Samenvatting Humane Fysiologie
Spierfysiologie
Ons lichaam bestaat voor een groot deel uit spierweefsel
Meer spieren bij mannen (45%-36%)
Meer vet bij vrouwen (3%-12%)
Hoofdstuk 9 uit het boek
Drie soorten spierweefsel
Skeletspierweefsel
Skeletspiercel heeft meerdere kernen
Tot honderd(en) per cel
Losse cellen naast elkaar gelegen met dwarsstreping (striation)
Langgerekte cellen (vezels/ fibers)
Tot 30 cm lang
Diameter 10 tot 100 micrometer
Functie: beweging, in stand houden van positie, omsluiten van uit-/ ingangen
Hartspierweefsel
Enkele kern per cel (soms twee)
Intercalairschijven verbinden de cellen mechanisch
Langwerpige cellen (korter dan skeletspiercellen)
100 micrometer en 20 micrometer in diameter
Dwarsstreping (striation)
Functie: bloedcirculatie, regulatie bloeddruk
Glad spierweefsel
Spilvormige cellen
30 à 200 micrometer lang; diameter 5 a 10 micrometer
1 kern per cel
Niet dwarsgestreept -> daarom glad
Overal in het lichaam te vinden
Om bloedvaten
Om luchtwegen
Om darmen
Om geslachtsorganen
Functie: reguleert voortbeweging in bloedvaten
Alle 3 eigen aansturing (zie figuur)
Skeletspier aangestuurd door somatische zenuwstelsel via lange neuronen met
myelinescheden
Acetylcholine komt vrij -> stimuleert spieren
Glad spierweefsel, hartspierweefsel (& klieren) aangestuurd door autonome z.s.
Adrenaline/ Noradrenaline: stimulerend
Acetylcholine: inhiberend
, Afh van de functie stimulatie/ inhibitie
Sarcolemma = celmembraan
Sarcoplasma = cytoplasma
Sarcoplasmatisch reticulum = endoplasmatisch reticulum
…
Myocyt = spiercel
Myocard = hartspierweefsel
…
Werking van gladde spieren en hartspier kun je niet bewust controleren
“Onwillekeurig”
Werking van skeletspieren kun je wel bewust controleren
“Willekeurig”
Ruim begrip, veel bewegingen zijn reflexmatig
Reflexboog
Pain receptor (nociceptor) -> actiepotentiaal naar ruggenmerg -> besluit of prikkel
“heftig” genoeg is (tussenneuron) -> spieractivatie via motorisch neuron
Receptor -> sensory neuron -> integration center -> motor neuron -> effector
Skeletspier om plas op te houden
Externe sluitspier is een skeletspier; interne – is een gladde spier
Skeletspier aan begin en eind
Oesophagus deels dwarsgestreepte spier
Bovenkant skeletspier
Externe anus sfincter ook skeletspier
Basis van contractie in skeletspier
Structuur van skeletspieren
Volledige spier met epimysium (vlies bestaande uit collageen)
Spierbundel (fascicle) met perimysium (vlies bestaande uit collageen)
Spiervezel (spiercel, “fiber”) met endomysium (vlies van collageen)
Myofibrillen met celkernen & capillairen
Skeletspiercel
A-I junction
A–I–A
Z lijnen in I (op grens tussen sarcomeren)
T-tubili (t = transverse): instulping vd plasmamembraan tot diep in de spiercel
Materiaal: sarcolemma
Zit tegen Sarcoplasmatisch reticulum aan
Zit vol met Ca2+
Myofibrillen: kleine spierbundeltjes met sarcomeren (+- 2 micrometer)
, Mitochondria
Hechting aan bot en cytoskelet
Myofibrillen vast aan wand spiercel door eiwitten (desmine, dystrophine …)
Pezen (“tendon”)
Basis van contractie
Dikke filamenten: myosine
Dunne filamenten: actine
Veertjes tussen myosine en actine: Titine (giant protein)
Bij contractie schuiven de eiwitten over elkaar heen waardoor het sarcomeer verkort
Myosine en actine veranderen niet qua absolute lengte, titine wel
Actine verschuift doordat myosine aan titine “trekt”
A band (anisotroop) verschuift niet
I band (isotroop) verschuift wel
H-zone: ruimte tussen 2 myosinestrengen (wel gedeeltelijke overlap)
M-line in midden H-zone
Hier veel eiwitten
Neurale aansturing -> Excitatie -> actiepotentiaal in T-tubuli -> Calcium release -> muscle
fiber contractie -> tension producion
Neurale aansturing
Grote motorische eindplaat, want veel weefsel innerveren
Actiepotentiaal komt aan in presynaptische terminal van motoneuron ->
blaasjes gevormd die acetylcholine afgeven aan receptoren op membraan van spiercel ->
Na+ de cel in -> depolarisatie -> actiepotentiaal over spiercelmembraan -> acetylcholine
wordt afgebroken en opgenomen in presynaptische terminal -> opnieuw acetylcholine
gemaakt
Verschillen met normale overgang:
Bij neuromusculaire overdracht wordt de drempel van de actiepotentiaal
altijd overschreden (mede door grote motorische eindplaat)
Eindplaatpotentiaal op postsynaptisch membraan vormt stimulus
voor spier-actiepotentiaal
Ach en slappe spieren
Slappe spieren kunnen onstaan
Doordat er niet voldoende Ach receptoren functioneel zijn
Door gifstoffen als curare
Deel vd ach-receptoren worden geblokkeerd
Door een autoimmuunziekte als myasthenia gravis (Roby)
Antilichamen tegen ach-receptoren op mot. eindplaat
Doordat er niet voldoende Ach vrijkomt
Door gifstoffen als botuline
Verstoort fusie van syn. blaasjes met presynaptisch membraan
Spieractiepotentiaal
, Ook de spier-actiepotentiaal berust op Na+ instroom & K+ uitstroom
(en Cl- instroom voor repolarisatie)
Maar kanalen van een ander type dan in neuronen
Sterk negatieve rustpotentiaal door grote aantal Ik1 kanalen
Excitatie-contractiekoppeling
De spieractiepotentiaal dringt de T-tubili binnen en vormt daar de ‘trigger’ voor de
massale uitstroom van Ca2+ uit het SR
Door de dihydropyridine receptor (DHPR; zit aan T tubili) kan Ca2+ het SR
uitstromen de cel in
Calcium-induced calcium release
Beetje calcium naar binnen waardoor rhyanodinereceptoren (zit aan SR)
reageren en er veel calcium naar binnen komt
Zelfde als in hart, maar
Ander type Ca2+ kanaal (DHPR)
Ander type ‘calcium release channel’ (rhyanodinereceptoren)
Calcium hecht aan Troponine (zit vast op actine)
Kruisbrugcyclus
Troponine schuift opzij (door tropomyosine strand) waardoor een
bindingsplaats vrij komt voor myosine
troponine heeft 3 subunits die tropomyosine, G-actine en Ca2+ ionen
kunnen binden
Myosine bindt
Doordat Ca bindt draait de ‘kralenketting’ zodat myosine aan actine
kan binden
Myosine laat los wanneer ATP zich bindt -> ATP wordt gebruikt om myosine
weer in zijn beginpositie te brengen
Actine schuift over myosine
Kruisbrugcyclus in woorden
Ca in sarcoplasma stijgt
Ca bindt aan troponine
Tropomyosine verlaat bindingsplaats voor myosine
Myosinekop bindt aan actine
ADP en P splitsen af; kop maakt arbeidsslag
ATP hecht aan myosinekop; kop laat actine los
Splitsing ATP; myosinekop strekt
Ondertussen wordt Ca teruggepompt in het SR
Gaat door totdat:
De Ca concentratie in het sarcoplasma daalt
ATP op raakt
Magnesium katalysator in dit proces
In lab: in vitro motility assay
Fluorescerend actine wordt voortbewogen door aan glas vastgehechte
myosinekopjes
Spierfysiologie
Ons lichaam bestaat voor een groot deel uit spierweefsel
Meer spieren bij mannen (45%-36%)
Meer vet bij vrouwen (3%-12%)
Hoofdstuk 9 uit het boek
Drie soorten spierweefsel
Skeletspierweefsel
Skeletspiercel heeft meerdere kernen
Tot honderd(en) per cel
Losse cellen naast elkaar gelegen met dwarsstreping (striation)
Langgerekte cellen (vezels/ fibers)
Tot 30 cm lang
Diameter 10 tot 100 micrometer
Functie: beweging, in stand houden van positie, omsluiten van uit-/ ingangen
Hartspierweefsel
Enkele kern per cel (soms twee)
Intercalairschijven verbinden de cellen mechanisch
Langwerpige cellen (korter dan skeletspiercellen)
100 micrometer en 20 micrometer in diameter
Dwarsstreping (striation)
Functie: bloedcirculatie, regulatie bloeddruk
Glad spierweefsel
Spilvormige cellen
30 à 200 micrometer lang; diameter 5 a 10 micrometer
1 kern per cel
Niet dwarsgestreept -> daarom glad
Overal in het lichaam te vinden
Om bloedvaten
Om luchtwegen
Om darmen
Om geslachtsorganen
Functie: reguleert voortbeweging in bloedvaten
Alle 3 eigen aansturing (zie figuur)
Skeletspier aangestuurd door somatische zenuwstelsel via lange neuronen met
myelinescheden
Acetylcholine komt vrij -> stimuleert spieren
Glad spierweefsel, hartspierweefsel (& klieren) aangestuurd door autonome z.s.
Adrenaline/ Noradrenaline: stimulerend
Acetylcholine: inhiberend
, Afh van de functie stimulatie/ inhibitie
Sarcolemma = celmembraan
Sarcoplasma = cytoplasma
Sarcoplasmatisch reticulum = endoplasmatisch reticulum
…
Myocyt = spiercel
Myocard = hartspierweefsel
…
Werking van gladde spieren en hartspier kun je niet bewust controleren
“Onwillekeurig”
Werking van skeletspieren kun je wel bewust controleren
“Willekeurig”
Ruim begrip, veel bewegingen zijn reflexmatig
Reflexboog
Pain receptor (nociceptor) -> actiepotentiaal naar ruggenmerg -> besluit of prikkel
“heftig” genoeg is (tussenneuron) -> spieractivatie via motorisch neuron
Receptor -> sensory neuron -> integration center -> motor neuron -> effector
Skeletspier om plas op te houden
Externe sluitspier is een skeletspier; interne – is een gladde spier
Skeletspier aan begin en eind
Oesophagus deels dwarsgestreepte spier
Bovenkant skeletspier
Externe anus sfincter ook skeletspier
Basis van contractie in skeletspier
Structuur van skeletspieren
Volledige spier met epimysium (vlies bestaande uit collageen)
Spierbundel (fascicle) met perimysium (vlies bestaande uit collageen)
Spiervezel (spiercel, “fiber”) met endomysium (vlies van collageen)
Myofibrillen met celkernen & capillairen
Skeletspiercel
A-I junction
A–I–A
Z lijnen in I (op grens tussen sarcomeren)
T-tubili (t = transverse): instulping vd plasmamembraan tot diep in de spiercel
Materiaal: sarcolemma
Zit tegen Sarcoplasmatisch reticulum aan
Zit vol met Ca2+
Myofibrillen: kleine spierbundeltjes met sarcomeren (+- 2 micrometer)
, Mitochondria
Hechting aan bot en cytoskelet
Myofibrillen vast aan wand spiercel door eiwitten (desmine, dystrophine …)
Pezen (“tendon”)
Basis van contractie
Dikke filamenten: myosine
Dunne filamenten: actine
Veertjes tussen myosine en actine: Titine (giant protein)
Bij contractie schuiven de eiwitten over elkaar heen waardoor het sarcomeer verkort
Myosine en actine veranderen niet qua absolute lengte, titine wel
Actine verschuift doordat myosine aan titine “trekt”
A band (anisotroop) verschuift niet
I band (isotroop) verschuift wel
H-zone: ruimte tussen 2 myosinestrengen (wel gedeeltelijke overlap)
M-line in midden H-zone
Hier veel eiwitten
Neurale aansturing -> Excitatie -> actiepotentiaal in T-tubuli -> Calcium release -> muscle
fiber contractie -> tension producion
Neurale aansturing
Grote motorische eindplaat, want veel weefsel innerveren
Actiepotentiaal komt aan in presynaptische terminal van motoneuron ->
blaasjes gevormd die acetylcholine afgeven aan receptoren op membraan van spiercel ->
Na+ de cel in -> depolarisatie -> actiepotentiaal over spiercelmembraan -> acetylcholine
wordt afgebroken en opgenomen in presynaptische terminal -> opnieuw acetylcholine
gemaakt
Verschillen met normale overgang:
Bij neuromusculaire overdracht wordt de drempel van de actiepotentiaal
altijd overschreden (mede door grote motorische eindplaat)
Eindplaatpotentiaal op postsynaptisch membraan vormt stimulus
voor spier-actiepotentiaal
Ach en slappe spieren
Slappe spieren kunnen onstaan
Doordat er niet voldoende Ach receptoren functioneel zijn
Door gifstoffen als curare
Deel vd ach-receptoren worden geblokkeerd
Door een autoimmuunziekte als myasthenia gravis (Roby)
Antilichamen tegen ach-receptoren op mot. eindplaat
Doordat er niet voldoende Ach vrijkomt
Door gifstoffen als botuline
Verstoort fusie van syn. blaasjes met presynaptisch membraan
Spieractiepotentiaal
, Ook de spier-actiepotentiaal berust op Na+ instroom & K+ uitstroom
(en Cl- instroom voor repolarisatie)
Maar kanalen van een ander type dan in neuronen
Sterk negatieve rustpotentiaal door grote aantal Ik1 kanalen
Excitatie-contractiekoppeling
De spieractiepotentiaal dringt de T-tubili binnen en vormt daar de ‘trigger’ voor de
massale uitstroom van Ca2+ uit het SR
Door de dihydropyridine receptor (DHPR; zit aan T tubili) kan Ca2+ het SR
uitstromen de cel in
Calcium-induced calcium release
Beetje calcium naar binnen waardoor rhyanodinereceptoren (zit aan SR)
reageren en er veel calcium naar binnen komt
Zelfde als in hart, maar
Ander type Ca2+ kanaal (DHPR)
Ander type ‘calcium release channel’ (rhyanodinereceptoren)
Calcium hecht aan Troponine (zit vast op actine)
Kruisbrugcyclus
Troponine schuift opzij (door tropomyosine strand) waardoor een
bindingsplaats vrij komt voor myosine
troponine heeft 3 subunits die tropomyosine, G-actine en Ca2+ ionen
kunnen binden
Myosine bindt
Doordat Ca bindt draait de ‘kralenketting’ zodat myosine aan actine
kan binden
Myosine laat los wanneer ATP zich bindt -> ATP wordt gebruikt om myosine
weer in zijn beginpositie te brengen
Actine schuift over myosine
Kruisbrugcyclus in woorden
Ca in sarcoplasma stijgt
Ca bindt aan troponine
Tropomyosine verlaat bindingsplaats voor myosine
Myosinekop bindt aan actine
ADP en P splitsen af; kop maakt arbeidsslag
ATP hecht aan myosinekop; kop laat actine los
Splitsing ATP; myosinekop strekt
Ondertussen wordt Ca teruggepompt in het SR
Gaat door totdat:
De Ca concentratie in het sarcoplasma daalt
ATP op raakt
Magnesium katalysator in dit proces
In lab: in vitro motility assay
Fluorescerend actine wordt voortbewogen door aan glas vastgehechte
myosinekopjes
