H7: Excitation of Skeletal Muscle

Question 1

Elk zenuwuiteinde maakt nabij het middelpunt verbinding met de spiervezel doormiddel van?

Answer 1

een neuromuscular junction (NMJ).

Question 2

Hoeveel NMJ’s zijn er per spiervezel (bij de meeste)?

Answer 2

1

Question 3

Welke structuur vormen de vertakkingen van een zenuwuiteinde op het oppervlak van een spiervezel?

Answer 3

de motorische eindplaat, deze wordt bedekt door één of meerdere cellen van Schwann die de structuur isoleren van omliggende vloeistoffen.

Question 4

Wat is de neurotransmitter van de NMJ?

Answer 4

Acetylcholine

Question 5

Hoe heet het deel van het spiervezelmembraan waar een axon het membraan doordringt?

Hoe heet het deel van het axon wat zich hier bevind?

Hoe heet de ruimte tussen het axon gedeelte en het membraan?

Answer 5

De synaptische goot/synaptische trog.

Het terminale uiteinde van het axon/ terminale axon.

De synaptische ruimte/synaptische spleet.

Question 6

Wat zijn subneurale spleten en wat is hun functie?

Answer 6

Vele kleine plooien op de bodem van de synaptische goot in het spiervezel membraan. Vergoten het oppervlakte waarop de synaptische transmitter (acetylcholine) kan werken.

Question 7

Waar wordt ACh gesynthetiseerd en waarom hier?

Answer 7

in het cytoplasma van het terminale axon en wordt daarna snel opgenomen door de vele kleine synaptische blaasjes. In de terminal van het axon bevinden zich vele mitochondriën die ATP leveren voor de synthese.

Question 8

Hoe wordt ACh afgebroken in de synaptische ruimte?

Answer 8

In de synaptische spleet bevind zich een grote hoeveelheid acetylcholinesterase, wat acetylcholine kapot maakt een paar milliseconden nadat het vrijgelaten is door de synaptische blaasjes.

Question 9

Hoeveel synaptische vesikels worden gesecreerd bij een impuls?

Answer 9

Ongeveer 125

Question 10

Wat leidt tot secretie van ACh zodra er een impuls aankomt in de terminale axon?

Answer 10

Voltage gated Ca kanalen openen, waardoor Ca naar binnen diffundeert en de vesikels exocyteren

Question 11

Waaruit bestaat een (foetale) acetylcholine receptor?

Answer 11

5 eiwit subeenheden:

2 alfa
1 bèta
1 delta
1 gamma (foetaal)/ 1 epsilon (volwassen)

Deze eiwitten vormen samen een buisvormig kanaal. Dit kanaal blijft dicht totdat 2 acetylcholine moleculen zich binden aan de twee alfa eiwitten waarnaar het kanaal zich opent. Negatieve ionen kunnen hier NIET doorheen.

Question 12

Welk ion stroomt er voornamelijk door het acetylcholine-afhankelijke kanaal, en waarom? (2)

Answer 12

Vooral natrium:

1. omdat alleen natrium en kalium in grote hoeveelheden aanwezig zijn in de extracellulaire en intracellulaire vloeistof.
2. omdat het negatieve membraanpotentiaal de natriumionen naar binnen trekt en tegelijkertijd de uitstroom van kalium voorkomt.

Question 13

Welke structuren zorgen nog meer voor post-synaptische depolarisatie van de spiercel?

Answer 13

Voltage gated ionkanalen openen ook als de acetylcholine receptoren genoeg depolarisatie hebben gemaakt.

Question 14

Op welke manieren verdwijnt acetylcholine uit de synaptische spleet?

Answer 14

1. Afbraak door acetylcholinesterase, dit zit voornamelijk vast aan de sponsachtige laag fijn bindweefsel welke de synaptische spleet bekleed.
2. Diffusie uit de synaptische spleet

Question 15

Wat is de drempelwaarde voor het genereren van een eindplaatpotentiaal?

Answer 15

-40mV, hier openen ook de spanningsafhankelijke kanalen.

Question 16

Noem 2 oorzaken voor zwakke eindplaatpotentialen die niet de drempelwaarde halen.

Answer 16

1. Curare, een medicijn dat het openen van de acetylcholine-afhankelijke kanalen blokkeert door competitief op de receptoren te gaan zitten.
2. Botulinetoxine, een bacterieel gif dat de afgifte van acetylcholine door de zenuwuiteinden verminderd.

Question 17

Wat is de veiligheidsfactor van de NMJ?

Answer 17

Er wordt normaal 3x de benodigde eindplaatpotentiaal veroorzaakt –> hoge veiligheidsfactor dus.

Question 18

Waardoor treed vermoeidheid van de NMJ op?

Answer 18

Als er meer dan 100x per seconde een impuls komt voor meerdere minuten, raken de ACh blaasjes op. Onder normale omstandigheden komt dit vrijwel niet voor.

Question 19

In welke getallen verschilt initiatie en propagatie van een AP over spiermembraanvezels t.o.v. zenuwvezels? (3)

Answer 19

1. Rustmembraan is -80mV, t.o.v. -60 mV (negatiever in spiercel).
2. Duur van actiepotentiaal is 1-5ms, t.o.v. 0.2-1ms (langer in spiercel).
3. De snelheid is 4m/s, t.o.v. 55m/s (stuk langzamer in spiercel).

Question 20

Wat zijn de T-tubuli en waarvoor dienen ze?

Answer 20

Voor maximale contractie is het nodig dat de AP’s/stroom diep in het spierweefsel penetreren in de buurt van de myofibrillen. Transversale tubuli verbonden met de extracellulaire vloeistof penetreren het spierweefsel van de ene naar de andere kant, zorgen dat calcium wordt vrijgelaten diep in het spierweefsel nabij de myofibrillen voor contractie.

Question 21

Uit welke delen bestaat het sarcoplasmatische reticulum in het T tubuli-sarcoplasmatische systeem? (2)

Answer 21

1. Terminale cisternae, grote kamers die tegen de T tubuli aanliggen.
2. Lange longitudinale tubuli, omringen het hele oppervlak aan myofibrillen.

Question 22

Hoe werkt het T-tubuli - Sarcoplasmatische Reticulum Systeem? (3)

Answer 22

1 - Er komt een actiepotentiaal over de T-tubule.

2 - Deze voltage verandering wordt opgemerkt door de dihydropyridine (DHP) receptoren, welke gelinkt zijn aan de calcium-afgifte kanalen ook wel ryanodine receptor kanalen (RyR) genoemd.

3 - stimulatie van ryanodine receptor kanalen opent calcium afgifte kanalen in de terminale cisternae als ook in de longitudinale tubuli hiervan.

Question 23

Hoe worden de calciumionen weer verwijderd uit het sarcoplasma? (2)

Answer 23

1. Een continu actieve calciumpomp in het SR membraan, die calciumionen weg van de myofibrillen naar het SR pompt. Deze heet de SERCA pomp, ATPase (actief transport).
2. Calsequestrine, calcium bindend eiwit in het reticulum.

Question 24

Hoe lang duurt de calcium puls in een skeletspiervezel?

Answer 24

0.05s (1/20 t.o.v. 1/3 in hartspierweefsel door lange duratie cardiale AP).

Question 25

Wat bevind zich aan de binnenkant van het oppervlakte van het neurale membraan? (2)

Answer 25

1. de dense bars
2. aan beide zijdes van de dense bars liggen de spanningsafhankelijke calciumkanalen. Deze gaan open wanneer er een actiepotentiaal zich voortplant door de terminal waardoor calciumionen vanuit de synaptische spleet naar binnen diffunderen

Question 26

Welk proces zorgt ervoor dat de acetylcholine blaasjes vrij kunnen bewegen naar de actieve zone binnen het presynaptisch neuraal membraan aangrenzend aan de dense bars?

Answer 26

De instroom aan calciumionen wordt verondersteld Ca2+ -calmoduline-afhankelijke proteïnekinase te activeren wat synapsin eiwitten, welke de blaasjes verankeren in de terminal, fosforyleert.

De blaasjes fuseren vervolgens met het neurale membraan en legen hun inhoud in de synaptische spleet. Dit proces heet exocytose.

Question 27

Wat bevind zich in het spiervezelmembraan aan receptoren en kanalen? (3)

Answer 27

1. Acetylcholine receptoren
2. Spanningsafhankelijke natriumkanalen
3. Acetylcholine-afhankelijke ionkanalen, deze bevinden zich bijna geheel nabij de ingang van de subneurale kloven, welke direct onder de dense bars en uitgifte van acetylcholine liggen.

Question 28

Wat ontstaat er na instroom van natriumionen door de opening van de acetylcholine-afhankelijke kanalen?

Answer 28

een lokaal actiepotentiaal genaamd het eindplaatpotentiaal. Deze veroorzaakt vaak genoeg depolarisatie om andere spanningsafhankelijke natriumkanalen te doen openen resulterend in actiepotentiaal en contractie.

Question 29

Wat gebeurt er wanneer acetylcholine in de synaptische spleet niet opgeruimd zou worden?

Answer 29

blijft stimuleren/herstimulering.

Question 30

Wat is de excitatie-contractie koppeling?

Answer 30

proces waarbij elektrische prikkeling van het membraan zorgt voor een toename van de calciumconcentratie in de cel leidend tot contractie.

Question 31

Hoe komt het dat actiepotentialen die over het spiervezelmembraan worden verspreid tot diep in het spierweefsel reiken?

Answer 31

De T tubuli zijn interne extensies van het celmembraan, staan open naar de buitenkant van de spiervezel en bevatten dus ook het ECF rondom de spiervezel in hun lumen.

Question 32

Licht het T tubuli-sarcoplasmatische reticulum systeem toe.

Answer 32

De T tubuli zijn klein en lopen transversaal over de myofibrillen heen. Ze vertakken onder elkaar en vormen gehele vlakken tussen alle afzonderlijke myofibrillen.