SPIERMECHANICA
Mechanische eigenschappen van het sarcomeer
o Bouw van spierweefsel
Sarcomeer is kleinste, zich herhalende bouwsteen van spiervezel
Dwarsdoorsnede: elk myosinefilament
(dikke bol) is omringd door zes
actinefilamenten (dunnne bol) waarmee
het interageert.
Activatie van de spiervezel
, Excitatie → activatie
Sliding filament theorem
o Krachtopbouw in isometrische spiervezel
Aantal cross-bridges is afhankelijk van calcium-concentratie.
Bij configuratieverandering van myosinehoofdje, zal myosinehoofdje
uitgetrokken worden waardoor het een trekkracht uitoefenen.
Kracht in isometrische spiervezel is evenredig met aantal cross-bridges.
, o Snelle en trage spiervezels
Samenstelling spier uit vezeltypes is gerelateerd aan functie.
- Soleus bevat vooral trage vezels.
Functie: posturale balans
- Gastrocnemius bevat vooral snelle vezels.
Functie: springen, lopen, …
1 2 3
1) snelle spiervezels
=> grote kracht
=> Snelle peak kracht
=> lage uithouding
2 en 3) trage spiervezels
=> lage kracht
=> Trage peak kracht
=> Hoge uithouding
o Passieve verlenging van het sarcomeer
In rust: geen verbinding tussen actine en myosine.
Verlenging door rek van buitenaf.
Kracht door stijfheid van bindweefsel rond myofibrillen.
krachttoename
n
spierverlenging
, o Lengte-afhankelijkheid van actieve krachtproductie
Lengte-afhankelijkheid van actieve krachtproductie
- A. 1.2µm
- B. 2.2µm
- C. 3.2µm
1 µm 1 µm
1,65 µm
B. 2,2 µm
1 µm 1 µm
B heeft een grotere plaats van cross bridges 1,65 µm
dan C, dus B kan een grotere kracht generen
dan C C. 3,2 µm
Schematische voorstelling kracht-lengte relatie sarcomeer
o Maximale contractiesnelheid van het sarcomeer
Intrinsieke verkortingssnelheid
- NULLAST
- Kikker:
2.0µm per seconde per half sarcomeer → 4µm/s
2 vezellengten per seconde
- Mens:
10 vezellengten per seconde
- Constant > 1.8µm
, Spierarchitectuur (van sarcomeer tot spier)
o Spier is opgebouwd uit sarcomeren.
o Spierarchitectuur
Rustlengte
- aantal sarcomeren in serie
Fysiologische doorsnede
- aantal sarcomeren in parallel
Vederhoek
- inplantingshoek van vezels t.o.v. pees
o Functionele noden van de spier tijdens de beweging?
Snelheid
- Lichaamsdelen (snel) laten roteren
Kracht
- Lichaamsmassa in beweging brengen
- Uitwendige krachten overwinnen
Bouw van spier reflecteert functie
- Lange spier → snelheid
- Dikke spier → kracht
o Kracht en snelheid van het sarcomeer
2 µm per half sarcomeer => 4 µm per sarcomeer
=> 2 verzellenges per seconde (omdat
sarcomeer 2 µm is)
Bij de mens bedraagt de intrinsieke
verkortingssnelheid: 5-20 vezellengten/s
o Serieschakeling van sarcomeren
Stel Vezellengte = 12,5 cm (Biceps brachii) 50.000 sarcomeren in serie
- maximale verkortingssnelheid
v0 = verkortingssnelheid sarcomeer x aantal sarcomeren
= 5-20/s x 2,5µm x 50.000
= 5-20/s x 12,5cm
= 0,625-2,5m/s
- maximale kracht Fmax = maximale kracht sarcomeer
Mechanische eigenschappen van het sarcomeer
o Bouw van spierweefsel
Sarcomeer is kleinste, zich herhalende bouwsteen van spiervezel
Dwarsdoorsnede: elk myosinefilament
(dikke bol) is omringd door zes
actinefilamenten (dunnne bol) waarmee
het interageert.
Activatie van de spiervezel
, Excitatie → activatie
Sliding filament theorem
o Krachtopbouw in isometrische spiervezel
Aantal cross-bridges is afhankelijk van calcium-concentratie.
Bij configuratieverandering van myosinehoofdje, zal myosinehoofdje
uitgetrokken worden waardoor het een trekkracht uitoefenen.
Kracht in isometrische spiervezel is evenredig met aantal cross-bridges.
, o Snelle en trage spiervezels
Samenstelling spier uit vezeltypes is gerelateerd aan functie.
- Soleus bevat vooral trage vezels.
Functie: posturale balans
- Gastrocnemius bevat vooral snelle vezels.
Functie: springen, lopen, …
1 2 3
1) snelle spiervezels
=> grote kracht
=> Snelle peak kracht
=> lage uithouding
2 en 3) trage spiervezels
=> lage kracht
=> Trage peak kracht
=> Hoge uithouding
o Passieve verlenging van het sarcomeer
In rust: geen verbinding tussen actine en myosine.
Verlenging door rek van buitenaf.
Kracht door stijfheid van bindweefsel rond myofibrillen.
krachttoename
n
spierverlenging
, o Lengte-afhankelijkheid van actieve krachtproductie
Lengte-afhankelijkheid van actieve krachtproductie
- A. 1.2µm
- B. 2.2µm
- C. 3.2µm
1 µm 1 µm
1,65 µm
B. 2,2 µm
1 µm 1 µm
B heeft een grotere plaats van cross bridges 1,65 µm
dan C, dus B kan een grotere kracht generen
dan C C. 3,2 µm
Schematische voorstelling kracht-lengte relatie sarcomeer
o Maximale contractiesnelheid van het sarcomeer
Intrinsieke verkortingssnelheid
- NULLAST
- Kikker:
2.0µm per seconde per half sarcomeer → 4µm/s
2 vezellengten per seconde
- Mens:
10 vezellengten per seconde
- Constant > 1.8µm
, Spierarchitectuur (van sarcomeer tot spier)
o Spier is opgebouwd uit sarcomeren.
o Spierarchitectuur
Rustlengte
- aantal sarcomeren in serie
Fysiologische doorsnede
- aantal sarcomeren in parallel
Vederhoek
- inplantingshoek van vezels t.o.v. pees
o Functionele noden van de spier tijdens de beweging?
Snelheid
- Lichaamsdelen (snel) laten roteren
Kracht
- Lichaamsmassa in beweging brengen
- Uitwendige krachten overwinnen
Bouw van spier reflecteert functie
- Lange spier → snelheid
- Dikke spier → kracht
o Kracht en snelheid van het sarcomeer
2 µm per half sarcomeer => 4 µm per sarcomeer
=> 2 verzellenges per seconde (omdat
sarcomeer 2 µm is)
Bij de mens bedraagt de intrinsieke
verkortingssnelheid: 5-20 vezellengten/s
o Serieschakeling van sarcomeren
Stel Vezellengte = 12,5 cm (Biceps brachii) 50.000 sarcomeren in serie
- maximale verkortingssnelheid
v0 = verkortingssnelheid sarcomeer x aantal sarcomeren
= 5-20/s x 2,5µm x 50.000
= 5-20/s x 12,5cm
= 0,625-2,5m/s
- maximale kracht Fmax = maximale kracht sarcomeer
