Samenvatting fysiologie K3
De macroscopische opbouw van spieren beschrijven. 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.
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.)
Definiëren wat een rustpotentiaal, sensorpotentiaal en actiepotentiaal is,
benoemen welke ionen hierin een rol spelen. Beschrijven wat er gebeurt met een
membraanpotentiaal bij het opwekken van een Actiepotentiaal en een
sensorpotentiaal. De verschillende fases van een actiepotentiaal beschrijven aan
de hand van membraanpotentialen.
Contractievormen:
- concentrisch; spier wordt korter tijdens aanspanning
- isometrisch; spier spant wel aan, object wat je tilt beweegt niet
- excentrisch; spier spant aan, maar wordt langzaam langer (voorzichtig neerzetten
boodschappenkratje)
- isotoon; spanning spier blijft hetzelfde, lengte spier veranderd zodat beweging in gewricht kan
plaatsvinden.
Om een spier zit een stevige bindweefsellaag, de fascie. Daarbinnen is de spier omgeven door een
dunnere bindweefsellaag (epimysium). Binnen de spier zitten bundels (fasculi) en elke bundel is
weer omgeven door een dunne bindweefsellaag. Elke bundel bevat een aantal spiervezels. Elke
spiervezel is ook weer omgeven door een dunne bindweefsellaag. Deze bieden ruimte voor
bloedvaten en zenuwvezels.
Een spiervezel is een langgerekte spiercel. (Spiervezel en spiercel duiden hetzelfde aan). Door het
ontstaan van de spiercel in de embryonale periode heeft deze meerdere kernen; vanwege het
samensmelten van de cellen. In het plasma van een spiercel lopen langgerekte structuren
(myofibrillen) van het ene cel uiteinde naar het andere cel uiteinde. Myofiblrillen zijn de contractiele
elementen van een spier. De dwarste streping wordt teweeggebracht door de bouw van de
Myofiblrillen. In een spiervezel liggen veel myofibrillen naast elkaar. Zoom je nog verder in de
myofibrillen zijn twee rijen langwerpige eiwitten te zien (myofilamenten). De dikke filamenten heten
myosine, de dunne actine. De vormen samen de contractiele elementen van de spiervezel. Rondom
de myofibrillen zit het sacroplasmatisch reticulum. Hierin zit veel calcium; het molecuul wat veel
nodig is mij contractie. Verder is er een gesloten buizensysteem, een onderdeel van het
celmembraan; het T-tubule.
Bij een contractie schuiven myosine en actine over elkaar heen; myosine heeft aan de zijkant een
reeks koppen die naar buiten uitsteken, als zo’n myosinekop een brug vormt met het actinefilament
schuiven ze langs elkaar. Zo ontstaat contractie. (Glijdende filamentmodel)
Voor contractie van is een prikkeling van de spiervezelmembraan nodig. Dat gebeurt wanneer een
prikkel in de vorm van een actiepotentiaal via een motorische zenuwvezel de spiercel bereikt. Een
actiepotentiaal komt aan bij het uiteinde van een zenuw en het elektrische schokje springt dan over
op het membraan van de spiercel om zich vervolgens rap te verspreiden over het membraan. De
overgang van een zenuw naar een spiercel heet ook wel een synaps/motorische eindplaat. Als een
actiepotentiaal aankomt, laat het zenuwuiteinde acetylcholine vrij. Dit is een neurotransmitter. Via
de natrium/kalium kanalen verspreid hij zich over het membraan. De actiepotentiaal zorgt ervoor
dat er deurtjes opengaan van het sacroplasmatisch reticulum, zo komt veel calcium vrij en dat
verspreid zich naar cytoplasma (sacroplasma). Dit is het begin van het glijdend filamentmodel van
Huxley. Er bevindt zich calcium in het cytoplasma, calcium bindt aan troponine. Troponine zit vast
aan tropomyosine en die blokkeert in rust de bindingsplaatsen voor de actine. Zodra er calcium
,vrijkomt trekt de tropomyosine de troponine van de bindingsplaats en zo kan de tropomyosine zich
binden aan de actine (cross bridge formation). En schuiven de ketens in elkaar (spiercontractie)
Zodra er geen calcium meer aanwezig is in het cytoplasma vallen ook de bindingsplaatsen weg en
ontspant de spier weer.
Bij 1 actiepotentiaal is er ook maar 1 enkelvoudige spiervezelcontractie.
Een zenuwimpuls kan niet groter of sterker worden; maar wel in een grotere frequentie
gestuurd worden. Hoe hoger de frequentie van de afgifte van actiepotentialen, hoe sterker
de contractie. (AP-frequentie)
Als in een hele lage frequentie de actiepotentialen aankomen bij de spier is er een kleine
contractie en is de spier alweer ontspannen als de volgende AP aankomt. Het tellen van
prikkels noemt men ook wel summatie van prikkels
1 perifere zenuw is een bundel van motor neuronen, deze vertakt en elke vertakking zit
vast op 1 spiercel. 1 motorneuron en al zijn vertakkingen = motorunit. Rekruteringsgradatie
betekent dat meer motor-units meedoen met de contractie; dus sterkere contractie.
(motorunit requiment)
De hoeveelheid kracht die een sarcomeer en dus ook een spier kan leveren is onder andere
sterk afhankelijk van de lengte van de sarcomeer waarop deze kracht moet leveren. Dit
wordt veroorzaakt door de mate waarin de actine en myosine filamenten elkaar overlappen
op een bepaalde lengte. Hoe groter het aantal myosinekopjes dat kan aanhechten aan een
actine filament, hoe groter de kracht is die geleverd kan worden. (Lengte-kracht relatie
sarcomeer)
Signalen in het zenuwstelsel bestaan uit veranderingen in de membraanpotentiaal. Daarmee wordt
het verschil in elektrische spanning (potentiaal) bedoeld tussen de intra- en extracellulaire ruimte.
De standaardwaarde voor de membraanpotentiaal van een zenuwcel is het rustpotentiaal
Celmembranen hebben kanalen die ionen doorlaten. Er zijn afzonderlijke kanalen voor verschillende
ionen. Door een prikkeling (sensorisch neuron) kan de vorm van kanalen veranderen waardoor ze
open of dicht gaan. De prikkels kunnen leiden tot potentiaal verandering. Het perifere uiteinde van
een sensorisch neuron reageert op prikkels met het openzetten van na+ kanalen. De permeabiliteit
neemt toe en meer na+ stroomt de cel in. Zo wordt het membraanpotentiaal op die plek minder
negatief (depolarisatie) deze verandering in de sensor wordt ook wel sensorpotentiaal genoemd
Wanneer de potentiaal in het initiële segment een bepaalde waarde bereikt, de drempelwaarde,
ontstaat een actiepotentiaal. Voorgeleiding van de actiepotentiaal heet actieve voorgeleiding en
kost wel energie.
Een actiepotentiaal verloopt in 4 fasen;
1. Langzame depolarisatie:
Aan het begin heerst een rustpotentiaal van -70mV. In deze fase wordt het potentiaal
langzaam minder negatief (langzame depolarisatie). Doordat er Na+ ionen de cel instromen
komt het potentiaal langzaam dichter bij de drempelwaarde. De drempelwaarde van
neuronen ligt meestal 17 mV boven de rustpotentiaal (55mV). Wanneer de drempelwaarde
wordt bereikt begint fase 2.
2. Snelle depolarisatie:
Als de drempelwaarde is bereikt, raakt de depolarisatie in een stroomversnelling, de
potentiaal loopt snel op en de natrium permeabiliteit neemt toe. Door de instroom van Na+
wordt de binnenzijde van de cel minder negatief en de potentiaal stijgt snel. Door de nu
positieve lading in de cel zal de Na+ instroom afnemen. De top van de actiepotentiaal ligt
bij ongeveer +30mV
3. Repolarisatie:
De spanningsafhankelijke kanalen voor natrium gaan dicht. De Na+ instroom neemt af en
stopt. Inmiddels zijn de spanningsafhankelijke kanalen voor K+ open. Daarom stroomt K+
de cel uit. De binnenzijde van de cel wordt snel negatiever dan de oorspronkelijke waarde:
repolarisatie.
4. Hyperpolarisatie:
De spanningsafhankelijke kanalen voor kalium gaan langzaam dicht. Die van natrium
blijven gesloten. Daardoor blijft er K+ de cel uitstromen als de rustpotentiaal al bereikt is.
De potentiaal wordt verder negatief; hyperpolarisatie.
,De K+ kanalen gaan langzaam dicht waardoor de potentiaal geleidelijk terugkeert naar de
rustwaarde van -70 mV
Van de aerobe en anaerobe verbranding (inclusief de fosfaatbatterij), de voor de
vorm van verbranding benoemen, de beschikbare brandstoffen, de opbrengst en
de omstandigheden waarin de betreffende verbranding plaatsvindt beschrijven.
De indelingen van de spiervezeltypes benoemen. De kernmerken van de
verschillende spiervezeltypes beschrijven.
De verschillende fasen van de celcyclus benoemen en de belangrijkste
gebeurtenissen tijdens elke fase benoemen.
In rust: altijd een kleine voorraad ATP in de cel voor direct gebruik. Bij de eerste paar seconden
spiercontractie is er genoeg ATP om dit zonder zuurstof te laten gebeuren (anaeroob proces). Door
het snelle verdwijnen van ATP, blijft er ADP over. In rust is er ook een voorraad CP (creatine fosfaat)
aangemaakt, en de fosfaatgroep van CP wordt overgedragen aan ADP en dan ontstaat er weer ATP.
Dit proces noemen we directe phosphorylatie, de energiebron is creatine fosfaat. Er is geen
zuurstof voor nodig en het levert 1 ATP molecuul op en een afvalproduct; creatine. Dit laatste
proces duurt zo’n 20 à 30 seconden. De ATP en creatine fosfaat voorraad heet de fosfaatbatterij.
Op een gegeven moment is de fosfaatbatterij op, dan moeten er brandstoffen gebruikt worden. Ook
wel de anaerobe verbranding. Uit energierijke moleculen wordt energie gehaald en wordt in ATP
gestopt. De brandstof is glucose of glycogeen en het wordt afgebroken, dit proces heet glycolyse.
Er ontstaan ATP en melkzuur (lactaat). Bij de verbranding van 1 glucosemolecuul komt 2 ATP vrij.
Glucose wordt afgebroken en omgezet in pyrodruivenzuur maar bij gebrek aan zuurstof kan dit de
mitochondriën niet in. Dus wordt het uiteindelijk omgezet in melkzuur. Na ongeveer een minuut
komt de aerobe verbranding op gang. Dit vindt plaats in de mitochondriën. De brandstoffen zijn
glucose, vetten en eventueel eiwitten. Omdat er nu wel zuurstof aanwezig is, kan het
pyrodruivenzuur de mitochondriën in. Bij de verbranding van 1 glucosemolecuul in de aerobe
verbranding ontstaat 32 ATP en H2O + CO2.
Langzame spiervezels: ook wel rode spiervezels. Voornamelijk geschikt voor duurtaken.
Houdingshandhaving, lichte inspanning, duursport. Voornamelijk aerobe verbranding en
voornamelijk vet en glucose als brandstof. Niet vlug vermoeibaar.
Snelle spiervezels: ook wel witte spiervezels. Voornamelijk voor krachtige (explosieve)
bewegingen. Springen, gooien en sprinten. Anaerobe verbranding. ATP en CP als brandstof
en snel vermoeibaar.
Intermediaire spiervezels : heeft eigenschappen van beide, snelle contractie en relatief lage
vermoeibaarheid.
M. soleus veel langzame spiervezels; M. gastrocnemius meer snelle spiervezels. Mensen verschillen
qua verhouding in spiervezeltypes. Voornamelijk aanleg, verandering is deels trainbaar.
Spierkracht is afhankelijk van:
- neuronale vuurfrequentie
- lengte-kracht relatie
- grootte motorunit
- rekrutering van motor neuronen
- spier diameter
- spiervezeltypes
Celcyclus:
1. G0-fase: de cel doet gewoon zijn werk. 46 strengen DNA aanwezig.
2. S-fase: de cel bereid zich voor op de naderende celdeling. In de S-fase wordt al het DNA
gekopieerd. Er bevinden zich dan tijdelijk 92 strengen DNA in de celkern.
3. G2-fase: gespecialiseerde eiwitten lopen de beide nieuwe strengen DNA nog eens langs, om
vergissingen alsnog op te sporen.
4. M-fase: mitose; de aanmaak van de nieuwe lichaamscel
, Mitose is te onderscheiden in 4 stadia: de profase, metafase, anafase en de telofase
1. Profase: geleidelijk korter en dikker worden van de reeds verdubbelde chromosomen, het
kernmembraan lost langzaam op.
2. Metafase: Kernmembraan helemaal verdwenen, chromosomen liggen los in cytoplasma.
Verplaatsen zich langzaam naar het middenvlak tussen de twee polen. er ontstaat een
soort stervormige structuur.
3. Anafase: de trekdraden trekkend de chromosomen overlangs uiteen in twee chromatiden.
Die worden in de richting van de twee polen getrokken. Rond elke pool verzamelen zich dus
46 chromosomen die de volledige erfelijke informatie bevatten.
4. Telofase: de toestand wordt hersteld van voor de deling van de oudercel. Rond de
chromosomen ontstaat een nieuw kernmembraan en de chromosomen vormen weer een
kluw. De beide dochtercellen snoeren zich af en kunnen zich vervolgens op een nieuwe
deling voorbereiden.
De celdeling, zowel mitose en meiose, beschrijven.
Differentiëren tussen genen en allelen, genotype en fenotype, heterozygoot en
homozygoot, haploïd en diploïd.
Autosomaal dominante- en recessieve overerving en geslachtsgebonden
overervingen chromosomale aandoeningen (trisomie) verklaren.
Mitose: celdeling van een normale lichaamscel; uit 1 moedercel 2 identieke dochtercellen. Heeft als
doel groei, vervanging en herstel van cellen. Meiose: reductiedeling; met als doel de vorming van
geslachtscellen. 4 dochtercellen die ieder de helft van het aantal chromosomen van de oudercel
krijgen
Genen zijn stukjes DNA die coderen voor een erfelijke eigenschap. Éen erfelijke eigenschap (gen) is
opgebouwd uit 2 allelen; een van de vader en een van de moeder. Zijn de allelen identiek aan
elkaar; dus het allel van de vader is hetzelfde als het allel van de moeder, dan is het organisme
homozygoot voor dat gen. Zijn de allelen verschillend van elkaar, dan is het organisme
heterozygoot voor dat gen. Diploïde cel: cel met chromosomenparen. Haploïde cel: cel met enkele
chromosomen; geslachtscellen.
Autosomale overerving: overerving van genen die op de autosomen liggen. Allelen zijn varianten
van genen. Je hebt recessieve allelen en dominante allelen. Homozygoot betekent dat een persoon
2 dezelfde allelen heeft, als een persoon 2 verschillende allelen noem je diegene heterozygoot. Hoe
de allelen verdeeld zijn noem je het genotype (Bb), en hoe het tot uiting komt in en op het lichaam
noem je het fenotype (blauwe ogen).
Je hebt twee soorten overerving; autosomaal en x-chromosomaal. Bij autosomale overerving ligt de
betreffende erfelijke eigenschap op éen van de 22 autosomen. X-chromosomale overerving zijn
geslachtsgebonden. Bij geslachtsgebonden eigenschappen ligt het gen voor die specifieke
eigenschap op het X-chromosoom. Een vrouw heeft 2 X-chromosomen en een man een x en een y.
een mutatie op het x chromosoom is bijna altijd recessief. Doordat het een recessief gen is hebben
mannen een grotere kans dat dit gemuteerde allel tot uiting komt. Mannen hebben namelijk maar
een recessief allel nodig die tot uiting komt en vrouwen twee. Trisomie: tijdens de meiose gaat er
iets niet goed tijdens het verdelen van de chromosomen. Meest bekend is 3 chromosomen bij 21;
syndroom van Down.
Benoemen welke weefsels voortkomen uit de 3 verschillende kiembladen
(ectoderm, endoderm en mesoderm).
Ectoderm = huid en zenuwstelsel; zenuwweefsel, zintuigen, opperhuid: epidermis.
Mesoderm = spieren en bindweefsel; bindweefsel, skelet, bot en kraakbeen, bloed/lymfe,
geslachtsorganen en nieren
Endoderm = organen en hormoonstelsel, spijsverteringsstelsel, ademhalingsstelsel, spitheel blaas
en urinewegen, endocriene klieren.
