Leerdoelen kwartiel 3 Fysiologie, pathologie & biomechanica
Leerdoelen fysiologie
De macroscopische opbouw van spieren beschrijven.
De macroscopische opbouw van spieren is als volgt te beschrijven. De origo is de plek waar de spier
waar de spier vandaan komt. De insertie is de plek waar de spier aanhecht. Je hebt verschillende
benamingen voor spieren zoals antagonist, agonist en synergist.
Grootte: longus of brevis
Hoeveelheid koppen: biceps, triceps
Ligging: posterior, anterior, superficialis
Verloop van vezels: transversus, obliquus
Waar: femoris, brachii
Vorm: deltoideus, trapezius
Je hebt spieren in verschillende vormen zoals, parralelvormig, spoelvormig, waaiervormig, kringspier,
enkelvoudig gedeverd, dubbelvoudig gedeverd, meervoudig gedeverd.
Een skeletspier is opgebouwd uit een dikker middengedeelte (spierbuik) de spierbuik loopt in twee
richtingen uit op witte pezen. De spier is omgeven door een stevig vlies, de spierschede. Deze
spierschede omsluit een aantal spierbundels. Die op hun beurt weer omgeven worden door een
bundelschede. De scheden en de pezen lopen in elkaar over en zijn opgebouwd uit bindweefsel. Elke
spierbundel is een verzameling van een groot aantal spiervezels. Tussen deze spiervezels en
spierbundels kunnen we ook nog bloedvaten en zenuwen terugvinden. Spiervezels bestaan weer uit
myosine en acine
filamenten.
,De microscopische opbouw van spieren beschrijven en de functie van de myofibrillen en de
organellen in de spiercontractie verklaren. het glijdende filamentmodel van Huxley beschrijven de
opbouw van spieren beschrijven.
Een spiervezel heeft net als elke lichaamscel een plasmamembraan, die de sacrolemma genoemd
wordt. In de skeletspiervezel lopen van het ene naar het andere uiteinde de myofibrillen.
Myofibrillen zijn bundels die samengesteld zijn uit eiwitvezels.
Een skeletspier bestaat uit een spiervezel en spiervezels bestaan uit myofibrillen die weer bestaan uit
myofilamenten. Deze myofilamenten bestaan weer uit actine en myosine. Myofibrillen zijn de
contractiele elementen van de spiercel. Myofribrillen zijn dwarsgestreept van elkaar, dat komt door
de zeer strakke rangschikking van lange moleculen, de myofilamenten. Er zijn twee soorten
filamenten. De dikke myosinefilamenten en de dunne actinefilamenten. Bij de dwarsgestreepte
spiervezels liggen de actine- en myosinefilamenten in de myofibrillen om en om in groepen
gerangschikt.
De myofilamenten kunnen zelf niet langer of korter worden, maar ze schuiven ten opzichte van
elkaar als een spier aanspant of ontspant. Deze zorgen voor de spiercontractie.
Naast de myofibrillen die de contractie bewerkstelligen, zijn in de skeletspiervezel buisvormige
elementen aanwezig, die ervoor zorgen dat de prikkel van de zenuwcel over de spiercelmembraan zo
snel mogelijk bij de myofilamenten van de spiervezel terechtkomt.
Glijdende filament model van Huxley
In dit model wordt beschreven hoe de myosinefilamenten in een sacromeer zich ten opzichte van de
actinefilamenten verplaatsen. Deze verplaatsing komt tot stand doordat de koppen van de circa
tweehonderd myosine moleculen in een myosine filament een chemische binding aangaan met de
actinefilamenten in hun directe omgeving. Calcium bevindt zich in het sacroplasma en gaat zich
binden aan troponine. Die troponine zit van aan tropomyosine en die blokkeert in rust de
bindingsplaatsen voor actine. Op het moment dat er calcium aan vast zit dan trekt tropomyosine die
kabels uit elkaar en dan liggen de bindingsplaatsen vrij. Zolang dat vrij ligt kan de myosinekop zich
binden aan de actine. Zo’n binding heet cross-bridge. Dit gaat door zolang er calcium aanwezig.
De gebeurtenissen te beschrijven vanaf en prikkeling van een zenuw tot aan de contractie van een
spier. 4 manieren te beschrijven waarop de kracht van een spier kan variëren. (AP-frequentie,
summatie van prikkels, rekrutering van motorneuronen, lengte-krachtrelatie van een sacromeer.)
Zenuwimpuls = actiepotentiaal, elektrische schokjes
Uitlopers van zenuwcellen staan in contact met spieren vanaf de hersenen. Deze lopen door het hele
lichaam.
Het actiepotentiaal start bij het begin en zal door de uitloper naar de spier toe schieten. Als de
actiepotentiaal aangekomen is bij de spier dan veroorzaakt het daar een contractie. Om een spier
langer te laten samentrekken zijn er meerdere schokjes achter elkaar aan nodig.
Een actiepotentiaal komt aan bij het uiteinde van de zenuw en dit elektrische schokje springt dan
over op het membraam van de spiercel. Dat schokje verspreidt zich in rap tempo over het
membraam. De overgang van een zenuw naar een spiercel wordt ook wel een synaps genoemd of
een motorische eindplaat. Wanneer een zenuwcel aankomt dan laat de zenuwuiteinde acetylcholine
vrij. Dat is een neurotransmitter. Die lokt een volgend actiepotentiaal uit en die vervolgens weer
,verder gaat. Als het calcium binnen in de cel dringt dankomen die bindingsplaatsen vrij te liggen en
gaan de myosine koppen lopen. Op het moment dat het calcium weg is ontspant de cel weer.
1 AP = 1 enkelvoudige spiervezelcontractie.
Frequentie gradatie van motorneuronen = summatie van prikkels
hoe hoger de frequentie is, hoe sterker de contractie is
Optellen van prikkels is summatie van prikkels
Frequentie gradatie = beïnvloeden van kracht via de prikkel frequentie.
Rekruteringsgradatie
Een spier die zich kan samentrekken als gevolg van één actiepotentiaal dit heet de excitatie
contractie koppeling.
Een andere manier om een spier de kracht te laten variëren is de rekruteringsgradatie.
de opdracht voor spiercontractie komt vanuit de hersenen en gaat via lange zenuwuitlopers naar het
ruggenmerg. En gaat dan over op een perifere zenuw.
- Één perifere zenuw = bundel (motor) neuronen
- 1 neuron vertakt zich en innerveert meerdere spiervezels. Elke vertakking zit vast aan een
spiercel. (enkele honderden)
- 1 motorneuron met zijn spiervezels = motorunit
De zenuw bepaald of er meer motorunits tegelijk meedoen aan de contractie. Dat is
rekruteringsgradatie. Een zo’n spier bevat heel veel motorunits. Hoe meer er meedoen hoe sterker
de contractie. Maar hoe kleiner hoe sneller ze geleid zijn om mee te doen met de contractie (size
principle).
AP’s 1 neuron = contractie alle spiervezels van motorunit.
Kuitspier = grote motorunits -> 1 neuron met honderden vezels = sterke contractie
Oogspier = kleine motor – units = 1 neuron met enkele vezels = nauwkeurig
Lengte – krachtrelatie
Een spier in het lichaam vertoont een zodanige opbouw van myofibrillen dat bij verkorting en
verlenging de uiterste grenzen van een sacromeer niet worden bereikt. Bij het lopen varieert de
sacromeerlengte in de bijbeentrekspier, de m. rectus femoris. De kracht die in een sacromeer kan
worden opgewekt is afhankelijk van de lengte van de sacromeer lengte. De kracht die door een
sacromeer bij verschillende lengtes wordt opgebracht.
Definiëren wat een rustpotentiaal, sensorpotentiaal en actiepotentiaal is, benoemen welke ionen
hierin een rol spelen.
Signalen in het zenuwstelsel bestaan uit veranderingen in het potentiaalverschil tussen de intra- en
extracellulaire ruimte. Omdat de scheiding tussen intra- en extracellulair wordt gevormd door de
celmembraan, wordt dit potentiaalverschil aangeduid als de membraanpotentiaal.
Rustpotentiaal = er bestaat een standaardwaarde daardoor kan een verandering van de
membraanpotentiaal fungeren als een signaal omdat de standaardwaarde bestaat ten opzichte
waarvan de potentiaal kan veranderen. Deze standaardwaarde wordt de rustpotentiaal genoemd. de
rustpotentiaal is de membraanpotentiaal van een cel die in rust verkeerd, dus niet geprikkeld wordt.
Bij zenuwcellen heeft de rustpotentiaal een waarde van -70 mV. Het minteken geeft aan dat het
, inwendige van de cel negatief ten opzichte van het uitwendige. De ionen die hierbij een rol spelen
zijn Na+ instroom en K+ uitstroom. Hierdoor ontstaat er een evenwicht.
Sensorpotentiaal = prikkels kunnen leiden tot veranderingen in de ruimtelijke structuur van sommige
membraaneiwitten, waardoor kanalen worden geopend of gesloten. Het perifere uiteinde van een
sensorisch neuron heeft de eigenschap dat het reageert met een selectieve toename van de
permeabiliteit voor Na+. De verhoogde Na+ instroom veroorzaakt een depolarisatie van de
celmembraan. Dit houdt in dat de elektrische polariteit tussen de celinhoud en het interstitium
vermindert en de membraanpotentiaal een minder negatieve waarde krijgt. Deze potentiaal
verandering wordt de sensorpotentiaal genoemd. Naarmate de prikkel sterker wordt zal de
membraanpermeabiliteit voor Na+ hoger worden. Daarmee neemt ook de potentiaalverandering
toe. Het verband tussen de prikkelsterkte en de amplitude is doorgaans niet linear.
Actiepotentiaal = zorgt ervoor dat er deurtjes opengaan van sacroplasmatisch reticulum wat
helemaal vol zit met calcium. En die calcium diffundeert calcium van een hoge concentratie naar een
lage concentratie die het calcium gaat naar de spiercel. Dit is de start van het glijdend ligament
model van huxly. 1 AP = 1 enkelvoudige spiervezelcontractie. Calciumionen spelen hierin een rol. Het
opwekken van een actiepotentiaal wordt excitatie genoemd.
Beschrijven wat er gebeurt met een membraanpotentiaal bij het opwekken van een
Actiepotentiaal en een sensorpotentiaal.
Omdat de scheiding tussen intra- en extracellulair wordt gevormd door de celmembraan wordt dit
potentiaalverschil aangeduid als de membraanpotentiaal. Verandering van de membraanpotentiaal
kan als signaal fungeren, omdat er een standaardwaarde bestaat ten opzichte waarvan de potentiaal
kan veranderen.
Bij het opwekken van een sensorpotentiaal wordt het membraanpotentiaal negatief. Dit houdt in dat
de elektrische polariteit tussen de cel inhoud en het interstitium verminder en de
membraanpotentiaal een minder negatieve waarde krijgt.
Bij het opwekken van een actiepotentiaal wordt in de laatste twee fases het membraanpotentiaal
weer negatief. Het bereikt in fase 3 een waarde van -80 mV en wordt dan geleidelijk weer minder
negatief totdat de rustpotentiaal wordt bereikt.
De verschillende fases van een actiepotentiaal beschrijven aan de hand van membraanpotentialen.
Het verloop van een actiepotentiaal kun je verdelen in 4 fases
- Langzame depolarisatie, waarmee de drempelwaarde wordt bereikt. Bij zenuwcellen ligt
deze tussen de 5 tot 10 mV positief t.o.v. de rustpotentiaal.
- Op het moment dat de drempelwaarde wordt bereikt begint fase 2. De snelle depolarisatie.
De membraan polarisatie wordt snel minder negatief en vervolgens zelfs positief. Er vindt
ompoling plaats. Het spanningsverschil tussen de rustpotentiaal en de top van de
actiepotentiaal, waar de depolarisatie fase eindigt, is de amplitude van de actiepotentiaal. Bij
zenuwcellen bedraagt de amplitude ongeveer 100 mV.
- Op de top begint fase 3, de repolarisatie. Waarin de membraanpotentiaal in snel tempo weer
negatief wordt. Het bereiken van de rustpotentiaal vormt het einde van de repolarisatie,
maar niet van de beweging in negatieve richting.
- De membraanpotentiaal bereikt een waarde van circa -80 mV en wordt dan weer geleidelijk
minder negatief. Totdat de rustpotentiaal weer wordt bereikt. Het tijdsbestek waarin de
