SR: sarcoplasmatisch reticulum
Spierweefsel SP: sarcoplasma
RER: ruw endoplasmatisch reticulum
1 Algemene kenmerken GA: golgi-apparaat
• spiercellen (myocyten): contractie
o à beweging actine en myosine (eiwitten) draadvormig en langwerpig
o à meestal spiervezels genoemd
o omgeven door lamina basalis + omringd door bindweefsel s.s.
• 3 soorten:
o skeletspieren: willekeurig + dwarsgestreept
o à hartspierweefsel: onwillekeurig + dwarsstreping
o à gladspierweefsel: onwillekeurig, in wand holle organen, geen dwarsstreping
• spierweefsel:
o sterk gevasculariseerd
o aantreffen zenuwstructuren (spieren gestuurd door zenuwstelsel)
o collageen BW ter bescherming
(myostatine = inhiberende groeifactor spieren à bij mutatie: hypertrofie + hyperplasie1)
2. contractie: interactie tussen actine en myosine
à contractie tot stand door interactie tussen actine en myosine, over elkaar schuiven actine- en
myosinefilamenten = sliding filament
• actinefilamenten (F-actine)
o actine opgebouwd uit microfilamenten (uit helix G-actine)
o opbouw door polymerisatie globulaire actinemonomeren (G-actine) à dubbele helix
à polymeriseren tot filament actine (F-acine) à hebben + en - zijde
o plus-zijde (barbed end): ATP-bindende monomeren erbij
o min-zijde (pointed end): ADP-bindende monomeren vallen af
o elk actinemonomeer 1 bindingsplaats myosine
o gestabiliseerd door tropomyosine: gelegen in groeve dubbelstrenghelix
à sterkt zich uit over de lengte 7 G-actine monomeren
o d.m.v. eiwitcomplexen vastgehecht met plus-zijde, min-zijde =vrij
o voornaamste actine-bindend eiwit = α-actinine
• polymerisatie wordt beïnvloed door eiwitten
o cytochalasine: bindt aan plusuiteinde zodat geen nieuwe monomeren erbij
(verhindert verlenging F-actine)
o phalloidine: verhindert dissociatie F-actine
1
= toename weefsel
1
, • myosines = familie eiwitten
àin spiercellen vooral myosine II
o 2 identieke ‘zware ketens’: staartdelen over hele lengte spiraalsgewijs gewonden.
o 1 zijde beide ketens gebogen + beide kopgedeelten steken naar buiten.
à kop: 3 regio’s :
§ een regio die bindt op actine
(interactie !!)
§ een regio die ATP-ase activiteit
bevat en waaraan ATP kan
binden
§ een regio die de regulerende
‘lichte ketens’ kan binden.
• spier in rust: aan de myosinekoppen ATP gebonden à splitst in ADP en een fosfaatgroep
(deze hydrolyse zorgt ervoor dat myosinemolecule loskomt van actine + kopgedeelte naar de
oorspronkelijke positie gebracht)
• activering spiercel: myosine binden aan actine à fosfaatgroep komt vrij à energie om
kop + nek myosine om te buigen à actinefilament verplaatst à dissociatie ADP van
myosine zodat ATP opnieuw kan binden.
cyclus herhaald zodat
kopgedeelten myosine in
richting plus-einde actine
bewegen
organisatie van actine en
myosine in myocyten =
afhankelijk spierceltypen
3 Dwarsgestreept skeletspierweefsel
3.1 Organisatie van actine en myosine in de skeletspiercel: myofilamenten, sarcomeren en
myofibrillen
actinefilamenten:
• typische dubbelstrenghelix met in groeve tropomyosine-eiwit
à aan tropomyosine troponinecomplex: samen met tropomyosine controle interactie
myosine en actine
• actine + tropomyosine + troponine = ‘dunne’ filamenten (7 nm breed, 1 µm lang)
à met plus-einde vast thv Z-schijf (=eiwitcomplex waarin intermediaire filamenten zoals
vimentine en desmine belangrijke rol)
• vanuit Z-schijf: actinefilamenten evenwijdig in 2 tegenovergestelde richtingen à allignatie
• lengte gecontroleerd door eiwit nebuline
2
,myosinefilamenten:
• staartdelen myosine assembleren tot bipolair aggregaat: langs beide
uiteinden meerdere myosinekoppen uitsteken
à ontstaan myosinefilamenten (15 nm breed, 1,5 µm lang)
• ‘dikke’ filamenten
• op plek gehouden door titine (= elastisch eiwit aangehecht aan Z-schijf en tot in het midden
myosinefilament loopt)
• uiteinden myosinefilamenten niet aan Z-schijf
• myosinekoppen wijzen naar de actinefilamenten
• middendelen myosinefilamenten op plek door specifieke eiwitcomplexen
(vormen samen M-lijn)
à myosinemoleculen evenwijdig met actine-filamenten + tov elkaar gealigneerd
sarcomeer:
• functionele eenheid binnen de dwarsgestreepte spiervezels
• lengte heeft van ±2,6 µm
• afstand tussen 2 Z-lijnen
• verkort bij contractie (=kleinste contractiele eenheid spiercel)
• opeenvolgende sarcomeren = myofibril
• parallel gerangschikt (door hulp o.a. desmine)
3.2 Opbouw van een skeletspiercel
• diameter van 10 tot 100 µm + in lengte variëren (enkele mm-10-tallen cm)
• dwarsstreping (= dwars op de lengterichting van de spiercel!) door parallelle ligging
sarcomeren
• myofibrillen: bezetten 80% cytoplasma (in spiercellen sarcoplasma).
• In sarcoplasma: mitochondria + glycogeenkorrels (koolhydraatreserve !)
à afbraak glycogeen + activiteit mitochondria à ATP-moleculen voor contractie
• veelkernig (ontstaan uit fusie éénkernige myoblasten)
• kernen wandstandig (tegen sarcolemma) gelegen zijn.
(myofilamenten verankerd aan sarcolemma door costameren)
• A-banden (= anisotroop) = middelste gedeelten sarcomeer
o overlapping actine- en myosinefilamenten
o in midden: H-band met enkel myosinefilamenten àin midden H-band: M-lijn
• I-banden (= isotroop):
o in midden de Z-schijf
o voornamelijk actinefilamenten
3
,à bij overgang A-band naar I-band: triade
(= belangrijk bij excitatie-contractie koppeling skeletspiercel)
à 1 sarcomeer: Z-schijf + halve I-band + A-band + nog een halve I-band + Z-schijf
• sarcolemma: buisvormige invaginaties tot diep in spiercel = transverse tubuli of T-tubuli
à vormt samen met 2 laterale delen sarcoplamatische reticulum een triade
à verspreid neurale prikkel tot bij dieper gelegen fibrillen
à gelegen t.h.v. grens A-band en I-band
3.3 Koppeling tussen excitatie en contractie van de skeletspiercel
• contractie onder invloed impuls afkomstig motorische zenuwcel (= motorisch neuron).
• via omliggend BW bereikt zenuwvezel spiercel: myelineschede rond zenuwvezel
à signalen motorische zenuwcel snel naar spiercel
• verbinding ZV en skeletspiercel = motorische eindplaat
(=verzameling myoneuronale synapsen) ook neuromusculaire juncties genoemd)
à Elke junctie of synaps bestaat uit:
1. eindverdikking van axon met secretievesikels, gevuld met neurotransmitters (primaire
transmitter is hier acetylcholine);
2. nauwe (20-50 nm) synaptische spleet
3. sarcolemma spiercel met die diepe plooien (junctional folds)
à op kammen van deze plooien: expressie acetylcholinereceptoren
à sarcoplasma onder deze plooien bevat veel mitochondriën, ribosomen en
glycogeenkorrels
1. toekomende actiepotentiaal
2. Ca-kanalen open in eindknopje
3. Exocytose acetylcholine
4. Acetylcholine vrij in synaptische spleet
5. Acetylcholine bindt op
acetylcholinereceptoren
6. Door instroom Na+: depolarisatie
plasmamabraan skeletspiercel
7. Depolarisatie verspreidt zich over
sarcolemma
Overtollig acetylcholine afgebroken door
acetylcholine-esterase
• actiepotentiaal bij junctie
o membraandepolaristaie + exocystose
o vrijstelling acetylcholine in synaptische spleet
o acetylcholine bindt op acetylcholinereceptoren op sarcolemma
o depolarisatie sarcolemma
! Overtollige acetylcholine wordt onmiddellijk afgebroken door enzyme acetylcholine-
esterase in homogene matrix van synaptische spleet à voorkomt dat acetylcholine voor
lange tijd receptoren in sarcolemma zou bezet houden, waardoor spiercelniet prikkelbaar
zou zijn
o membraandepolarisatie sarcolemma verspreidt zich over hele lengte spiercel en via de T-
tubuli naar individuele myofibrillen
4
, o deze activering wordt overgedragen op sarcoplasmatisch reticulum àvrijstellen
van calcium-ionen in het cytoplasma
o calcium-ionen zullen de contracties van de myofibrillen inleiden (sliding filament
mechanisme) (Ca-ionen bindt op Tc à Tn dieper in groeve F-actine à actine makkelijk
binden op myosine)
(overtollig Ca geabsorbeerd in sacroplasmatisch reticulum zodat concentratie Ca daalt en contractie
eindigt)
doorgeven stimulus zenuwcel die aanleiding geeft tot contractie = excitatie-contractiekoppeling of
elektromechanische koppeling
• motorische eindplaats= myoneurale verbinding
• elke skeletspiervezel maar 1 myoneurale verbinding
myasthenia gravis = auto-immuunziekte waarbij lichaam antilichamen aanmaakt tegen eigen
acetylcholine receptoren à acetylcholine kan niet binden à slechte werking spieren
3.4 Contractie van de skeletspiercel
troponinecomplex:
• gekoppeld aan tropomyosine in groeve actine dubbelhelix
• 3 subeenheden
o troponine I: inhibeert binding van myosine aan actine
o troponine T: bindt aan tropomyosine
o troponine C: bindt Ca2+
• Wanneer geen vrij Ca2+ in cytoplasma aanwezig verhinderen troponine en tropomyosine
binding van myosine aan actine.
- excitatie-contractiekoppeling à calcium-ionen vrijgesteld uit het sarcoplasmatisch reticulum (dat
zich ter hoogte van elke overgang van A- naar I-band bevindt)
à in elk sarcomeer bindt Ca2+ op troponine C
à conformatieverandering in het troponine-tropomyosinecomplex: door beweging
tropomyosine komt bindingsplaats myosine op actinefilamenten vrij à interactie tussen myosine
en actine à actinefilamenten bewegen t.o.v. myosinefilamenten
!! constante hoeveelheid ATP = noodzakelijk voor contractie
à aanvoer via creatine fosfatase van mitochondriën
à hebben creatine kinase nodig (=aanwezig in opgeloste vorm in SP en is component M-lijn)
à katalyseert de transfer van fosfaat van creatine fosfatase naar ADP
- bij einde depolarisatie sarcolemma: calcium-ionen door ionenpompen teruggepompt naar
sarcoplasmatisch reticulum
à intracellulaire calciumconcentratie verlaagt + spiervezel verslapt.
àwanneer dit niet geval à myosine- en actine niet meer van elkaar los (=rigor mortis)
- excitatie-contractiekoppeling steunt op depolarisatie plasmamembraan spiercel
à alle myofibrillen én alle sarcomeren krijgen tegelijkertijd signaal om te contraheren.
EM-koppeling bij skeletspieren:
• Myoneurale synaps= zenuwprikkel overgedragen op skeletspier
• Elektrisch wordt omgezet in mechanisch event (contractie)
5
Spierweefsel SP: sarcoplasma
RER: ruw endoplasmatisch reticulum
1 Algemene kenmerken GA: golgi-apparaat
• spiercellen (myocyten): contractie
o à beweging actine en myosine (eiwitten) draadvormig en langwerpig
o à meestal spiervezels genoemd
o omgeven door lamina basalis + omringd door bindweefsel s.s.
• 3 soorten:
o skeletspieren: willekeurig + dwarsgestreept
o à hartspierweefsel: onwillekeurig + dwarsstreping
o à gladspierweefsel: onwillekeurig, in wand holle organen, geen dwarsstreping
• spierweefsel:
o sterk gevasculariseerd
o aantreffen zenuwstructuren (spieren gestuurd door zenuwstelsel)
o collageen BW ter bescherming
(myostatine = inhiberende groeifactor spieren à bij mutatie: hypertrofie + hyperplasie1)
2. contractie: interactie tussen actine en myosine
à contractie tot stand door interactie tussen actine en myosine, over elkaar schuiven actine- en
myosinefilamenten = sliding filament
• actinefilamenten (F-actine)
o actine opgebouwd uit microfilamenten (uit helix G-actine)
o opbouw door polymerisatie globulaire actinemonomeren (G-actine) à dubbele helix
à polymeriseren tot filament actine (F-acine) à hebben + en - zijde
o plus-zijde (barbed end): ATP-bindende monomeren erbij
o min-zijde (pointed end): ADP-bindende monomeren vallen af
o elk actinemonomeer 1 bindingsplaats myosine
o gestabiliseerd door tropomyosine: gelegen in groeve dubbelstrenghelix
à sterkt zich uit over de lengte 7 G-actine monomeren
o d.m.v. eiwitcomplexen vastgehecht met plus-zijde, min-zijde =vrij
o voornaamste actine-bindend eiwit = α-actinine
• polymerisatie wordt beïnvloed door eiwitten
o cytochalasine: bindt aan plusuiteinde zodat geen nieuwe monomeren erbij
(verhindert verlenging F-actine)
o phalloidine: verhindert dissociatie F-actine
1
= toename weefsel
1
, • myosines = familie eiwitten
àin spiercellen vooral myosine II
o 2 identieke ‘zware ketens’: staartdelen over hele lengte spiraalsgewijs gewonden.
o 1 zijde beide ketens gebogen + beide kopgedeelten steken naar buiten.
à kop: 3 regio’s :
§ een regio die bindt op actine
(interactie !!)
§ een regio die ATP-ase activiteit
bevat en waaraan ATP kan
binden
§ een regio die de regulerende
‘lichte ketens’ kan binden.
• spier in rust: aan de myosinekoppen ATP gebonden à splitst in ADP en een fosfaatgroep
(deze hydrolyse zorgt ervoor dat myosinemolecule loskomt van actine + kopgedeelte naar de
oorspronkelijke positie gebracht)
• activering spiercel: myosine binden aan actine à fosfaatgroep komt vrij à energie om
kop + nek myosine om te buigen à actinefilament verplaatst à dissociatie ADP van
myosine zodat ATP opnieuw kan binden.
cyclus herhaald zodat
kopgedeelten myosine in
richting plus-einde actine
bewegen
organisatie van actine en
myosine in myocyten =
afhankelijk spierceltypen
3 Dwarsgestreept skeletspierweefsel
3.1 Organisatie van actine en myosine in de skeletspiercel: myofilamenten, sarcomeren en
myofibrillen
actinefilamenten:
• typische dubbelstrenghelix met in groeve tropomyosine-eiwit
à aan tropomyosine troponinecomplex: samen met tropomyosine controle interactie
myosine en actine
• actine + tropomyosine + troponine = ‘dunne’ filamenten (7 nm breed, 1 µm lang)
à met plus-einde vast thv Z-schijf (=eiwitcomplex waarin intermediaire filamenten zoals
vimentine en desmine belangrijke rol)
• vanuit Z-schijf: actinefilamenten evenwijdig in 2 tegenovergestelde richtingen à allignatie
• lengte gecontroleerd door eiwit nebuline
2
,myosinefilamenten:
• staartdelen myosine assembleren tot bipolair aggregaat: langs beide
uiteinden meerdere myosinekoppen uitsteken
à ontstaan myosinefilamenten (15 nm breed, 1,5 µm lang)
• ‘dikke’ filamenten
• op plek gehouden door titine (= elastisch eiwit aangehecht aan Z-schijf en tot in het midden
myosinefilament loopt)
• uiteinden myosinefilamenten niet aan Z-schijf
• myosinekoppen wijzen naar de actinefilamenten
• middendelen myosinefilamenten op plek door specifieke eiwitcomplexen
(vormen samen M-lijn)
à myosinemoleculen evenwijdig met actine-filamenten + tov elkaar gealigneerd
sarcomeer:
• functionele eenheid binnen de dwarsgestreepte spiervezels
• lengte heeft van ±2,6 µm
• afstand tussen 2 Z-lijnen
• verkort bij contractie (=kleinste contractiele eenheid spiercel)
• opeenvolgende sarcomeren = myofibril
• parallel gerangschikt (door hulp o.a. desmine)
3.2 Opbouw van een skeletspiercel
• diameter van 10 tot 100 µm + in lengte variëren (enkele mm-10-tallen cm)
• dwarsstreping (= dwars op de lengterichting van de spiercel!) door parallelle ligging
sarcomeren
• myofibrillen: bezetten 80% cytoplasma (in spiercellen sarcoplasma).
• In sarcoplasma: mitochondria + glycogeenkorrels (koolhydraatreserve !)
à afbraak glycogeen + activiteit mitochondria à ATP-moleculen voor contractie
• veelkernig (ontstaan uit fusie éénkernige myoblasten)
• kernen wandstandig (tegen sarcolemma) gelegen zijn.
(myofilamenten verankerd aan sarcolemma door costameren)
• A-banden (= anisotroop) = middelste gedeelten sarcomeer
o overlapping actine- en myosinefilamenten
o in midden: H-band met enkel myosinefilamenten àin midden H-band: M-lijn
• I-banden (= isotroop):
o in midden de Z-schijf
o voornamelijk actinefilamenten
3
,à bij overgang A-band naar I-band: triade
(= belangrijk bij excitatie-contractie koppeling skeletspiercel)
à 1 sarcomeer: Z-schijf + halve I-band + A-band + nog een halve I-band + Z-schijf
• sarcolemma: buisvormige invaginaties tot diep in spiercel = transverse tubuli of T-tubuli
à vormt samen met 2 laterale delen sarcoplamatische reticulum een triade
à verspreid neurale prikkel tot bij dieper gelegen fibrillen
à gelegen t.h.v. grens A-band en I-band
3.3 Koppeling tussen excitatie en contractie van de skeletspiercel
• contractie onder invloed impuls afkomstig motorische zenuwcel (= motorisch neuron).
• via omliggend BW bereikt zenuwvezel spiercel: myelineschede rond zenuwvezel
à signalen motorische zenuwcel snel naar spiercel
• verbinding ZV en skeletspiercel = motorische eindplaat
(=verzameling myoneuronale synapsen) ook neuromusculaire juncties genoemd)
à Elke junctie of synaps bestaat uit:
1. eindverdikking van axon met secretievesikels, gevuld met neurotransmitters (primaire
transmitter is hier acetylcholine);
2. nauwe (20-50 nm) synaptische spleet
3. sarcolemma spiercel met die diepe plooien (junctional folds)
à op kammen van deze plooien: expressie acetylcholinereceptoren
à sarcoplasma onder deze plooien bevat veel mitochondriën, ribosomen en
glycogeenkorrels
1. toekomende actiepotentiaal
2. Ca-kanalen open in eindknopje
3. Exocytose acetylcholine
4. Acetylcholine vrij in synaptische spleet
5. Acetylcholine bindt op
acetylcholinereceptoren
6. Door instroom Na+: depolarisatie
plasmamabraan skeletspiercel
7. Depolarisatie verspreidt zich over
sarcolemma
Overtollig acetylcholine afgebroken door
acetylcholine-esterase
• actiepotentiaal bij junctie
o membraandepolaristaie + exocystose
o vrijstelling acetylcholine in synaptische spleet
o acetylcholine bindt op acetylcholinereceptoren op sarcolemma
o depolarisatie sarcolemma
! Overtollige acetylcholine wordt onmiddellijk afgebroken door enzyme acetylcholine-
esterase in homogene matrix van synaptische spleet à voorkomt dat acetylcholine voor
lange tijd receptoren in sarcolemma zou bezet houden, waardoor spiercelniet prikkelbaar
zou zijn
o membraandepolarisatie sarcolemma verspreidt zich over hele lengte spiercel en via de T-
tubuli naar individuele myofibrillen
4
, o deze activering wordt overgedragen op sarcoplasmatisch reticulum àvrijstellen
van calcium-ionen in het cytoplasma
o calcium-ionen zullen de contracties van de myofibrillen inleiden (sliding filament
mechanisme) (Ca-ionen bindt op Tc à Tn dieper in groeve F-actine à actine makkelijk
binden op myosine)
(overtollig Ca geabsorbeerd in sacroplasmatisch reticulum zodat concentratie Ca daalt en contractie
eindigt)
doorgeven stimulus zenuwcel die aanleiding geeft tot contractie = excitatie-contractiekoppeling of
elektromechanische koppeling
• motorische eindplaats= myoneurale verbinding
• elke skeletspiervezel maar 1 myoneurale verbinding
myasthenia gravis = auto-immuunziekte waarbij lichaam antilichamen aanmaakt tegen eigen
acetylcholine receptoren à acetylcholine kan niet binden à slechte werking spieren
3.4 Contractie van de skeletspiercel
troponinecomplex:
• gekoppeld aan tropomyosine in groeve actine dubbelhelix
• 3 subeenheden
o troponine I: inhibeert binding van myosine aan actine
o troponine T: bindt aan tropomyosine
o troponine C: bindt Ca2+
• Wanneer geen vrij Ca2+ in cytoplasma aanwezig verhinderen troponine en tropomyosine
binding van myosine aan actine.
- excitatie-contractiekoppeling à calcium-ionen vrijgesteld uit het sarcoplasmatisch reticulum (dat
zich ter hoogte van elke overgang van A- naar I-band bevindt)
à in elk sarcomeer bindt Ca2+ op troponine C
à conformatieverandering in het troponine-tropomyosinecomplex: door beweging
tropomyosine komt bindingsplaats myosine op actinefilamenten vrij à interactie tussen myosine
en actine à actinefilamenten bewegen t.o.v. myosinefilamenten
!! constante hoeveelheid ATP = noodzakelijk voor contractie
à aanvoer via creatine fosfatase van mitochondriën
à hebben creatine kinase nodig (=aanwezig in opgeloste vorm in SP en is component M-lijn)
à katalyseert de transfer van fosfaat van creatine fosfatase naar ADP
- bij einde depolarisatie sarcolemma: calcium-ionen door ionenpompen teruggepompt naar
sarcoplasmatisch reticulum
à intracellulaire calciumconcentratie verlaagt + spiervezel verslapt.
àwanneer dit niet geval à myosine- en actine niet meer van elkaar los (=rigor mortis)
- excitatie-contractiekoppeling steunt op depolarisatie plasmamembraan spiercel
à alle myofibrillen én alle sarcomeren krijgen tegelijkertijd signaal om te contraheren.
EM-koppeling bij skeletspieren:
• Myoneurale synaps= zenuwprikkel overgedragen op skeletspier
• Elektrisch wordt omgezet in mechanisch event (contractie)
5
