Samenvatting Skeletal Muscle Structure, Function and Plasticity – Lieber
Hoofdstuk 1 – Skeletal Muscle Anatomy
Excursie = de afstand die een spier korter kan worden
Lengte-spanningscurve = length-tension relationship = lengte-krachtdiagram
Geen berekeningen voor tentamen; dus formules niet leren
Ontwikkeling
Vier fasen van spierontwikkeling:
1. Groei van axonen – axonen groeien naar de periferie om contact te maken met de spieren.
2. Myogenese – het vormen van spiercellen.
3. Synaptogenese – het vormen van neuromusculaire juncties tussen het motorneuron en de
spiervezel.
4. Synapseliminatie – extra neuromusculaire verbindingen worden vernietigd.
--> produceren meestal een spier met verschillende spiervezeltypen. Motorneuronen hebben
hier een hele grote invloed op. In een cross-innervation experiment (motorneuron van een
snelle spier vastmaken aan een langzame spier en andersom) blijkt dat de snelle spier
langzaam wordt en de langzame spier snel. In een volwassen zoogdier zijn alle spiervezels
binnen een motorunit wel van hetzelfde type.
Al vroeg in de ontwikkeling zijn de zenuwen die naar de cellen gaan lopen al helemaal
ontwikkeld, zelfs voordat er spiervezels te vinden zijn in de primitieve spieren. Blijkbaar
‘weten’ de zenuwen waar ze heen moeten en worden ze niet aangetrokken door spiervezels.
Specificiteit begint dus al als de neuronen uit de ventrale hoorn beginnen te groeien. Toch
‘weten’ zenuwen welke spieren ze moeten innerveren, want als ze losgesneden worden van
hun spier zoeken ze die spier uiteindelijk weer op.
Microstructuur van een skeletspiercel
Spiervezels zijn cellen die veel op andere cellen van ons lichaam lijken, maar omdat ze
gespecialiseerd zijn in het produceren van kracht en beweging zijn de verschillende
componenten van de cel ook sterk gespecialiseerd. Spiercellen zijn cilindervormig, met een
diameter tussen de 10 en 100 µm. Deze diameter is belangrijk: bepaalt de kracht en als het
verandert, suggereert dit dat het spiergebruik is veranderd. De lengte van spiervezels is ook
erg variabel, hangt af van de spierarchitectuur. De lengte van spiervezels heeft invloed op de
samentrekkingssnelheid van de vezel en de afstand waarover die vezel kan verkorten
(excursie).
Om de cel heen zit een membraan (basale lamina); belangrijk in herstel van de spiervezel na
beschadiging. Waarschijnlijk bevat dit membraan een hoop eiwitten die een soort
‘moleculaire vingerafdruk’ maken die blijft zelfs als de spiervezel zelf is vernietigd. Om de
, spiervezel heen zit het endomysium dat een soort honingraat vormt waarin de spiervezels
liggen. Spiervezelbundels, omringd door endoymysium, worden weer georganiseerd in
grotere bundels (fascicles) die elk weer worden omgeven door een dikkere laag: het
perimysium. Alle fascicles worden weer georganiseerd in een hele spier met daaromheen het
epimysium.
Spiercellen hebben meerdere kernen (multinucleair), maar blijkbaar is dit aantal kernen niet
constant. Elke kern is verantwoordelijk voor een bepaald volume van het cytoplasma, het
nucleair domein. Als de cel groeit in de lengte of breedte worden er nieuwe kernen gemaakt
van de satellietcellen in de periferie van de vezels. Maar als er juist sprake is van atrofie,
vermindert het aantal kernen door geprogrammeerde celdood. Het resultaat van deze
veranderingen is dat het totale celvolume per kern altijd relatief constant blijft ondanks dat
de spiercel onwijs kan veranderen in grootte.
Het endoplasmatisch reticulum (ER) is niet goed ontwikkeld omdat de cel vooral stoffen
aanmaakt die ‘ie zelf nodig heeft en die niet vervoerd hoeven te worden. Eiwitsynthese
wordt gecoördineerd door de kern en uitgevoerd door de ribosomen; het aantal en de soort
spiereiwitten bepaalt de kracht, snelheid en het uithoudingsvermogen van een cel. De
mitochondriën bevatten alle enzymen die verantwoordelijk zijn voor de oxidatie van bijv.
NADH in moleculair zuurstof en water (ATP). De dichtheid van mitochondriën is erg
plastisch. Het cytoplasma van een spiercel bevat veel eiwitten, sytoskeletal componenten en
andere substanties zoals glycogeen en vetten (nodig voor de energiehuishouding). In het
cytoplasma gebeurt ook de anaerobe glycolyse.
De grootste unit van samentrekkende vezels is de myofibril: een streng van sarcomeren in
serie. Er kunnen duizenden myofibrillen parallel in één spiervezel. Een spiervezel kan
groeien door het aantal myofibrillen te vergroten. Een myofibril bestaat weer uit een hele
hoop sarcomeren; doordat die in serie geschakeld liggen binnen een myofibril is de totale
afstand van verkorting van de myofibrillen gelijk aan de som van de afstand die de
individuele sarcomeren kunnen verkorten. Daarom kan een hele spier centimeters inkorten
terwijl elk sarcomeer maar ongeveer 1 µm kan verkorten. Sarcomeren bestaan weer uit
myofilamenten: myosine (dik) en actine (dun).
Verschillende regio’s binnen een sarcomeer:
- A-band = bevat de myosine
- I-band = bevat de actine
- H-zone = gedeelte van de A-band waar geen actine-myosine overlap is
- Z-band = donkere lijn dat de I-band in tweeën deelt
- M-band = relatief dichte zone in het midden van de A-band
Hele spier cm
Fascicles mm
Spiervezels µm x 100
Hoofdstuk 1 – Skeletal Muscle Anatomy
Excursie = de afstand die een spier korter kan worden
Lengte-spanningscurve = length-tension relationship = lengte-krachtdiagram
Geen berekeningen voor tentamen; dus formules niet leren
Ontwikkeling
Vier fasen van spierontwikkeling:
1. Groei van axonen – axonen groeien naar de periferie om contact te maken met de spieren.
2. Myogenese – het vormen van spiercellen.
3. Synaptogenese – het vormen van neuromusculaire juncties tussen het motorneuron en de
spiervezel.
4. Synapseliminatie – extra neuromusculaire verbindingen worden vernietigd.
--> produceren meestal een spier met verschillende spiervezeltypen. Motorneuronen hebben
hier een hele grote invloed op. In een cross-innervation experiment (motorneuron van een
snelle spier vastmaken aan een langzame spier en andersom) blijkt dat de snelle spier
langzaam wordt en de langzame spier snel. In een volwassen zoogdier zijn alle spiervezels
binnen een motorunit wel van hetzelfde type.
Al vroeg in de ontwikkeling zijn de zenuwen die naar de cellen gaan lopen al helemaal
ontwikkeld, zelfs voordat er spiervezels te vinden zijn in de primitieve spieren. Blijkbaar
‘weten’ de zenuwen waar ze heen moeten en worden ze niet aangetrokken door spiervezels.
Specificiteit begint dus al als de neuronen uit de ventrale hoorn beginnen te groeien. Toch
‘weten’ zenuwen welke spieren ze moeten innerveren, want als ze losgesneden worden van
hun spier zoeken ze die spier uiteindelijk weer op.
Microstructuur van een skeletspiercel
Spiervezels zijn cellen die veel op andere cellen van ons lichaam lijken, maar omdat ze
gespecialiseerd zijn in het produceren van kracht en beweging zijn de verschillende
componenten van de cel ook sterk gespecialiseerd. Spiercellen zijn cilindervormig, met een
diameter tussen de 10 en 100 µm. Deze diameter is belangrijk: bepaalt de kracht en als het
verandert, suggereert dit dat het spiergebruik is veranderd. De lengte van spiervezels is ook
erg variabel, hangt af van de spierarchitectuur. De lengte van spiervezels heeft invloed op de
samentrekkingssnelheid van de vezel en de afstand waarover die vezel kan verkorten
(excursie).
Om de cel heen zit een membraan (basale lamina); belangrijk in herstel van de spiervezel na
beschadiging. Waarschijnlijk bevat dit membraan een hoop eiwitten die een soort
‘moleculaire vingerafdruk’ maken die blijft zelfs als de spiervezel zelf is vernietigd. Om de
, spiervezel heen zit het endomysium dat een soort honingraat vormt waarin de spiervezels
liggen. Spiervezelbundels, omringd door endoymysium, worden weer georganiseerd in
grotere bundels (fascicles) die elk weer worden omgeven door een dikkere laag: het
perimysium. Alle fascicles worden weer georganiseerd in een hele spier met daaromheen het
epimysium.
Spiercellen hebben meerdere kernen (multinucleair), maar blijkbaar is dit aantal kernen niet
constant. Elke kern is verantwoordelijk voor een bepaald volume van het cytoplasma, het
nucleair domein. Als de cel groeit in de lengte of breedte worden er nieuwe kernen gemaakt
van de satellietcellen in de periferie van de vezels. Maar als er juist sprake is van atrofie,
vermindert het aantal kernen door geprogrammeerde celdood. Het resultaat van deze
veranderingen is dat het totale celvolume per kern altijd relatief constant blijft ondanks dat
de spiercel onwijs kan veranderen in grootte.
Het endoplasmatisch reticulum (ER) is niet goed ontwikkeld omdat de cel vooral stoffen
aanmaakt die ‘ie zelf nodig heeft en die niet vervoerd hoeven te worden. Eiwitsynthese
wordt gecoördineerd door de kern en uitgevoerd door de ribosomen; het aantal en de soort
spiereiwitten bepaalt de kracht, snelheid en het uithoudingsvermogen van een cel. De
mitochondriën bevatten alle enzymen die verantwoordelijk zijn voor de oxidatie van bijv.
NADH in moleculair zuurstof en water (ATP). De dichtheid van mitochondriën is erg
plastisch. Het cytoplasma van een spiercel bevat veel eiwitten, sytoskeletal componenten en
andere substanties zoals glycogeen en vetten (nodig voor de energiehuishouding). In het
cytoplasma gebeurt ook de anaerobe glycolyse.
De grootste unit van samentrekkende vezels is de myofibril: een streng van sarcomeren in
serie. Er kunnen duizenden myofibrillen parallel in één spiervezel. Een spiervezel kan
groeien door het aantal myofibrillen te vergroten. Een myofibril bestaat weer uit een hele
hoop sarcomeren; doordat die in serie geschakeld liggen binnen een myofibril is de totale
afstand van verkorting van de myofibrillen gelijk aan de som van de afstand die de
individuele sarcomeren kunnen verkorten. Daarom kan een hele spier centimeters inkorten
terwijl elk sarcomeer maar ongeveer 1 µm kan verkorten. Sarcomeren bestaan weer uit
myofilamenten: myosine (dik) en actine (dun).
Verschillende regio’s binnen een sarcomeer:
- A-band = bevat de myosine
- I-band = bevat de actine
- H-zone = gedeelte van de A-band waar geen actine-myosine overlap is
- Z-band = donkere lijn dat de I-band in tweeën deelt
- M-band = relatief dichte zone in het midden van de A-band
Hele spier cm
Fascicles mm
Spiervezels µm x 100
