Celfysiologie
H6: Spiercontractie
DE SKELETSPIER
1. Organisatie van de skeletspier
= Skeletspieren vormen ongeveer 40% van het lichaamsgewicht.
De organisatie verloopt hiërarchisch:
Spier → spiervezel → myofibril → sarcomeer → myofilament
Structuren:
Spier : volledige spier opgebouwd uit …
• spiervezels (myocyten)
• bindweefsel
• bloedvaten
• zenuwen
Spiervezel (muscle fiber)
• Eén spiercel
• Zeer langwerpig
• Bevat duizenden myofibrillen
Myofibril
• Contractiele structuren in de spiervezel
• Bestaan uit opeenvolgende sarcomeren
Sarcomeer
• Kleinste contractiele eenheid van de spier
• Bestaat uit dikke en dunne filamenten Figuur 1: Spier → bundels spiervezels
→ individuele spiervezel → myofibrillen
Myofilamenten → sarcomeren → actine- en
• Dunne filamenten = actine myosinefilamenten
• Dikke filamenten = myosine
Cellulaire en moleculaire aspecten van skeletspier:
= Worden uitgebreid uitgelegd in dit deel
Belangrijke onderdelen: Daarnaast:
• Motorische unit • ATP-bronnen
• Neuromusculaire junctie • Ca²⁺-bron en excitatie-
• Sarcomeer contractiekoppeling
• Rol van Ca²⁺
• Rol van ATP
• Cross-bridge cycle
Dit vormt de basis van spiercontractie.
1
,2. Motorische unit
= de kleinste functionele eenheid van ons zenuwstelsel en spierstelsel
Bouw van een motorische unit:
• één α-motorneuron
• alle spiervezels die door dit neuron geïnnerveerd worden
Belang
Wanneer een motorneuron vuurt → alle spiervezels van die motorische
unit contraheren tegelijkertijd.
De figuur toont:
• één motorneuron
• vertakkingen van het axon
• meerdere spiervezels
Elke vertakking eindigt op een spiervezel.
Gevolg = één actiepotentiaal in het motorneuron activeert alle verbonden spiervezels.
Neuromusculaire junctie:
= Contactplaats tussen motorneuron en spiervezel
• Hier wordt het zenuwsignaal overgedragen naar de spier.
Structuren in de figuur
• Presynaptisch = motorneuron bevat:
- synaptische blaasjes
- acetylcholine (ACh)
• Synaptische spleet = ruimte tussen zenuw en spier.
• Postsynaptisc = motorische eindplaat van de spier:
- ACh-receptoren
- natriumkanalen
Verloop
1) Actiepotentiaal bereikt zenuwuiteinde.
2) Ca²⁺ stroomt zenuwcel binnen.
3) Vesikels geven ACh vrij.
4) ACh bindt aan receptoren.
5) Na⁺ stroomt spiercel binnen.
6) Actiepotentiaal ontstaat in spiervezel.
7) Contractie wordt gestart.
2
,3. Het sarcomeer
= de kleinste contractiele eenheid van de spiercel
= herhalende organisatie van myofilamenten
Organisatie : Sarcomeer loopt van Z-lijn tot Z-lijn
• A-band = Gebied met dikke filamenten
• I-band = Alleen dunne filamenten
• H-zone = Alleen dikke filamenten
• M-lijn = Centrum van het sarcomeer.
Elektronenmicroscopische afbeelding toont:
• donkere A-band
• lichte I-band
• centrale H-zone
Dikke filamenten:
= bestaan uit myosine
Opbouw van myosine
• 2 zware ketens = vormen..
- Staart
- nek
- kop
• 4 lichte ketens
- 2 regulerende lichte keten = reguleren ATPase-activiteit
- 2 alkalische lichte ketens = Betrokken bij actinebinding.
Myosinekop
= Belangrijkste functionele deel.
Functies:
• bindt actine
• hydrolyseert ATP
• genereert kracht
Figuur toont:
• twee verweven zware ketens
• koppen aan uiteinde
• lichte ketens rond de nek
3
, Dunne filamenten:
= bestaan uit actine
• Bevat bindingsplaatsen voor myosine.
Troponinecomplex : bestaat uit:
• TnC = Bindt Ca²⁺
• TnI = Remt interactie actine-myosine (inhibitor)
• TnT = Verbindt troponine met tropomyosine.
Tropomyosine
= Bedekt in rust de bindingsplaatsen van myosine op actine.
Figuur toont:
• actineketen
• tropomyosine
• troponinecomplex
In rust worden de bindingsplaatsen afgeschermd
α-actinine
= structureel eiwit dat zich bevindt in de Z-lijn (Z-schijf) van het sarcomeer.
• zorgt ervoor dat de actinefilamenten (dunne filamenten) stevig vastzitten aan de Z-lijn
- Actine zit vast aan de Z-lijn via α-actinine
- Je kunt het zien als een soort "anker" dat de actinefilamenten op hun plaats houdt
• Tijdens contractie schuiven actine en myosine langs elkaar, maar de actinefilamenten blijven verankerd
dankzij α-actinine
Andere filamenten:
Titine : elastisch filament.
Functies:
• stabiliteit van sarcomeer
• elasticiteit
• houdt myosine gecentreerd
Nebuline : niet elastisch.
Functie:
• helpt actine uitlijnen
• bepaalt lengte van dunne filamenten
Uitleg figuur
• Titine loopt van → Z-schijf naar myosine
• Nebuline ligt langs actine
4
H6: Spiercontractie
DE SKELETSPIER
1. Organisatie van de skeletspier
= Skeletspieren vormen ongeveer 40% van het lichaamsgewicht.
De organisatie verloopt hiërarchisch:
Spier → spiervezel → myofibril → sarcomeer → myofilament
Structuren:
Spier : volledige spier opgebouwd uit …
• spiervezels (myocyten)
• bindweefsel
• bloedvaten
• zenuwen
Spiervezel (muscle fiber)
• Eén spiercel
• Zeer langwerpig
• Bevat duizenden myofibrillen
Myofibril
• Contractiele structuren in de spiervezel
• Bestaan uit opeenvolgende sarcomeren
Sarcomeer
• Kleinste contractiele eenheid van de spier
• Bestaat uit dikke en dunne filamenten Figuur 1: Spier → bundels spiervezels
→ individuele spiervezel → myofibrillen
Myofilamenten → sarcomeren → actine- en
• Dunne filamenten = actine myosinefilamenten
• Dikke filamenten = myosine
Cellulaire en moleculaire aspecten van skeletspier:
= Worden uitgebreid uitgelegd in dit deel
Belangrijke onderdelen: Daarnaast:
• Motorische unit • ATP-bronnen
• Neuromusculaire junctie • Ca²⁺-bron en excitatie-
• Sarcomeer contractiekoppeling
• Rol van Ca²⁺
• Rol van ATP
• Cross-bridge cycle
Dit vormt de basis van spiercontractie.
1
,2. Motorische unit
= de kleinste functionele eenheid van ons zenuwstelsel en spierstelsel
Bouw van een motorische unit:
• één α-motorneuron
• alle spiervezels die door dit neuron geïnnerveerd worden
Belang
Wanneer een motorneuron vuurt → alle spiervezels van die motorische
unit contraheren tegelijkertijd.
De figuur toont:
• één motorneuron
• vertakkingen van het axon
• meerdere spiervezels
Elke vertakking eindigt op een spiervezel.
Gevolg = één actiepotentiaal in het motorneuron activeert alle verbonden spiervezels.
Neuromusculaire junctie:
= Contactplaats tussen motorneuron en spiervezel
• Hier wordt het zenuwsignaal overgedragen naar de spier.
Structuren in de figuur
• Presynaptisch = motorneuron bevat:
- synaptische blaasjes
- acetylcholine (ACh)
• Synaptische spleet = ruimte tussen zenuw en spier.
• Postsynaptisc = motorische eindplaat van de spier:
- ACh-receptoren
- natriumkanalen
Verloop
1) Actiepotentiaal bereikt zenuwuiteinde.
2) Ca²⁺ stroomt zenuwcel binnen.
3) Vesikels geven ACh vrij.
4) ACh bindt aan receptoren.
5) Na⁺ stroomt spiercel binnen.
6) Actiepotentiaal ontstaat in spiervezel.
7) Contractie wordt gestart.
2
,3. Het sarcomeer
= de kleinste contractiele eenheid van de spiercel
= herhalende organisatie van myofilamenten
Organisatie : Sarcomeer loopt van Z-lijn tot Z-lijn
• A-band = Gebied met dikke filamenten
• I-band = Alleen dunne filamenten
• H-zone = Alleen dikke filamenten
• M-lijn = Centrum van het sarcomeer.
Elektronenmicroscopische afbeelding toont:
• donkere A-band
• lichte I-band
• centrale H-zone
Dikke filamenten:
= bestaan uit myosine
Opbouw van myosine
• 2 zware ketens = vormen..
- Staart
- nek
- kop
• 4 lichte ketens
- 2 regulerende lichte keten = reguleren ATPase-activiteit
- 2 alkalische lichte ketens = Betrokken bij actinebinding.
Myosinekop
= Belangrijkste functionele deel.
Functies:
• bindt actine
• hydrolyseert ATP
• genereert kracht
Figuur toont:
• twee verweven zware ketens
• koppen aan uiteinde
• lichte ketens rond de nek
3
, Dunne filamenten:
= bestaan uit actine
• Bevat bindingsplaatsen voor myosine.
Troponinecomplex : bestaat uit:
• TnC = Bindt Ca²⁺
• TnI = Remt interactie actine-myosine (inhibitor)
• TnT = Verbindt troponine met tropomyosine.
Tropomyosine
= Bedekt in rust de bindingsplaatsen van myosine op actine.
Figuur toont:
• actineketen
• tropomyosine
• troponinecomplex
In rust worden de bindingsplaatsen afgeschermd
α-actinine
= structureel eiwit dat zich bevindt in de Z-lijn (Z-schijf) van het sarcomeer.
• zorgt ervoor dat de actinefilamenten (dunne filamenten) stevig vastzitten aan de Z-lijn
- Actine zit vast aan de Z-lijn via α-actinine
- Je kunt het zien als een soort "anker" dat de actinefilamenten op hun plaats houdt
• Tijdens contractie schuiven actine en myosine langs elkaar, maar de actinefilamenten blijven verankerd
dankzij α-actinine
Andere filamenten:
Titine : elastisch filament.
Functies:
• stabiliteit van sarcomeer
• elasticiteit
• houdt myosine gecentreerd
Nebuline : niet elastisch.
Functie:
• helpt actine uitlijnen
• bepaalt lengte van dunne filamenten
Uitleg figuur
• Titine loopt van → Z-schijf naar myosine
• Nebuline ligt langs actine
4
