Spierfysiologie aantekeningen slidecasts
College 2
Kracht, snelheid en vermogen
Dystrofine; verbind actine filamenten met het sarcolemma
Praktijkvragen
- Moet ik mijn spelers/atleten wel aan krachttraining laten doen? Van krachttraining
krijg je toch korte spieren? En korte spieren zijn langzaam en ik wil geen langzame
spieren……
- Als ik mijn atleten sterker wil maken kan ik het best op vermogen trainen, toch?
Welk vermogen? Hoe bepaal ik dat dan?
Kracht is gerelateerd aan de lengte van de spier
Kracht + snelheid wordt ontwikkeld tijdens het verkorten van de spier
• Tijdens verkorting;
- A band blijft hetzelfde
- I band verkort (actine schuift langs myosine)
- = sliding filament theory; power is developed by interaction actine and myosine
- Hoeveelheid cross bridges is afhankelijk van;
- 1.hoeveelheid filament overlap
- 2. Actine bindingsplekken die zichtbaar zijn, (door calcium gebonden aan troponine)
• Kracht/lengte relatie;
- Kracht is het laagst bij korte lengtes van sarcomeer
- Dus; afhankelijk van lengte
- Optimale lengte sarcomeer; 2,2 μm
- Max lengte; 3,7 μm (geen overlapping meer van filamenten0
- Min lengte; 1,6 μm (interferentie filamenten; geen cross bridges mogelijk)
Lengte kracht relatie laat zien dat sarcomeer van 2,2 μm de optimale lengte heeft om veel
kracht te generen. Maar er is altijd wel iets van kracht (ook als act en myo elkaar niet
overlappen).
1. Actine/Myosine ATPase (ontkoppeling); 65% warmte
2. Ca2+-ATPase (terugkoppelen eiwitten); 30% warmte
3. NA2+ &K (terugkoppelen eiwitten); 5% warmte
, Sterke spieren: parallel
Snelle spieren; in serie
- Maximale verkortingssnelheid mens; 4
spierlengtes per seconde
➔ Lange spieren dus inderdaad sneller dan korte spieren
➔ Krachttraining; pennatie hoek wordt groter, doordat spiervezels dikker worden.
- Zelfde verkorting spiervezels; verkorting totale spierbuik
- Hypertrofiëren; individuele spiervezels worden dikker.
- Component Dlcos wordt kleiner bij krachttraining
- Grotere hoek= kleinere snelheid
(pennatiehoek= hoek spiervezel tov peesplaten/aponeurose)
Pliometrische training
- Training om en serie en parallele spiervezels te ontwikkelen
- Training met rek en kracht (zware bal tegen muur gooien)
- Maximaal aansturen, snelheid hangt af van weerstand
Concentrische kracht is lager bij bewegingen dan isometrisch.
Een grote snelheid heeft minder kracht nodig
Vermogen= Kracht *snelheid
Pmax= 1/3Vmax
Spiervezels halveren? Volume blijft hetzelfde dus Pmax ook
Force-velocity relationship; (F+a)V=b(F0-F)
,College 3
Tentamenvraag voorbeeld;
Het maximale vermogen dat een maximaal geactiveerde spier kan leveren is een functie
van:
a. Spierdwarsdoorsnede
b. Het product van Vmax en spierlengte
c. Spierlengte
d. Spiervolume
Antwoord= D, want vermogen wordt bepaald door lengte*breede*dwarsdoorsnede;
volume
Centrale vragen
- Hoe werkt het kracht leveren?
- Waarom neemt kracht af met toename van verkortingssnelheid?
Powerstroke
➔ Tijdens aanhechten kantelt kopje s1 -> S2 fragment wordt uitgerekt -> kracht bouwt
op.
➔ ATP bindt -> kopje laat los -> nieuwe bindingsplek; opnieuw kantelen= cyclus
➔ Doordat er veel koppeling en ontwikkeling tegelijk plaatsvind verminderd de totale
kracht niet
= Isometrische contractie
Wat gebeurd er bij een snelle contractie?
➔ Actine schuift naar de andere kant
➔ S2 rekt minder uit; minder kracht
Cross bridges kunnen detached en attached zijn
Detached; vrije bindingsplekken? -> ADP+ Pi -> Attached
ATP bind -> koppeling verbreekt.
, De snelheidsconstante van koppelen wordt aangegeven met de letter f en die van
ontkoppelen (waar ATP bij nodig is) met de letter g (g+wordt ook wel met g1 weergegeven).
Onder fysiologische omstandigheden verloopt de cross bridge cyclus alleen met de wijzers
van de klok mee.
Als ATP op de kopjes (S1) van het myosine splitst in ADP en Pi (inorganic phosphate), wordt
een volgende powerstroke mogelijk. Vervolgens verlaat eerst (voor het omklappen van de
kopjes) Pi de kop en na de powerstroke (omklappen) ook ADP. Ontkoppeling vindt pas
plaats na aanhechting van ATP op de myosinekopjes.
Hoe komt het dat de kracht lager is bij een concentrische contractie dan bij een
isometrische contractie?
- 1. De kop van het myosine (S1) trekt aan (kantelt over) het actine, waarbij de ‘veer’
(S2) op rek komt en er kracht wordt uitgeoefend.
- Deze kracht is het grootst tijdens een isometrische contractie, als actine niet kan
verschuiven t.o.v. myosine. Als actine verschuift (zoals in de figuur aangegeven met
de pijl) en de spier dus verkort, dan wordt een deel van de rek in S2 opgeheven
terwijl S1 aan actine zit. Dit betekent dus dat tijdens de verkorting de kracht lager is.
- 2. Sommige aangehechte crossbridges zullen er tijdens verkorten niet in slagen om
op tijd los te koppelen en gaan een tegenwerkende kracht genereren.
- 3. Bovendien zullen er tijdens verkorting op ieder moment minder crossbridges in
slagen aan te hechten (het is lastiger in een rijdende trein te springen dan in een
stilstaande trein, in dat laatste geval is er meer tijd beschikbaar om ‘in te stappen’
~aan te hechten ), waardoor de kracht nog verder afneemt.
- De daling van de kracht t.g.v. zowel 1 als 2 als 3 is groter naarmate de snelheid van
verkorten groter wordt. Indien men gaat rekenen met dit model (en bepaalde
aannames doet) dan blijkt dit model inderdaad te leiden tot de karakteristieke
hyperbole vorm van de kracht-snelheidsrelatie (zoals die tijdens metingen wordt
gevonden). Bij een bepaalde snelheid van verkorten (Vmax) is de netto spierkracht
die de crossbridges nog kunnen genereren gelijk aan 0.
Te snelle contractie;
- Cb’s die niet snel genoeg loskoppelen gaan tegenwerkende kracht uitoefenen.
- De rek in S2 wordt deels omgezet in verplaatsing van actine
College 2
Kracht, snelheid en vermogen
Dystrofine; verbind actine filamenten met het sarcolemma
Praktijkvragen
- Moet ik mijn spelers/atleten wel aan krachttraining laten doen? Van krachttraining
krijg je toch korte spieren? En korte spieren zijn langzaam en ik wil geen langzame
spieren……
- Als ik mijn atleten sterker wil maken kan ik het best op vermogen trainen, toch?
Welk vermogen? Hoe bepaal ik dat dan?
Kracht is gerelateerd aan de lengte van de spier
Kracht + snelheid wordt ontwikkeld tijdens het verkorten van de spier
• Tijdens verkorting;
- A band blijft hetzelfde
- I band verkort (actine schuift langs myosine)
- = sliding filament theory; power is developed by interaction actine and myosine
- Hoeveelheid cross bridges is afhankelijk van;
- 1.hoeveelheid filament overlap
- 2. Actine bindingsplekken die zichtbaar zijn, (door calcium gebonden aan troponine)
• Kracht/lengte relatie;
- Kracht is het laagst bij korte lengtes van sarcomeer
- Dus; afhankelijk van lengte
- Optimale lengte sarcomeer; 2,2 μm
- Max lengte; 3,7 μm (geen overlapping meer van filamenten0
- Min lengte; 1,6 μm (interferentie filamenten; geen cross bridges mogelijk)
Lengte kracht relatie laat zien dat sarcomeer van 2,2 μm de optimale lengte heeft om veel
kracht te generen. Maar er is altijd wel iets van kracht (ook als act en myo elkaar niet
overlappen).
1. Actine/Myosine ATPase (ontkoppeling); 65% warmte
2. Ca2+-ATPase (terugkoppelen eiwitten); 30% warmte
3. NA2+ &K (terugkoppelen eiwitten); 5% warmte
, Sterke spieren: parallel
Snelle spieren; in serie
- Maximale verkortingssnelheid mens; 4
spierlengtes per seconde
➔ Lange spieren dus inderdaad sneller dan korte spieren
➔ Krachttraining; pennatie hoek wordt groter, doordat spiervezels dikker worden.
- Zelfde verkorting spiervezels; verkorting totale spierbuik
- Hypertrofiëren; individuele spiervezels worden dikker.
- Component Dlcos wordt kleiner bij krachttraining
- Grotere hoek= kleinere snelheid
(pennatiehoek= hoek spiervezel tov peesplaten/aponeurose)
Pliometrische training
- Training om en serie en parallele spiervezels te ontwikkelen
- Training met rek en kracht (zware bal tegen muur gooien)
- Maximaal aansturen, snelheid hangt af van weerstand
Concentrische kracht is lager bij bewegingen dan isometrisch.
Een grote snelheid heeft minder kracht nodig
Vermogen= Kracht *snelheid
Pmax= 1/3Vmax
Spiervezels halveren? Volume blijft hetzelfde dus Pmax ook
Force-velocity relationship; (F+a)V=b(F0-F)
,College 3
Tentamenvraag voorbeeld;
Het maximale vermogen dat een maximaal geactiveerde spier kan leveren is een functie
van:
a. Spierdwarsdoorsnede
b. Het product van Vmax en spierlengte
c. Spierlengte
d. Spiervolume
Antwoord= D, want vermogen wordt bepaald door lengte*breede*dwarsdoorsnede;
volume
Centrale vragen
- Hoe werkt het kracht leveren?
- Waarom neemt kracht af met toename van verkortingssnelheid?
Powerstroke
➔ Tijdens aanhechten kantelt kopje s1 -> S2 fragment wordt uitgerekt -> kracht bouwt
op.
➔ ATP bindt -> kopje laat los -> nieuwe bindingsplek; opnieuw kantelen= cyclus
➔ Doordat er veel koppeling en ontwikkeling tegelijk plaatsvind verminderd de totale
kracht niet
= Isometrische contractie
Wat gebeurd er bij een snelle contractie?
➔ Actine schuift naar de andere kant
➔ S2 rekt minder uit; minder kracht
Cross bridges kunnen detached en attached zijn
Detached; vrije bindingsplekken? -> ADP+ Pi -> Attached
ATP bind -> koppeling verbreekt.
, De snelheidsconstante van koppelen wordt aangegeven met de letter f en die van
ontkoppelen (waar ATP bij nodig is) met de letter g (g+wordt ook wel met g1 weergegeven).
Onder fysiologische omstandigheden verloopt de cross bridge cyclus alleen met de wijzers
van de klok mee.
Als ATP op de kopjes (S1) van het myosine splitst in ADP en Pi (inorganic phosphate), wordt
een volgende powerstroke mogelijk. Vervolgens verlaat eerst (voor het omklappen van de
kopjes) Pi de kop en na de powerstroke (omklappen) ook ADP. Ontkoppeling vindt pas
plaats na aanhechting van ATP op de myosinekopjes.
Hoe komt het dat de kracht lager is bij een concentrische contractie dan bij een
isometrische contractie?
- 1. De kop van het myosine (S1) trekt aan (kantelt over) het actine, waarbij de ‘veer’
(S2) op rek komt en er kracht wordt uitgeoefend.
- Deze kracht is het grootst tijdens een isometrische contractie, als actine niet kan
verschuiven t.o.v. myosine. Als actine verschuift (zoals in de figuur aangegeven met
de pijl) en de spier dus verkort, dan wordt een deel van de rek in S2 opgeheven
terwijl S1 aan actine zit. Dit betekent dus dat tijdens de verkorting de kracht lager is.
- 2. Sommige aangehechte crossbridges zullen er tijdens verkorten niet in slagen om
op tijd los te koppelen en gaan een tegenwerkende kracht genereren.
- 3. Bovendien zullen er tijdens verkorting op ieder moment minder crossbridges in
slagen aan te hechten (het is lastiger in een rijdende trein te springen dan in een
stilstaande trein, in dat laatste geval is er meer tijd beschikbaar om ‘in te stappen’
~aan te hechten ), waardoor de kracht nog verder afneemt.
- De daling van de kracht t.g.v. zowel 1 als 2 als 3 is groter naarmate de snelheid van
verkorten groter wordt. Indien men gaat rekenen met dit model (en bepaalde
aannames doet) dan blijkt dit model inderdaad te leiden tot de karakteristieke
hyperbole vorm van de kracht-snelheidsrelatie (zoals die tijdens metingen wordt
gevonden). Bij een bepaalde snelheid van verkorten (Vmax) is de netto spierkracht
die de crossbridges nog kunnen genereren gelijk aan 0.
Te snelle contractie;
- Cb’s die niet snel genoeg loskoppelen gaan tegenwerkende kracht uitoefenen.
- De rek in S2 wordt deels omgezet in verplaatsing van actine
