H19 - Sport
19.1 - Bouw van pezen en spieren
Pezen bestaan uit bindweefsel dat andere weefsels aan elkaar koppelt en organen op hun
plaats houdt m.b.v. tussencelstof, een eiwitrijk gelachtig materiaal rond de cellen.
Bij samentrekking skeletspieren bewegen botten rond draaipunten in gewrichten. Veel
training zorgt voor meer krachtlevering en uithoudingsvermogen spieren. Pezen verbinden
skeletspieren met botten, banden verbinden botten (bijv. kruisbanden). Vezels in pezen zijn
opgebouwd uit eiwit collageen. Drie collageenketens draaien tot quaternaire structuur met
drievoudige helix, vormen hiermee collageenfibril. Aantallen collageenfibrillen vormen
collageenvezel, collageenvezels vormen collageenbundels. Door deze kabelstructuur is
een pees bestendig tegen veel kracht. Achillespees helpt bij voortbewegen. Bij krachtzetten
op voet drukt deze pees in. De gedraaide collageenstrengen slaan veerenergie op in de
pees, die vrijkomt wanneer de grote kuitspier samentrekt, waadoor hiel makkelijker naar
boven beweegt.
Door tussencelstof zijn cellen in bindweefsel verder van elkaar
verwijderd. In celmembranen bevinden zich daarom
connexon-eiwitten, waardoor in beide membranen een opening
wordt gevomd, genoemd gap junction. Hierdoor bewegen ionen
en moleculen, waardoor verandeirngen in de ene cel de andere
cel beïnvloeden. Deze openingen zijn niet permanent.
Skeletspieren zijn opgebouwd uit spiervezels, bestaande uit samensmelting van
spiercellen, waardoor zij meerdere kernen hebben. Spiervezels bevatten myofibrillen,
waardoor zij samentrekken. Zij bestaan uit dunne filamenten, opgebouwd uit eiwit actine, en
dikke filamenten, opgebouwd uit eiwit myosine. Rangschikking geeft patroon van lichte en
donkere banden (I- en A-banden), waardoor spierweefsel skeletspieren dwarsgestreept
spierweefsel heet. Middenin de I-banden bevindt zich de Z-lijn. Het deel tussen twee
Z-lijnen heet een sarcomeer, de kleinste eenheid van spiervezel die kan samentrekken
(Binas 90C).
Impulsen vanuit de hersenen komen terecht in neuromusculaire synapsen (motorische
eindplaatjes), waar acetylcholine vrijkomt dat spiervezels activeert. Axonen vertakken zich
tot meerdere spiervezels, waardoor meerdere vezels tegelijk op dezelfde impulsen reageren
en meerdere sarcomeren tegelijkertijd verkorten. Een groep spiervezels die op de impulsen
van één axon reageren heet een motorische eenheid.
Hartspierweefsel is ook dwarsgestreept. De cellen vormen echter geen lange vezels, maar
een netwerk van onderling verbonden spiervezels. Gap junctions tussen de hartspiercellen
zorgen ervoor dat de spier gecoödineerd samentrekt. Glad spierweefsel is bij wanden
bloedvaten, bronchiën, maag, darmen, baarmoeder en blaas. Streeppatroon ontbreekt
omdat myofibrillen minder geordend liggen dan in dwarsgestreepte vezels (Binas 80E).
Dwarsgestreept spierweefsel: krachtig, kortdurend, wordt snel vermoeid
1
, Glad spierweefsel: zwak, langdurend, wordt minder snel vermoeid
19.2 - Bewegingen in spiervezels
Rond elke bundel myofibrillen bevindt zich het sarcoplasmatisch reticulum (SR). In
spiervezel bevat SR veel Ca2+-ionen. Tegen het SR liggen T-buisjes die bij membraan rond
spierweefsel (sarcolemma) beginnen en vervolgens tot diep in de spiervezel doordringen.
T-buisjes zijn gevuld met vloeistof en bevatten veel ionkanalen. Bereikt een impuls de
neuromusculaire synaps, dan komt acetylcholine vrij. Deze neurotransmitter depolariseert
het sarcolemma met de T-buisjes, wat de impuls in de spier brengt. Dat leidt tot openen
Ca2+-poorten in SR. Ca2+ stroomt de spiervezel in, waardoor myosinemoleculen verder
tussen de actinemoleculen verschuiven, wat de lengte van de sarcomeren verkort.
Ca2+-pompen brengen het Ca2+ weer terug in het SR, zodat bij de volgende impuls uit het
motorneuron de cyclus zich kan herhalen.
In rust zorgt eiwit tropomyosine ervoor dat myosine- en
actinefilamenten niet aan elkaar kunnen koppelen. Door
Ca2+ verschuift dit eiwit, waardoor het myosinefilament kan
koppelen aan het actinefilament. Myosine is een
motoreiwit dat ATP gebruikt om organellen of
celonderdelen te laten bewegen. Dit eiwit zet ATP om in
ADP + Pi, waardoor de kop van dit molecuul verandert en
koppelt aan actine waarbij het ADP loslaat. Het myosine
laat actine los en veert terug naar zijn oude stand. Hierdoor
verkort het sarcomeer. Hierna bindt er weer een nieuw
ATP-molecuul aan het myosinekopje, waarna proces
herhaalt (Binas 90C).
Zolang Ca2+ in grondplasma aanwezig is, blijven myosinefilamenten gekoppeld aan
actinefilamenten en blijft de spier gespannen. Ook bij onvoldoende ATP blijft spier
gespannen, met kramp als gevolg. Als er geen Ca2+-ionen meer vrijkomen, dan kan
myosine niet opnieuw aan actinemoleculen trekken, waardoor spier verslapt. Spieren
werken in koppels. Voor verlenging spier na verslapping is antagonist nodig. Buig- en
strekspieren van de arm zijn een voorbeeld hiervan. Spierspoeltjes en peeslichaampjes zijn
hierbij nauw betrokken. Trekt een spier te krachtig samen, of is er een te grote kracht op de
pees, dan wordt door impulsgeleiding via het ruggenmerg er voor gezorgd dat de
samengetrokken spier ontspant en de antagonist samentrekt, waadoor spanning vermindert.
Gladde spieren werken ook in koppels, bijv. kring- en lengtespieren slokdarm waardoor
voedselbrokken bewogen worden. Oprekken van hartspier gebeurt tijdens vulfase van het
hart. Het bloed drukt de boezems en kamers open en heeft antagonistische werking op
hartspier in rust. De hartpauze zorgt overigens voor rust hartspier (= geen overbelasting).
Bij snelle spiervezels splitst ATP-ase op myosinekoppen ATP sneller dan langzame
spiervezels, waardoor spier snel samentrekt en men beter is voor korte, krachtige, snelle
inspanning. Krachttraining zorgt, door aanmaak van extra actine- en myosinefilamenten,
voor vergroot volume en kracht van spiervezels. Langzame spiervezels zijn geschikt voor
langdurige actie (ATP-ase splitst ATP slomer). Zij zijn rood door grote hoeveelheid
myoglobine en hoeveelheid haarvaten. Duurtraining vergroot aantal mitochondriën in vezels
2
