TILLEN MET ZO MIN
MOGELIJK BELASTING
Het gebruik van krachten in het menselijk lichaam
Paulien Fawzi & Sharon van Adrichem
V6a
,Inhoudsopgave
Inleiding........................................................................................................................................................ 2
Hoe werken de spieren van de mens tijdens het tillen?..................................................................................3
Hoe werken de gewrichten, spieren en ligamenten samen in de arm?............................................................6
Welke factoren kunnen invloed hebben op de kracht die moet worden geleverd tijdens het tillen van een
voorwerp door de arm?............................................................................................................................... 14
Hoe worden natuurkundige formules gebruikt om de krachten te bepalen die bij een tilbeweging van de arm
worden benut?............................................................................................................................................ 16
Hypothese................................................................................................................................................... 19
Praktisch experiment................................................................................................................................... 20
Resultaten................................................................................................................................................... 22
Conclusie..................................................................................................................................................... 24
Discussie...................................................................................................................................................... 25
Begrippenlijst.............................................................................................................................................. 26
Bijlagen....................................................................................................................................................... 28
Bibliografie.................................................................................................................................................. 30
,Inleiding
Tillen met de arm kan op veel verschillende manieren, dit komt doordat de arm bestaat uit
verschillende soorten gewrichten met verschillende draaihoeken. Daarnaast worden
verschillende spieren in de arm gebruikt en heeft de vorm van het voorwerp invloed. Maar
wat is dan de beste manier om een voorwerp op te tillen? Het doel is om zo min mogelijk
spierkracht te hoeven gebruiken, zodat spieren, pezen en gewichten zo min mogelijk worden
belast en blessures worden voorkomen.
Tillen is een belangrijk aspect in het dagelijkse leven. Bijvoorbeeld bij het oppakken van een
glas water bij het ontbijt of bij het lezen van een boek. Tijdens een tilbeweging is er sprake
van belasting op de arm, dit kan leiden tot blessures, zoals een tennisarm,
speerwerperselleboog of verrekte spieren. Dit komt door een te zwaar voorwerp op te tillen
of door op een verkeerde manier iets op te tillen.
Daarom willen wij onderzoeken op welke manier de arm iets kan optillen en welke factoren
dit beïnvloeden.
Onze onderzoeksvraag luidt: ‘Op welke manier kan de arm met zo min mogelijk spierkracht
een voorwerp op tillen?’
Om deze onderzoeksvraag te beantwoorden gebruiken wij deze deelvragen:
- Hoe werken de spieren in de arm tijdens het tillen?
- Hoe werken de gewrichten, spieren en ligamenten samen in de arm?
- Hoe worden natuurkundige formules gebruikt om de krachten te bepalen die bij een
tilbeweging van de arm van toepassing zijn?
- Welke factoren kunnen invloed hebben op de kracht die moet worden geleverd
tijdens het tillen van een voorwerp door de arm?
, Hoe werken de spieren van de mens tijdens het tillen?
De skeletspier staat in dit onderzoek centraal, deze spier zorgt ervoor dat het lichaam kan
bewegen. De spier verbruikt bijna alle zuurstof die de mens opneemt. De skeletspier bestaat
uit delen die allemaal samenwerken om de bewegingen van de lichaamsdelen soepel te
laten verlopen. Hier is energie voor nodig. In deze deelvraag wordt besproken hoe een
skeletspier is opgebouwd en hoe deze spier werkt.
Het kleinste deel van de skeletspier is de spiercel, ook wel de myocyt. Deze ontstaat uit
skeletmyoblasten die kunnen differentiëren en samensmelten om langgerekte spiervezels
te vormen. Hierdoor ontstaan myofibrillen. De myofibrillen zijn verbonden door dikke en
dunne overlappende filamenten, het gevolg hier van is dat er sarcomeren ontstaan. De
spiervezels samen vormen het dwarsgestreepte spierweefsel. Tussen de filamenten liggen
mitochondriën, deze zorgen voor de energieproductie die nodig is om de spier te laten
samentrekken. (Dr. Burgenhout, 2011); (Lindstedt, 2016); (Braithwaite & Khalili., 2019)
De filamenten bestaan uit een aantal belangrijke eiwitten. In afbeelding 1 zijn de dikke
filamenten (in het groen) goed te zien. Het filament bestaat voornamelijk uit myosine, waar
per molecuul twee koppen van uitsteken. Ook de dunne filamenten zijn afgebeeld in
afbeelding 1, deze bestaan vooral uit actine, die onder andere bestaan uit troponine
uitstulpingen. Actine en myosine kunnen een verbinding aangaan, dit gebeurt wanneer
calcium vrijkomt in de myofibril. Zoals te zien is in afbeelding 1 ligt Tropomyosine om actine
heen, en verhindert myosine hierdoor een binding aan
te gaan. Als troponine bindt met calcium verschuift
tropomyosine van de actine-bindplaatsen, zodat
myosine kan binden met actine. (Krans, 2010); (Braithwaite &
Khalili., 2019)
Calcium kan vrijkomen als de receptoren voor
acetylcholine in de motore eindplaat worden
geactiveerd door de zenuw. Op dat moment ontstaat
een actiepotentiaal. Het actiepotentiaal kan via de T- Afbeelding 1
tubuli het myofibril betreden. De T-tubuli verbindt (Krans,
extracellulaire ruimte met intercellulaire ruimte.
Calcium komt uit het sarcoplasmatisch reticulum op het moment dat de T-tubuli is
geactiveerd. Als reactie op de toevoeging van calcium zal
troponine tropomyosine laten verplaatsen en kunnen actine en myosine een binding aan
gaan.
The movements of myosin appear to be a kind of molecular dance. The myosin reaches
forward, binds to actin, contracts, releases actin, and then reaches forward again to bind
actin in a new cycle. This process is known as myosin-actin cycling. (Krans, 2010)
Myosine bindt dus steeds aan een actinemolecuul verder weg gelegen. Hier is energie voor
nodig.
Door ATP-hydrolyse komt er ATP vrij. De ATP zorgt ervoor dat myosine de bindplaats bij
actine loslaat waardoor de myosine weer op een nieuwe bindplaats met actine kan binden.
MOGELIJK BELASTING
Het gebruik van krachten in het menselijk lichaam
Paulien Fawzi & Sharon van Adrichem
V6a
,Inhoudsopgave
Inleiding........................................................................................................................................................ 2
Hoe werken de spieren van de mens tijdens het tillen?..................................................................................3
Hoe werken de gewrichten, spieren en ligamenten samen in de arm?............................................................6
Welke factoren kunnen invloed hebben op de kracht die moet worden geleverd tijdens het tillen van een
voorwerp door de arm?............................................................................................................................... 14
Hoe worden natuurkundige formules gebruikt om de krachten te bepalen die bij een tilbeweging van de arm
worden benut?............................................................................................................................................ 16
Hypothese................................................................................................................................................... 19
Praktisch experiment................................................................................................................................... 20
Resultaten................................................................................................................................................... 22
Conclusie..................................................................................................................................................... 24
Discussie...................................................................................................................................................... 25
Begrippenlijst.............................................................................................................................................. 26
Bijlagen....................................................................................................................................................... 28
Bibliografie.................................................................................................................................................. 30
,Inleiding
Tillen met de arm kan op veel verschillende manieren, dit komt doordat de arm bestaat uit
verschillende soorten gewrichten met verschillende draaihoeken. Daarnaast worden
verschillende spieren in de arm gebruikt en heeft de vorm van het voorwerp invloed. Maar
wat is dan de beste manier om een voorwerp op te tillen? Het doel is om zo min mogelijk
spierkracht te hoeven gebruiken, zodat spieren, pezen en gewichten zo min mogelijk worden
belast en blessures worden voorkomen.
Tillen is een belangrijk aspect in het dagelijkse leven. Bijvoorbeeld bij het oppakken van een
glas water bij het ontbijt of bij het lezen van een boek. Tijdens een tilbeweging is er sprake
van belasting op de arm, dit kan leiden tot blessures, zoals een tennisarm,
speerwerperselleboog of verrekte spieren. Dit komt door een te zwaar voorwerp op te tillen
of door op een verkeerde manier iets op te tillen.
Daarom willen wij onderzoeken op welke manier de arm iets kan optillen en welke factoren
dit beïnvloeden.
Onze onderzoeksvraag luidt: ‘Op welke manier kan de arm met zo min mogelijk spierkracht
een voorwerp op tillen?’
Om deze onderzoeksvraag te beantwoorden gebruiken wij deze deelvragen:
- Hoe werken de spieren in de arm tijdens het tillen?
- Hoe werken de gewrichten, spieren en ligamenten samen in de arm?
- Hoe worden natuurkundige formules gebruikt om de krachten te bepalen die bij een
tilbeweging van de arm van toepassing zijn?
- Welke factoren kunnen invloed hebben op de kracht die moet worden geleverd
tijdens het tillen van een voorwerp door de arm?
, Hoe werken de spieren van de mens tijdens het tillen?
De skeletspier staat in dit onderzoek centraal, deze spier zorgt ervoor dat het lichaam kan
bewegen. De spier verbruikt bijna alle zuurstof die de mens opneemt. De skeletspier bestaat
uit delen die allemaal samenwerken om de bewegingen van de lichaamsdelen soepel te
laten verlopen. Hier is energie voor nodig. In deze deelvraag wordt besproken hoe een
skeletspier is opgebouwd en hoe deze spier werkt.
Het kleinste deel van de skeletspier is de spiercel, ook wel de myocyt. Deze ontstaat uit
skeletmyoblasten die kunnen differentiëren en samensmelten om langgerekte spiervezels
te vormen. Hierdoor ontstaan myofibrillen. De myofibrillen zijn verbonden door dikke en
dunne overlappende filamenten, het gevolg hier van is dat er sarcomeren ontstaan. De
spiervezels samen vormen het dwarsgestreepte spierweefsel. Tussen de filamenten liggen
mitochondriën, deze zorgen voor de energieproductie die nodig is om de spier te laten
samentrekken. (Dr. Burgenhout, 2011); (Lindstedt, 2016); (Braithwaite & Khalili., 2019)
De filamenten bestaan uit een aantal belangrijke eiwitten. In afbeelding 1 zijn de dikke
filamenten (in het groen) goed te zien. Het filament bestaat voornamelijk uit myosine, waar
per molecuul twee koppen van uitsteken. Ook de dunne filamenten zijn afgebeeld in
afbeelding 1, deze bestaan vooral uit actine, die onder andere bestaan uit troponine
uitstulpingen. Actine en myosine kunnen een verbinding aangaan, dit gebeurt wanneer
calcium vrijkomt in de myofibril. Zoals te zien is in afbeelding 1 ligt Tropomyosine om actine
heen, en verhindert myosine hierdoor een binding aan
te gaan. Als troponine bindt met calcium verschuift
tropomyosine van de actine-bindplaatsen, zodat
myosine kan binden met actine. (Krans, 2010); (Braithwaite &
Khalili., 2019)
Calcium kan vrijkomen als de receptoren voor
acetylcholine in de motore eindplaat worden
geactiveerd door de zenuw. Op dat moment ontstaat
een actiepotentiaal. Het actiepotentiaal kan via de T- Afbeelding 1
tubuli het myofibril betreden. De T-tubuli verbindt (Krans,
extracellulaire ruimte met intercellulaire ruimte.
Calcium komt uit het sarcoplasmatisch reticulum op het moment dat de T-tubuli is
geactiveerd. Als reactie op de toevoeging van calcium zal
troponine tropomyosine laten verplaatsen en kunnen actine en myosine een binding aan
gaan.
The movements of myosin appear to be a kind of molecular dance. The myosin reaches
forward, binds to actin, contracts, releases actin, and then reaches forward again to bind
actin in a new cycle. This process is known as myosin-actin cycling. (Krans, 2010)
Myosine bindt dus steeds aan een actinemolecuul verder weg gelegen. Hier is energie voor
nodig.
Door ATP-hydrolyse komt er ATP vrij. De ATP zorgt ervoor dat myosine de bindplaats bij
actine loslaat waardoor de myosine weer op een nieuwe bindplaats met actine kan binden.
