Spieren' Flashcards
bespreek de microscopische bouw van een skeletspier
skeletspiercellen hebben een diameter van 10 tot 100 µm en kunnen in lengte variëren van enkele mm tot enkele tientallen centimeters. Hierbij zullen de myofibrillen even lang zijn als de skeletspiercel zelf. De aanwezigheid van sarcomeren en de organisatie in en van de myofibrillen zorgt ervoor dat je skeletspiercellen een duidlijke dwarsstreping (=dwars op de lengterichting van de spiercel!) kan terugvinden.
De donkere banden die je kan waarnemen in lichtmicroscopische beelden zijn de Abanden (=anisotroop). Dit zijn de middelste gedeelten van elk sarcomeer en is dus de plaats waar de myosinefilamenten gelegen zijn. In deze A-band zullen in de laterale gebieden de actine- en myosinefilamenten overlappen, terwijl je in het middengedeelte enkel myosinefilamenten ziet. Diet gebied is dan iets lichter in LM beelden en wordt de H-band genoemd. In het midden van de H-band treffen we de M-lijn aan. A-banden worden afgewisseld met minder lichtbrekende I-banden (=isotroop) waarin je in het midden de Z-schijf kan waarnemen. Op deze plaats vind je voornamelijk de dunne actinefilamenten terug. Eén sarcomeer bestaat dus uit een halve I-band, een A-band en nog een halve I-band, waarbij de Z-schijven de grenzen van de sarcomeren vormen. Z-schijven liggen dus tussen twee sarcomeren, vandaar de naam ‘Zwischenscheiben’.
Substraat van de elektromechanische koppeling in een skeletspier
Om nu contractiestimuli in de volledige spiercel gelijktijdig te laten verlopen, hebben skeletspiercellen een speciaal gevormd sarcolemma. Dit sarcolemma vertoont namelijk lange vingervormige uitlopers die loodrecht op het celoppervlak staan en tot diep in de spiercel doordringen, waar ze de afzonderlijke myofibrillen omgeven. Deze uitlopers worden de transverse tubuli of T-tubuli genoemd. Merk op dat het ‘lumen’ van deze tubuli in feite tot het extracellulaire milieu behoort.
Functioneel belangrijk is dat de T-tubuli contact maken met het sarcoplasmatisch reticulum (gespecialiseerd glad endoplasmatisch reticulum) dat als een netwerk van membraneuze zakvormige structuren elke myofibril omgeeft. De T-tubulus maakt contact met 2 laterale componenten van het sarcoplasmatisch reticulum, wat je samen een triade noemt. Deze vind je terug op elke overgang van een A-band naar een I-band en speelt een sleutelrol bij de excitatie-contractie koppeling van de skeletspiercel.
Skeletspiercellen contraheren onder invloed van een impuls afkomstig van een motorische zenuwcel (= motorisch neuron). In de buurt van de spiercel zal de zenuwvezel zijn myelineschede verliezen, maar nog omgeven zijn door steuncellen die de Schwanncellen worden genoemd (zie hoofdstuk zenuwweefsel). Op de plaats van contact tussen het uiteinde van een zenuwcel (=axon) en de spiercel vind je een motorische eindplaat terug, wat in feite een verzameling is van myoneuronale synapsen (ook wel neuromusculaire juncties genoemd).
Bespreek de ultrastructuur van een hartspiercel
Bij hartspiercellen (150µm lang en 10-15µm breed) zijn de actine- en myosinefilamenten in sarcomeren georganiseerd, die als aaneengeschakelde contractiele eenheden de myofibrillen vormen. Op die manier zullen ook hartspiercellen een typische dwarsstreping vertonen met dezelfde kenmerken en opbouw als bij skeletspiercellen. Kenmerkend voor hartspiercellen is echter de aanwezigheid van veel grote mitochondriën. Hieruit kan je afleiden dat de hartspiercel quasi volledig afhankelijk is van een aërobe stofwisseling. De voornaamste brandstof van het hart zijn lipoproteïnen die via het bloed worden aangevoerd en worden opgeslagen in de cel als vetdruppeltjes van triglyceriden. Rondom de hartspiercellen vind je in het bindweefsel dan ook veel bloedvaatjes terug die deze lipoproteïnen aanvoeren. Het sarcolemma vormt kenmerkende T-tubuli die tot op het niveau van de sarcomeren doordringen. Deze T-tubuli liggen ter hoogte van elke Z-schijf, wat betekent dat je hier één T-tubulus per sarcomeer hebt. De functie van T-tubuli is gelijklopend aan deze van skeletspiercellen: bij excitatie van de hartspiercel zal de depolarisatie zich verspreiden over het sarcolemma en zal calcium wordt vrijgesteld vanuit het sarcoplasmatisch reticulum naar het sarcoplasma. Calcium speelt in hartspiercellen dezelfde rol als in skeletspiercellen. Bij hartspiercellen tref je vlak naast de T-tubulus meestal slechts 1 deel van het sarcoplasmatisch reticulum aan, we spreken hier van het voorkomen van diaden. Elke hartspiercel heeft slechts 1 tot 2 kernen. Deze is of zijn centraal in de cel gelegen en worden meestal omringd door talrijke mitochondriën. Omdat op deze plaats geen myofibrillen voorkomen, heet dit gedeelte van de hartspiercel het ‘fibrillenvrij sarcoplasma’. Kenmerkend voor hartspiercellen is dat deze een aantal stompe vertakkingen vertonen en veel kleiner zijn dan skeletspiercellen (150µm lang en 10-15µm breed). Op die manier maakt een hartspiercel contact met verscheidene naburige hartspiercellen. Voor de goede werking van het hart zitten er op de grens tussen twee hartspiercellen intercalaire schijven. Deze intercalaire schijven bestaan uit een trapstructuur met afwisselende longitudinale en transversale componenten. Het transversale gebied moet weerstaan aan sterke trekkrachten die door contractie van de sarcomeren wordt opgewekt. In deze gebieden treffen we dan ook desmosomen en fascia adherens aan. Ter hoogte van de desmosomen hecht desmine aan. Ter hoogte van de fascia adherens hechten actinefilamenten aan. Op die manier is de functie van deze zone van de intercalaire schijf gelijkaardig aan deze van de Z-schijven. In de longitudinale gebieden van de intercalaire schijf vinden we gap junctions terug. Omdat gap junctions opgebouwd zijn uit connexonen (dewelke in feite ionenkanalen zijn), laten ze toe dat de actiepotentialen die gegenereerd worden op een welbepaalde plaats in het hart alle hartspiercellen kunnen bereiken. Ter hoogte van deze intercalaire schijven komen meer dan 200 verschillende eiwitten voor. Verschillende soorten hartafwijkingen zijn dan ook te wijten aan veranderingen in deze eiwitten
Bespreek de histologische verschillen/gelijkenissen tussen een hartspier en een skeletspier
De skeletspiervezel is een syncytium, dat ontstaat door fusie van éénkernige myoblasten tijdens de embryonale ontwikkeling. De kernen komen wandstandig te liggen. De lengte van een spiervezel, die steeds onvertakt is, kan variëren van 1 mm tot een paar tientallen cm. De diameter schommelt tussen 10-100 µm. Het aantal spiervezels vermeerdert niet bij training (hyperplasie), maar doet wel het celvolume toenemen (hypertrofie) door toename van het aantal contractiele filamenten. Bij langdurige immobilisatie zal de spiervezel gekenmerkt worden door een volumeafname (atrofie) doordat een aantal myofibrillen zullen verdwijnen alsook het aantal kernen zal verminderen. De celmembraan wordt sarcolemma genoemd. Het RER krijgt de naam sarcoplasmatisch reticulum. I.p.v. cytoplasma spreken we van sarcoplasma. Dit sarcoplasma bevat myoglobine, dat verantwoordelijk is voor de rode kleur en het eosinofiel karakter van de skeletspier.
De spiervezel heeft een interne structuur; elke vezel bevat myofibrillen. De myofibrillen zijn samengesteld uit kleinere structuren, nl de myofilamenten. Dit zijn de uiteindelijke contractiele delen van de cel; ze zijn hoofdzakelijk opgebouwd uit de twee specifieke spiereiwitten myosine en actine.
Wanneer een dwarsgestreepte spier zich samentrekt, schuiven de actine-en myosinefilamenten binnen één sarcomeer over elkaar, zullen de uiteinden van alle sarcomeren elkaar naderen en zal de totale lengte van de sarcomeren kleiner worden.
Een hartspiercel kan tot 150 µm lang worden en heeft een gemiddelde doorsnede van 10-15 µm. het bevat 1-2 kernen, centraal gelegen. Hartspiercellen zijn vertakte cellen, verbonden via de intercalaire schijven. Het heeft ook dwarsstreping, maar deze is minder regelmatig dan bij een skeletspier. Het sarcoplasmatisch reticulum is minder goed ontwikkeld, hierdoor komen er meer diaden dan triaden voor. Bij een hartspiercel komen deze voor thv de Z-lijn, bij skeletspieren thv de grens tussen A- en I-band.
De T-tubulus is veel ruimer (100-200 nm) dan bij een skeletspier (40 nm). Plus de mitochondria zijn groter en talrijker. Er komen ook meer glycogeengrana in voor.
Bespreek de microscopische bouw van een spierspoel
Een spierspoeltje (muscle spindle) heeft als taak om na te gaan welke lengteveranderingen optreden in de spier en is dus gelegen tussen de gewone skeletspiercellen. Het structuurtje zelf is meestal veel korter dan de omringende skeletspiervezels en bestaat uit een bindweefselkapsel met hierin 2 tot 14 ‘aangepaste’ dwarsgestreepte skeletspiercellen. Omdat deze aangepaste spiervezels binnen in het ‘spoeltje’ liggen worden ze intrafusale vezels genoemd, die we dus onderscheiden van de gewone skeletspiercellen. We kunnen van deze intrafusale vezels twee verschillende vormen onderscheiden: 1) de kernzakvezels (nuclear bag), die in hun centrale gebied een soort van ‘zakje’ bevatten gevuld met kernen, en de 2) kernkettingvezels (nuclear chain) die zo worden genoemd omdat in het centrale gebied van deze vezels de kernen in een rijtje liggen. Belangrijk om te onthouden is dat het centrale gebied van deze intrafusale vezels niet kunnen samentrekken en dus geen myofilamenten bezitten.
bespreek de microscopische bouw (zowel LM als EM) van een gladde spiercel
Glad spierweefsel: heeft een lengte van 5-500 µm en een diameter van 5 µm. Het zijn spoelvormige cellen met een centraal gelegen kern die vertakt kunnen zijn. Glad spierweefsel heeft geen uitgebouwd sarcoplasmatisch reticulum en T-systeem.
Het bevat ook geen myoglobine, waardoor het een witte kleur heeft i.p.v. rood. Het cytoplasma is acidofiel en de organellen bevinden zich hoofdzakelijk aan beide polen van de kern.
Gladde-spiercellen vertonen geen gestreept patroon zoals het geval is bij dwarsgestreepte spiercellen. Ze beschikken wel over interne actine- en myosinefilamenten maar hun contractie-eenheden zijn niet in overeenstemming met elkaar. Het bevat ook dens bodies, dit zijn desmosoom-achtige structuren die alfa-actinine bevatten waaraan actinefilamenten met hun plus-uiteinde gebonden zijn. Bijgevolg zijn de myosine en actine dus niet in sarcomeren gerangschikt. De contractie wordt gereguleerd door fosforylatie van myosine II, en is calcium-afhankelijk.
De relatie tussen glad spierweefsel en het omringende bindweefsel is in essentie dezelfde als die tussen skeletspierweefsel en bindweefsel, behalve dan dat het epimysium niet doorloopt tot in de pezen.
De positie van de dens bodies, de myofilamenten en de intermediaire filamenten (desmine/vimentine) zorgt voor verwringing van de gladde spiercel bij contractie. De contractie is trager dan skeletspieren maar kan langer aanhouden.
