Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Hoofdstuk 6 - Luca
Ongeveer 40% van het lichaam is skeletspierweefsel en nog eens 10% glad en
hartspierweefsel. Sommige basische principes van contractie gaan op voor alle spiertypen.
Fysiologische anatomie van skeletspieren
Luca Plekkenpol
, Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Skeletspieren zijn samengesteld uit vele vezels van 10-80 micrometer in diameter. In de meeste
skeletspieren lopen de vezels over de hele lengte van de spier. Behalve ongeveer 2% van de
vezels, is elke vezel geïnnerveerd door maar één zenuwuiteinde, die in het midden van de vezel
ligt.
Het sarcolemma is een dun membraan om de skeletspiervezel
Het sarcolemma bestaat uit een echt celmembraan, het plasmamembraan genaamd, en een
buitenlaag die bestaat uit een dunne laag polysaccharidemateriaal dat talrijke dunne
collageenfibrillen bevat. Aan elk uiteinde van de spiervezel versmelt deze oppervlaktelaag van
het sarcolemma met een peesvezel. De peesvezels verzamelen zich op hun beurt in bundels
om de spierpezen te vormen die vervolgens de
spieren met de botten verbinden.
Myofibrillen bestaan uit actine- en
myosinefilamenten
Elke spiervezel bevat meerdere honderden tot
duizenden myofibrillen. Elke myofibril is
samengesteld uit ongeveer 1500 aangrenzende
myosinefilamenten en 3000 actinefilamenten, wat
grote gepolymeriseerde eiwitmoleculen zijn die
zorgen voor de spiercontractie.
De filamenten zijn te zien in de figuur hiernaast. De
dikke filamenten zijn myosine, de dunne actine.
Merk in E in de figuur op de vorige pagina op dat de
myosine- en actinefilamenten gedeeltelijk in elkaar
grijpen en er dus voor zorgen dat de myofibrillen afwisselend lichte en donkere banden hebben.
De lichte banden bevatten alleen actinefilamenten (I-banden), deze zijn isotroop voor
gepolariseerd licht, dat wil zeggen dat het licht in alle richtingen gelijkmatig wordt verstrooid. De
donkere banden bevatten myosinefilamenten én de uiteinden van de actinefilamenten waar ze
overlappen met het myosine (A-banden), deze zijn anisotroop voor gepolariseerd licht, wat
betekent dat het licht in bepaalde richtingen meer verstrooid wordt dan in andere. In F t/m I in
de figuur op de vorige pagina zijn ook de crossbridges oftewel de verbindingen tussen de
myosine- en actinefilamenten te zien, welke zorgen voor contractie.
De uiteinden van de actinefilamenten zijn verbonden aan een Z-disk. Vanaf deze schijf strekken
deze filamenten zich in beide richtingen uit om in elkaar te grijpen met de myosinefilamenten.
De Z-schijf, die is samengesteld uit filamenteuze eiwitten die verschillen van de actine- en
myosinefilamenten, passeert kruiselings over de myofibril en ook kruiselings van myofibril naar
myofibril, waarbij de myofibrillen over de hele lengte van de spiervezel aan elkaar worden
bevestigd. Daarom heeft de hele spiervezel lichte en donkere banden, net als de individuele
myofibrillen. Deze banden geven skelet- en hartspieren hun gestreepte uiterlijk. Het deel van de
myofibril tussen twee opvolgende Z-disks is een sarcomeer. Bij contractie is de lengte van een
sarcomeer ongeveer 2 micrometer, waarbij de actine- en myosinefilamenten compleet
overlappen en de uiteinden van de actinefilamenten elkaar ook gaan overlappen. Op deze
lengte kan de spier de maximale kracht genereren.
Luca Plekkenpol
, Samenvatting leerstof selectie premaster Geneeskunde
Titine filamenteuze moleculen houden de andere filamenten op de plaats
Het eiwit titine houdt de myosine- en actinefilamenten bij elkaar. Elk titine-molecuul heeft een
molecuulgewicht van 3 miljoen, het is één van de grootste eiwitten in het lichaam. Omdat het
filamenteus is, is het erg veerkrachtig. Het titine werkt als een soort frame om actine en myosine
op hun plaats te houden, zodat het contractiele mechanisme van het sarcomeer blijft werken.
Één uiteinde van titine is elastisch en verbonden aan de Z-disk, werkt als een veer en verandert
de lengte wanneer de sarcomeer contraheert en
ontspant. Het andere uiteinde bindt het aan het dikke
myosinefilament. Het titinemolecuul kan ook dienen als
template voor de initiële vorming van delen van de
contractiele filamenten van het sarcomeer, in het
bijzonder de myosinefilamenten.
Sarcoplasma is de intracellulaire vloeistof tussen
myofibrillen
Veel myofibrillen zijn naast elkaar opgehangen in elke
spiervezel. De ruimtes tussen de myofibrillen zijn gevuld met intracellulaire vloeistof,
sarcoplasma genaamd, die grote hoeveelheden kalium, magnesium en fosfaat bevat, plus
meerdere proteïne-enzymen. Ook aanwezig zijn enorme aantallen mitochondria die parallel aan
de myofibrillen liggen. Deze mitochondriën voorzien de samentrekkende myofibrillen van grote
hoeveelheden energie in de vorm van adenosinetrifosfaat (ATP)
gevormd door de mitochondriën.
Sarcoplasmatisch reticulum is een gespecialiseerd ER van
skeletspierweefsel
Ook bevindt zich in het sarcoplasma dat de myofibrillen van
elke spiervezel omringt, een uitgebreid reticulum, het
sarcoplasmatisch reticulum genoemd. Dit reticulum heeft een
speciale organisatie die uitermate belangrijk is bij het reguleren
van calciumopslag, -afgifte, -heropname en dus spiercontractie.
De snel samentrekkende soorten spiervezels hebben een
bijzonder uitgebreide sarcoplasmatische reticula.
Luca Plekkenpol
