Functionele Histologie
HIST4: Contractiele cellen
1. Inleiding
Er zijn vier hoofdgroepen contractiele cellen:
• Spiercellen → dwarsgestreept, hart -en glad spierweefsel
• Myofibroblasten = hebben naast een contractiele rol de eigenschap dat ze collageen kunnen uitscheiden
• Pericyten = gladde spierachtige cellen die bloedvaten omringen
• Myo-epitheliale cellen = belangrijke component van bepaalde secretieklieren
Contractiele cellen : speciaal aangepast om bewegingskrachten te genereren
➔ door de interactie van de eiwitten actine en myosine (contractiele eiwitten)
SKELETSPIEREN
= vormen de structurele basis van spieren die vrijwillige beweging mogelijk maken onder controle van het
zenuwstelsel.
Tijdens embryonale ontwikkeling: honderden myoblasten (voorlopercellen) fuseren met elkaar tot één grote
spiercem → Elke skeletspiervezel is een meerkernig syncytium
➔ een volwassen spiervezel bevat honderden kernen (N), die zich net onder het celmembraan bevinden
2. Algemene kenmerken
Vorm: Skeletspiervezels zijn lange cilindrische cellen
• Diameter = ongeveer 50–60 µm
• Lengte = tot 10 cm afhankelijk van de spier
• In dwarsdoorsnede → hebben een veelhoekige vorm + liggen dicht tegen elkaar
• Cytoplasma :
- veel mitochondriën (energieproductie)
- glycogeen (energievoorraad)
Tussen groepen spiervezels = fibrocollagene septa1 met bloedvaten (S)
Elke spiervezel is omgeven door een lamina externa
Satelietcellen (afb): zitten in volwassen spierweefsel
= spier-voorlopercellen die kunnen delen en nieuwe spiervezels kunnen vormen bij spierbeschadiging
Speciale terminologie van spiercellen:
Omdat spiercellen gespecialiseerd zijn, worden aangepaste termen gebruikt:
Structuur Naam
celmembraan sarcolemma
cytoplasma sarcoplasma
endoplasmatisch reticulum sarcoplasmatisch reticulum
1
= de dunne bindweefselvliezen
1
,3. Myofibrillen en dwarsstreping
De contractiele elementen van skeletspieren zijn myofibrillen
Myofibrillen:
• dunne cilindrische structuren
• diameter: 1–2 µm
• lopen parallel over de lengte van de spiercel
Bestaan uit herhalende patronen van filamenten:
• dikke filamenten → myosine
• dunne filamenten → actine
• Regelmatige afwisseling = lichte en donkere banden = dwarsstreping
Dunne filamenten: bestaan voornamelijk uit actine
• diameter: ±8 nm
• opgebouwd uit G-actine → F-actine
• filamenten zijn polair
worden aan de Z-lijn verankerd via α-actinine
Dikke filamenten: bestaan voornamelijk uit myosine
Een myosinemolecuul:
• twee zware ketens (staart)
• vier lichte ketens
• koppen steken uit en binden aan actine
4. Spiercontractie
Sarcomeer: functionele contractie-eenheid
= het gedeelte van een myofibril tussen twee Z-lijnen
Belangrijke zones:
Zone Betekenis
A-band zone met dikke filamenten (donker)
I-band zone met alleen dunne filamenten (licht)
H-zone centrale zone zonder dunne filamenten
Z-lijn grens van een sarcomeer
M-lijn midden van sarcomeer
• Binnen een sarcomeer = elk dik filament heeft een hexagonale rangschikking waarbij het
wordt omringd door zes dunne filamenten
2
, Sliding filament mechanisme:
Spiercontractie → gebeurt doordat actine- en myosinefilamenten langs elkaar glijden
Tijdens contractie:
• I-band wordt kleiner
• H-zone wordt kleiner
• A-band blijft dezelfde lengte
verkort het sarcomeer en dus de spiervezel.
Mechanisme van spiercontractie:
= Myosinekoppen binden aan actine en bewegen langs het filament
➔ Dit gebeurt in een cyclus van binding en loslating
➔ De energie voor deze beweging komt van ATP-hydrolyse.
Stappen:
1) ATP bindt aan myosine
2) ATP wordt gehydrolyseerd → ADP + Pi
3) myosine bindt aan actine
4) power stroke → filament schuift
5) nieuw ATP verbreekt de binding
Myosine werkt als een ATPase
Regulatie van spiercontractie:
=wordt gecontroleerd door twee regulerende eiwitten op het actinefilament:
• Tropomyosine → bedekt de bindingsplaatsen van myosine op actine
• Troponinecomplex → bestaat uit:
- troponine T = bindt tropomyosine
- troponine I = blokkeert actine-myosine interactie
- troponine C = bindt Ca²⁺
Wanneer Ca²⁺ stijgt, verandert de structuur van troponine + wordt de actine-myosine interactie mogelijk
3
HIST4: Contractiele cellen
1. Inleiding
Er zijn vier hoofdgroepen contractiele cellen:
• Spiercellen → dwarsgestreept, hart -en glad spierweefsel
• Myofibroblasten = hebben naast een contractiele rol de eigenschap dat ze collageen kunnen uitscheiden
• Pericyten = gladde spierachtige cellen die bloedvaten omringen
• Myo-epitheliale cellen = belangrijke component van bepaalde secretieklieren
Contractiele cellen : speciaal aangepast om bewegingskrachten te genereren
➔ door de interactie van de eiwitten actine en myosine (contractiele eiwitten)
SKELETSPIEREN
= vormen de structurele basis van spieren die vrijwillige beweging mogelijk maken onder controle van het
zenuwstelsel.
Tijdens embryonale ontwikkeling: honderden myoblasten (voorlopercellen) fuseren met elkaar tot één grote
spiercem → Elke skeletspiervezel is een meerkernig syncytium
➔ een volwassen spiervezel bevat honderden kernen (N), die zich net onder het celmembraan bevinden
2. Algemene kenmerken
Vorm: Skeletspiervezels zijn lange cilindrische cellen
• Diameter = ongeveer 50–60 µm
• Lengte = tot 10 cm afhankelijk van de spier
• In dwarsdoorsnede → hebben een veelhoekige vorm + liggen dicht tegen elkaar
• Cytoplasma :
- veel mitochondriën (energieproductie)
- glycogeen (energievoorraad)
Tussen groepen spiervezels = fibrocollagene septa1 met bloedvaten (S)
Elke spiervezel is omgeven door een lamina externa
Satelietcellen (afb): zitten in volwassen spierweefsel
= spier-voorlopercellen die kunnen delen en nieuwe spiervezels kunnen vormen bij spierbeschadiging
Speciale terminologie van spiercellen:
Omdat spiercellen gespecialiseerd zijn, worden aangepaste termen gebruikt:
Structuur Naam
celmembraan sarcolemma
cytoplasma sarcoplasma
endoplasmatisch reticulum sarcoplasmatisch reticulum
1
= de dunne bindweefselvliezen
1
,3. Myofibrillen en dwarsstreping
De contractiele elementen van skeletspieren zijn myofibrillen
Myofibrillen:
• dunne cilindrische structuren
• diameter: 1–2 µm
• lopen parallel over de lengte van de spiercel
Bestaan uit herhalende patronen van filamenten:
• dikke filamenten → myosine
• dunne filamenten → actine
• Regelmatige afwisseling = lichte en donkere banden = dwarsstreping
Dunne filamenten: bestaan voornamelijk uit actine
• diameter: ±8 nm
• opgebouwd uit G-actine → F-actine
• filamenten zijn polair
worden aan de Z-lijn verankerd via α-actinine
Dikke filamenten: bestaan voornamelijk uit myosine
Een myosinemolecuul:
• twee zware ketens (staart)
• vier lichte ketens
• koppen steken uit en binden aan actine
4. Spiercontractie
Sarcomeer: functionele contractie-eenheid
= het gedeelte van een myofibril tussen twee Z-lijnen
Belangrijke zones:
Zone Betekenis
A-band zone met dikke filamenten (donker)
I-band zone met alleen dunne filamenten (licht)
H-zone centrale zone zonder dunne filamenten
Z-lijn grens van een sarcomeer
M-lijn midden van sarcomeer
• Binnen een sarcomeer = elk dik filament heeft een hexagonale rangschikking waarbij het
wordt omringd door zes dunne filamenten
2
, Sliding filament mechanisme:
Spiercontractie → gebeurt doordat actine- en myosinefilamenten langs elkaar glijden
Tijdens contractie:
• I-band wordt kleiner
• H-zone wordt kleiner
• A-band blijft dezelfde lengte
verkort het sarcomeer en dus de spiervezel.
Mechanisme van spiercontractie:
= Myosinekoppen binden aan actine en bewegen langs het filament
➔ Dit gebeurt in een cyclus van binding en loslating
➔ De energie voor deze beweging komt van ATP-hydrolyse.
Stappen:
1) ATP bindt aan myosine
2) ATP wordt gehydrolyseerd → ADP + Pi
3) myosine bindt aan actine
4) power stroke → filament schuift
5) nieuw ATP verbreekt de binding
Myosine werkt als een ATPase
Regulatie van spiercontractie:
=wordt gecontroleerd door twee regulerende eiwitten op het actinefilament:
• Tropomyosine → bedekt de bindingsplaatsen van myosine op actine
• Troponinecomplex → bestaat uit:
- troponine T = bindt tropomyosine
- troponine I = blokkeert actine-myosine interactie
- troponine C = bindt Ca²⁺
Wanneer Ca²⁺ stijgt, verandert de structuur van troponine + wordt de actine-myosine interactie mogelijk
3
