning op de spier stijgt
▪ Voorbeeld: werking biceps bij het optillen van ▪ Voorbeeld: een baby met gestrekte armen vast-
een baby, wandelen, lopen houden
5.5 Spierverlenging
▪ Spier contraheert actief
✓ kunnen alleen trekken
✓ duwen nooit
▪ Spier wordt passief langer
✓ Elastische krachten van pezen
✓ Contractie van tegengesteld werkende spieren
✓ Effecten van zwaartekracht
▪ Synergisten en antagonisten
6. Types spiervezels
6.1 Hart spierweefsel & glad spierweefsel
KENMERKEN
Hart spierweefsel Glad spierweefsel
▪ Kleine cellen ▪ Spoelvormig
▪ Eén kern per cel ▪ 1 centrale kern
, ▪ Aerobe vertering ▪ Actine en myosine
▪ Intercalaire schijven ▪ Geen dwarsstreping
▪ Lange contractieduur ▪ Cellen zonder strepingen (geen
▪ Automatisme sarcomeren)
▪ Geen tetanuscontractie ▪ Ca veroorzaakt contracties via ander
mechanisme dan bij andere spiertypen
▪ 2 soorten cellen: ▪ Kunnen over grotere afstand
✓ Hartspiervezel (98%) samentrekken
o Vertakte cellen (celbruggetje)
o Onderling verbonden via ▪ Onwillekeurige spieren:
intercalaire schijven ✓ Automatisch samentrekken (door
o Dwarsgestreept (actine-myosine) pacemakercellen) of als reactie op
hormonen of omgevingsfactoren
✓ Purkinjevezel (2%)
o aan de binnenkant v/d hartkamers ✓ Mogelijks ook activatie door
o centrale kern, dwarsgestreept motorische neuronen (niet
o snel voortgeleiden van AP o.i.v.de wil)
voor contractie
6.2 Skeletspierweefsel
KENMERKEN
▪ Syncitium, lang, cilindervormig
▪ >1 kern, perifeer
▪ actine en myosine opbouw geeft dwarsstreping
▪ Snelle contractie, snel vermoeid
▪ Willekeurige bezenuwing
FUNCTIES
▪ Bewegen
▪ Stabiliseren
▪ Warmteproductie (bijproduct)
