Hoofdstuk 6 Flashcards
% van het lichaam dat skeletspier is, en % van het lichaam dat gladdespieren en hartspieren zijn
40% en 10%
De anatomie van een skeletspier
Een spier bestaat uit meerdere spiervezels. Elke spiervezel bestaat op zijn buurt weer op myofibrillen. Deze myofibrillen bestaan uit actine en myosine filamenten.
Wat is de diameter van spiervezels?
tussen de 10 en 80 micrometer
muscle fasciculus
de spiervezel (bestaande dus uit myofibrillen)
Bij elke spier zijn de spiervezels zo lang als….
de gehele lengte van de spier; ze beginnen en stoppen niet ergens in het midden
elke spiervezel is geïnnerveerd door ….
één zenuwuiteinde, die ongeveer in het midden van de spiervezel zit. Dit is voor alle spiervezels op 2% na.
Hoe heet het membraan dat om een spiervezel ligt?
Een sarcolemma
Anatomie van het omliggende membraan van een spiervezel
Sarcolemma; bestaande of een celmembraan (ook plasmamembraan genoemd), en een buitenste laag gemaakt uit polysaccharide materiaal wat meerdere dunne collageen fibrillen bevat. Aan elk einde van een spiervezel komt deze sarcolemma samen met de peesvezel en fuseert hiermee. Deze peesvezels (één per spiervezel), komen op hun beurt weer samen om de spierpees te maken die aan het bot vastzit.
Waaruit bestaat de myofibrillen van een skeletspier?
Ongeveer 1500 myosine filamenten en 3000 actine filamenten
myofibrillen zijn verantwoordelijk voor
de contractie van de skeletspieren
tussen de myofibrillen liggen
mitochondria
Als je naar een spiervezel kijkt, dan zie je ….
Dit verschil komt door…
lichte en donkere banden. De lichte banden bestaan uit actine filamenten, terwijl de donkere banden bestaan uit myosine filamenten en actine filamenten die elkaar overlappen
I banden
DIt zijn de lichte banden (actine) en ze zijn licht omdat ze isotropisch zijn voor gepolariseerd licht
A banden
Dit zijn de donkere banden (myosine + actine) en zijn donker omdat ze anisotropisch zijn voor gepolariseerd licht.
Als je naar een myosine filament kijkt kan je hem opdelen in 3 delen
de staart, het scharnier en het hoofd
cross-bridges van de myosine filamenten zijn ook wel … en ze zijn verantwoordelijk voor …
zijn ook wel de hoofden van de myosine filamenten, en ze zijn verantwoordelijk voor contractie in samenwerking met actine
actine filamenten zijn vastgebonden aan
Z-disken. Vanuit een Z-disk projecteren actine filamenten aan beide kanten (links en rechts) langs de myosine filamenten.
Waaruit bestaat een z-band
draadvormig eiwitten (geen myosine of actine), die criss-cross over de myofibrillen lopen
wat houdt myofibrillen samen?
de z-disk, deze loopt over van myofibril naar myofibril. Hierdoor heeft de gehele vezel ook een licht-donker structuur
het gedeelte tussen twee z-disks heet
Lengte relaxed;
een sacromeer
Lengte relaxed: 2 micrometers (actine en myosine overlappen elkaar een klein beetje)
In welke staat zijn de actine en myosine filamenten in staat om de meeste contractie te verwekken
in de relaxed state, dus wanneer ze elkaar net overlappen
Myosine filamenten zitten niet (direct) zoals actine filamenten vast aan de Z disk, maar hoe dan wel?
Door titine eiwitten, die lopen tussen de actine filamenten door. Dus van boven naar benden zou je zien: actine, titin, actine, titin etc.
moleculaire gewicht titin
3 miljoen, waardoor het een van de grotere eiwitten in ons lichaam is
belangrijke eigenschap van titin
Het uiteinde is elastisch, dit zit vast aan de z-disk. De andere kant zit vast aan de myofine filament.
grootste functie titin
om de myosine en actine filamenten op hun plek te houden
M-lijn
DIt is de z-disk maar dan van de myosine filamenten. Per M-lijn zijn er twee myosine filamenten verbonden, die elk een kant opsteken tussen de actine filamenten door
De ruimte tussen myofibrillen is gevuld met … en bestaat uit o.a.
sacroplasma; kalium, magnesium, fosfaat en eiwit enzymen
het sarcoplasmatisch reticulum is te vinden in
het sarcoplasma
functie sarcoplasmatisch reticulum
het reguleren van calcium opslag, uitgave en opname; hierdoor belangrijk bij spiercontractie in skeletspieren
stappen spiersamentrekking
- een actiepotentiaal gaat via een motorzenuw naar de spiervezel
- het zenuwuiteinde geeft ACh af
- ACh bind aan ACh-gated kation kanalen
- Dit zorgt voor de influx van Na+ in de spiervezel wat leidt tot locale depolarisatie en het openen van voltage-gated Na+ kanalen
- Het actiepotentiaal gaat over de spiervezel heen net zoals in zenuwen
- Het actiepotentiaal zorgt ervoor dat het sarcoplasmatische reticulum calcium vrijgeeft
- Het Ca2+ zorgt voor contractie van myosine en actine waardoor ze in elkaar schuiven
- De Ca2+ gaan terug het sarcoplasmatische reticulum in door een pomp
moleculair gewicht myosine molecuul
480,000
waaruit bestaat een myosine molecuul en hoe zijn deze georganiseerd
uit zes polypeptide ketens; twee zware ketens en vier lichte ketens.
De twee zware ketens hebben elk een gewicht van 200,000 en de lichte 20,000 elk. De zware ketens vormen een helix, ook wel de staart genoemd. BIj het hoofd splitten ze van elkaar en vormen ze elk één globulair polypeptide structuur. Aan elk polypeptide structuur komen twee korte ketens gebonden. De functie hiervan is het controleren en beheersen van de grote globulaire structuren
een enkel myosine filament bestaat uit … myosine moleculen
200 myosine moleculen. De staarten vormen samen het lichaam, en om de zoveel micrometer komt aan elk kant een hoofd (dus per keer twee hoofden, elk aan een kant)
de hoofden van een myosine filamenten steken uit door armen, wat zijn deze armen?
Dit is een deel van de staart, en zorgt als het warme voor een scharnier functie zodat de hoofden kunnen buigen
wat zijn de cross-bridges van de myosine filamenten
dit zijn de uitstekende armen en hoofden
cross-bridges zijn flexibel bij deze twee punten
- waar de arm uit het myosine filament steekt
2. waar het hoofd vastzit aan de arm
lengte van een myosine filamenten
bijna altijd 1.6 micrometer
Kijkend vanuit de M-line, wanneer beginnen de cross-bridges?
Na 0.2 micrometer
Myosine filamenten is gedraaid, waarom?
zodat elke cross-bridge axiaal beschikbaar is en van elkaar verwijderd is met 120 graden. Hierdoor heb je aan alle kanten van het filament cross-bridges.
Welk deel van de myosine molecuul bevat ATPase?
Het hoofd; dit bindt met actine.
structuur van een actine filament
de backbone bestaat uit F-actine eiwitten, gedraaid als een helix. Deze bestaan uit meerdere G-actines, die elk een ADP molecuul gebonden heeft. Er wordt gedacht dat dit de actieve sites zijn van actine. Verder bevat het ook tropomyosine, die in groeven van de F-actine gewikkeld zijn (ook als een helix, is net een spekje). Deze liggen op de active sites van actine, waardoor actine geinactiveerd is. Bij contractie worden deze tropomyosine verschoven zodat de active sites beschikbaar worden
Waaruit bestaat F-actine
G-actine moleculen, elk met een moleculair gewicht van 42,000
De active site van actine is geplaatst om de ….
2.7 nanometer
elk actine filament is …. lang
1 micrometer lang
Moleculair gewicht en lengte tropomyosine
70,000 moleculair gewicht en lengte van 40 nanometers
troponin zit vast aan
tropomyosine
Structuur troposin
Drie eiwit subunits; troponin I, troponin T, and troponin C.
troponin I heeft affiniteit voor actine
troponin T heeft affiniteit voor tropomyosine
Troponin C heeft affiniteit voor Ca2+
Functie troponin
Het vasthouden van tropomyosine aan actine, en de affiniteit van subunit C is belangrijk om contractie te initieren
Inhibitie van de actine filament door het troponin-tropomyosine complex
Wanneer een actine filament geen troponin of tropomyosine heeft, bindt het direct vast aan de heads van myosine (in bijzijn van magnesium en ATP). Echter, wanneer dit complex er wel is, dan bindt actine niet aan myosine. Hierdoor wordt er gesuggeerd dat het troponin-tropomyosine complex de active sites van actine blokkeert.
Activatie van actine filamenten
Dit gebeurt door de aanwezigheid van calcium. Ca2+ bindt aan troponin C, die elk vier calcium moleculen kan binden, waardoor er een conformatie verandering plaats vindt. Hierdoor verplaatst de tropomyosine zich en wordt de active sites vrijgegeven.
De wandel hypothese van contractie
Wanneer een myosine hoofd bindt aan actine vind er meteen een verandering plaats in de intramoleculaire krachten tussen de twee. Hierdoor beweegt het myosine hoofd naar voren, en trekt daarmee actine met zich mee. Dit heet de power stroke. Direct hierna laat de hoofd los, gaat opnieuw in gestrekte stand staan, bindt een nieuwe active site en trekt deze ook weer vooruit. Al de myosine hoofden werken onafhankelijk van elkaar.
Des te meer myosine hoofden binden aan actine….
des te groter de contractie kracht
Fenn effect
Des te meer werk een spier verricht, des te meer ATP verbruikt wordt
Cyclus van ATP tijdens contractie
- Voor contractie zal een myosine hoofd via ATPase ATP splitsen in ADP en P, maar houdt dit gebonden. Het is nog niet gebonden aan actine.
- Ca2+ maakt de active sites van actine beschikbaar
- Actine en myosine binden, dit komt door de energie die net was gegeneneerd (en opgeslagen was tijdelijk)
- Op dat moment laten ADP en P los, waardoor een nieuw ATP molecuul kan binden. Door dit ATP molecuul laat het hoofd los van actine
- dit gaat zo door