Inhoud
We hebben drie verschillende soorten spieren, waaronder skeletspieren, gladde spieren en hartspieren. Alle spieren bestaan echter uit vezels die samentrekken door een soortgelijk mechanisme: het glijden van dunne actinefilamenten over dikke myosinefilamenten.
Kenmerken
Spiervezel is een enkele cel die een bundel myofibrillen bevat. Deze zijn gemaakt van dikke en dunne filamenten die sarcomeren vormen. Dunne filamenten bestaan uit een eiwit dat actine wordt genoemd en dat wordt omgeven door een ander eiwit dat tropomyosine wordt genoemd, terwijl dikke filamenten worden gevormd door het eiwit myosine.
Contractie
In een rustende spiervezel overlappen de dunne en dikke filamenten elkaar slechts gedeeltelijk op elk sarcomeer, waarbij het midden van het sarcomeer alleen dikke filamenten bevat, terwijl het buitenste deel alleen dunne filamenten bevat. De lengte van deze filamenten verandert niet. Spiercontractie treedt op wanneer filamenten over elkaar glijden, waardoor het aantal overlappingen daartussen toeneemt, waardoor het sarcomeer wordt verkort. Alle sarcomeren in de spiervezel trekken onmiddellijk samen, waardoor de vezel als geheel wordt verkort.
Moleculair mechanisme
De filamenten glijden door het bovenste deel van de myosine (kop) en de dikke filamenten zijn verantwoordelijk voor het trekken van de dunne filamenten langs de vezel. Gevoed door het adenosinetrifosfaat (ATP), hechten de myosinekoppen zich verschillende keren aan het actine, buigen, scheiden zich van het actine, keren terug naar hun natuurlijke staat en hechten zich dan weer vast. Alle myosinekoppen van het dikke filament trekken, wanneer ze gebogen zijn, de actine in dezelfde richting, waardoor de filamenten over elkaar glijden.
Regulatie
Wanneer een spiervezel ontspannen is, bedekt de tropomyosine van de dunne filamenten de actine, waardoor de myosinekop niet kan binden. Calciumionen zijn verantwoordelijk voor het veranderen van deze positie van tropomyosine, waardoor de actine-bindingsplaatsen kunnen worden blootgesteld, wat resulteert in spiercontractie. Neuronen die zowel spiercontractie als ontspanning regelen, werken afhankelijk van de concentratie calciumionen in het lichaam.
Soorten
Verschillende soorten spiervezels zijn aangepast voor specifieke functies. Snel trillende spiervezels worden gebruikt voor korte, krachtige weeën, terwijl langzame spiervezels contracties gedurende lange tijd kunnen vasthouden. De meeste spieren bevatten een combinatie van snelle en langzame spiertrekkingen. Sommige dieren hebben spiervezels die veel sneller kunnen samentrekken dan de snelle spiervezels van mensen. De rammelaar van een ratelslang wordt bijvoorbeeld gecontroleerd door supersnelle spiervezels. Spiervezels kunnen ook worden ingedeeld in oxidatieve en glycolytische vezels. Oxidatieve vezels verkrijgen energie (ATP) door middel van aërobe ademhaling, terwijl glycolytische vezels afhankelijk zijn van glycolyse. Bij het eten van kip kun je deze twee soorten gemakkelijk onderscheiden. Het donkere deel van het vlees bestaat uit oxidatieve vezels, terwijl het witte vlees uit glycolytische vezels bestaat.