Spieren bestaan er in vele verschillende soorten en maten. Sommige spieren zijn maar enkele millimeters groot, zoals de spieren rondom de oogbal, terwijl de beenspieren wel 30 centimeter lang kunnen zijn. Toch hebben alle spieren die aan het skelet zijn gehecht; de skeletspieren een vergelijkbare bouw. De skeletspieren worden ook wel dwarsgestreepte spieren genoemd, omdat zij onder de lichtmicroscoop een kenmerkende dwarse streping vertonen. Deze dwarse streping wordt veroorzaakt door de ordening van spiereiwitten in het sarcomeer. Het sarcomeer is de kleinste te onderscheiden functionele eenheid van een skeletspier. Alle sarcomeren achter elkaar vormen een myofibril en myofibrillen vormen een spiervezel. De spiervezels vormen samen een spierbundel en de spierbundels vormen samen een spier. Spieren kunnen samentrekken, ook wel contracties genoemd. We kunnen de isometrische, concentrische en excentrische contractie onderscheiden.
Bouw van skeletspieren
De skeletspieren worden ook wel dwarsgestreepte spieren genoemd. Elke skeletspier heeft een vergelijkbare bouw. Elke skeletspier bestaat uit spierbundels en de spierbundels bestaan uit spiercellen die ook wel spiervezels worden genoemd.
Op het niveau van de spier, spierbundel en spiervezel worden deze structuren omringd door bindweefselschedes die de spier stevigheid geven, maar ook de bloedvoorziening en zenuwvoorziening voor hun rekening nemen.
Het epimysium is de bindweefselstructuur die de spier omringt. Het perimysium is de bindweefselstructuur die de spierbundel omringt en het endomysium omringt de spiervezels. De spiervezels bestaan weer uit structuren die niet met het blote oog zichtbaar zijn en deze structuren vormen de ultrastructuur van de spier. In de volgende paragraaf is meer informatie te vinden over de ultrastructuur van de spier.
Ultrastructuur van de skeletspier
De skeletspieren bestaan voor 75% uit water, 5% uit zouten en spierglycogeen en 25% uit spiereiwitten. Myosine en actine zijn de meest voorkomende spiereiwitten en worden myofilamenten genoemd. Daarnaast komen nog de spiereiwitten, proteïne C en M, alfa en beta-actinine, tropomyosine en troponine in de spier voor.
De skeletspieren bestaan uit verschillende spiervezels. Een spiervezel vormt een spiercel en deze spiervezels zijn multinucleair. Dat betekent dat een spiercel meerdere celkernen heeft. De spiervezel bestaat uit myofibrillen die door de celkern worden gevormd. De myofibrillen liggen in de lengterichting van de spiervezel. De skeletspiercel vormt de verschillende spiereiwitten en ordent deze in een structuur die de skeletspier zijn kenmerkende dwarse streping in het myofibril geeft. Het myofibril is opgebouwd uit sarcomeren. Sarcomeren zijn de kleinste onderscheiden functionele eenheden van de spieren. Sarcomeren zijn zichtbaar met een lichtmicroscoop.
Het sarcomeer bestaat uit actine en myosine en de andere structurele eiwitten. Een sarcomeer loopt van Z-lijn tot Z-lijn. De Z-lijn bestaat uit verschillende soorten eiwitten en aan de Z-lijn zijn de actinefilamenten gehecht. Andere gebieden die in het sarcomeer te onderscheiden zijn, zijn:
- I-banden bestaan uit actinefilamenten
- A-banden bestaan uit myosinefilamenten met overlap door de actinefilamenten
- H-zone is dat deel van A-band waar er geen overlap is met actinefilamenten
- M-band loopt haaks over het midden van de myosinefilamenten
Spiercontractie, spiersamentrekking
Spieren hebben de eigenschap dat ze kunnen samentrekken. Het samentrekken van spieren is ook een belangrijke functie van spieren. Spieren zijn namelijk vastgehecht aan het skelet. Het samentrekken van spieren zorgt ervoor dat het skelet kan bewegen.
Er kunnen verschillende spiercontracties onderscheiden worden. De verschillende spiercontracties zijn isometrische, concentrische en excentrische contracties.
Bij isometrische contracties blijft de spierlengte gelijk, maar levert de spier wel kracht en dus weerstand tegen de zwaartekracht. Op het niveau van het sarcomeer blijven de Z-lijnen op dezelfde afstand van elkaar.
Bij een concentrische contractie, wordt de spier- en sarcomeerlengte kleiner en de kracht die de spier levert, is groter dan de zwaartekracht. Op het niveau van het sarcomeer bewegen de Z-lijnen naar elkaar toe en verkorten de I- en H-banden.
Bij een excentrische contractie, wordt de spier- en sarcomeerlengte groter en de kracht die de spier levert, is kleiner dan de zwaartekracht. Op het niveau van het sarcomeer bewegen de Z-lijnen van elkaar af en verlengen de I- en H-banden.
Bronnen:
William D. McArdle, Victor L. Katch, & Frank I. Katch (2014) Exercise Physiology, Nutrition, Energy, and Human Performance, LWW Philadelphia
