Spier-skeletstelsel – spieren

Spieren
Spieren en pezen vormen samen het spierstelsel en zorgen voor de beweging. Je lichaam telt meer dan 650 spieren met ieder een eigen functie. Spieren zijn betrokken bij bijvoorbeeld de ademhaling, de hartslag of de spijsvertering.
Spieren zijn opgebouwd uit spierbundels, deze spierbundels zijn weer opgebouwd uit spiervezels en de spiervezels zijn opgebouwd uit acine en myosine filamenten. In de spierbundels zit spierweefsel, dat bestaat uit cellen, die kunnen samentrekken en weer ontspannen, en de extracellulaire matrix (tussencelstof), waarin de cellen liggen. Meerdere spierbundels vormen samen een hele spier.

Pezen
Alle spierbundels en ook de spier zelf zijn omgeven door een vlies van bindweefsel. Deze vliezen komen aan elke kant van de spier samen en vormen daar een stevige pees. Met de pees is de spier goed vastgehecht aan het beenvlies van het bot. Een spier is dus nooit zelf direct vastgehecht aan het bot.
Pezen zijn heel sterk, maar kunnen zelf niet samentrekken. De pezen bewegen wel met een samentrekkende spier mee, waardoor ze het bot, waar ze aan vastzitten, meetrekken. Daardoor ontstaat beweging. Sommige pezen zijn heel lang, omdat de spier en het bijbehorende bot ver van elkaar vandaan liggen. Een voorbeeld is je hand, waarbij in de vingers namelijk geen spieren zitten, maar pezen. Om je vingers te kunnen buigen en te kunnen strekken, moet je via de pezen de spieren aanspannen, die in je onderarm bij de elleboog liggen.

Stamcellen spieren
In de spieren bevinden zich stamcellen, de satellietcellen. Als deze cellen zich delen, dan ontstaat een nieuwe spierkern en een nieuwe satellietcel, die zich weer kan delen. De nieuwe spierkernen zorgen voor herstel van beschadigd spierweefsel door dit weer te laten aangroeien.

Soorten spierweefsels
Er zijn drie verschillende soorten spierweefsel: dwarsgestreept spierweefsel, glad spierweefsel en hartspierweefsel. Deze worden onderverdeeld in de willekeurige spieren met het dwarsgestreept spierweefsel en de onwillekeurige spieren met het glad spierweefsel en hartspierweefsel.

• Willekeurige spieren (skeletspieren) met het dwarsgestreept spierweefsel
Willekeurige spieren kunnen pas bewegen, als ze daartoe signalen krijgen vanuit de hersenen. Je kunt beslissen, hoe je beweegt met je lichaam. Als je bijvoorbeeld een tas wilt pakken, geven je hersenen opdracht aan je arm en je hand om de tas te pakken. Het grootste deel van onze spieren bestaat uit dwarsgestreept spierweefsel.
– Het dwarsgestreept spierweefsel bestaat uit willekeurige spieren of skeletspieren en bestaat uit spierbundels. Een spierbundel bestaat weer uit spiervezels. De spiervezels zijn ontstaan door een versmelting van meerdere spiercellen. Daarom heeft een spiervezel meerdere kernen. Een spiervezel is opgebouwd uit duizenden kleine vezeltjes: myofibrillen. De myofibrillen (hele dunne draadjes) zorgen er voor, dat een spier zich kan samentrekken en hebben dezelfde lengte als de spiervezel. De spierbundels worden omgeven door een laag bindweefsel. Als je de spiervezels onder de microscoop bekijkt, dan zie je een dwarsgestreept patroon. Deze spiersoort wordt daarom dwarsgestreept spierweefsel genoemd. Meerdere spierbundels vormen een skeletspier.
– De skeletspieren maken bewegingen van je ledematen en je gehele lichaam mogelijk. Skeletspieren zorgen voor beweging door zich samen te trekken en te ontspannen. Een skeletspier heeft altijd twee aanhechtingen op twee verschillende botstukken. De pezen zorgen voor de aanhechting met de botten. De ene spier zorgt voor de heengaande beweging, de andere voor de teruggaande beweging.
Naar elke skeletspier lopen zenuwen, die een elektrisch signaal naar de spier sturen, als je de spier wilt aanspannen. Het elektrische signaal vanuit de hersenen naar de zenuwen zorgt ervoor dat de spier samentrekt, waardoor de spiervezels korter en dikker worden. Als je meer kracht met de spier zet, dan worden er ook meer spiervezels samengetrokken. Als een skeletspier samentrekt, worden er ook elektrische signalen via de zenuwen terug naar de hersenen gestuurd. Deze signalen geven de hersenen informatie over de aanspanning van de spier, waardoor je je lichaamshouding kunt vasthouden. Als je de spier weer wilt ontspannen, dan stopt het elektrische signaal van de zenuw.
Als de spier zich samentrekt, dan trekt de spier ook aan de pees. Hierdoor beweegt het bot en kun je buigen en strekken, gaan zitten en weer opstaan, jezelf uitrekken en in elkaar duiken. Wanneer deze spieren overbelast worden, krijg je last van spierpijn.
• Spiervezels.
Skeletspieren bestaan uit spierbundels met twee subtypen van spiervezels. Een spiervezel is opgebouwd uit duizenden kleine vezeltjes: myofibrillen. De myofibrillen (actine en de myosine filamenten) zorgen er voor, dat een spier zich kan samentrekken en hebben dezelfde lengte als de spiervezel. Elke spierbundel heeft zijn eigen samenstelling van typen spiervezels. Uit welk type vezels een spierbundel bestaat, is afhankelijk van de functie van die spier.
– Type I spiervezels.
Type I spiervezels worden langzame of rode spiervezels genoemd. Dit type spiervezels trekt langzaam samen. Ze bevatten veel mitochondria, die nodig zijn om energie te geven. Ze geven dus veel energie, maar weinig kracht. Deze type I spiervezels zijn goed bestand tegen vermoeidheid, zijn belangrijk voor een goede lichaamshouding en zijn daarom constant aangespannen.
– Type II spiervezels.
Type II spiervezels worden snelle of witte spiervezels genoemd. Deze spiervezels kunnen heel snel samentrekken en daarom veel kracht voortbrengen. Deze type II spiervezels worden wel snel moe en zijn daarom niet voortdurend actief.

• Onwillekeurige spieren met het glad spierweefsel en het hartspierweefsel
Onwillekeurige spieren met het glad spierweefsel en hartspierweefsel bewegen vanzelf, omdat ze worden aangestuurd door het autonoom werkende zenuwstelsel. Het zenuwstelsel werkt helemaal zelfstandig zonder inbreng van de hersenen. Aansturing gebeurt door elektrische signalen vanuit het zenuwstelsel of pacemakercellen, die zelf samentrekkingen van de spieren kunnen veroorzaken. De onwillekeurige spieren zorgen er voor, dat de organen zelfstandig hun werk kunnen doen. Er zijn twee soorten onwillekeurige spieren: het gladde spierweefsel en het hartspierweefsel.
– Het gladde spierweefsel zit in bijvoorbeeld de nieren, de darmen, de wanden van bloedvaten, luchtwegen en het spijsverteringskanaal. Gladde spieren zijn niet bewust aan te sturen, maar reageren op elektrische signalen vanuit het zenuwstelsel. Ze zorgen voor een langzame golfachtige beweging, die zorgt voor het transporteren van bloed, lucht en voedsel door de bloedvaten, luchtwegen en het spijsverteringskanaal. De gladde spieren kunnen relatief weinig kracht leveren. Glad spierweefsel ziet er anders uit dan dwarsgestreept spierweefsel. Het gladde spierweefsel bevat spoelvormige cellen met een grote centrale kern.
– Het hartspierweefsel zit alleen in het hart en de hartspier kan niet bewust aangestuurd worden. Door het ritmisch aanspannen van de hartspier wordt bloed door je lichaam gepompt. Hartspierweefsel levert veel kracht. Het hartspierweefsel is ook te herkennen aan een dwarsgestreepte structuur, maar hartspiercellen hebben maar een of twee centrale kernen. Het lijkt qua structuur meer op de dwarsgestreepte spier dan op de gladde spier en heeft zowel eigenschappen van dwarsgestreepte spieren als van gladde spieren.

Samentrekking spieren
Een spier trekt zich samen als een of meerdere spierbundels in de spier zich samentrekken. Als een spiervezel in de spierbundel geactiveerd wordt door een impuls van een motorische zenuw, dan beginnen de actine en de myosine filamenten over elkaar heen te schuiven. Aan de myosine filamenten zitten myosinekopjes die zich binden aan de actine filamenten. Gebonden myosinekopjes maken vervolgens een roeiende beweging. Door deze roeiende bewegingen schuiven de actine en myosine filamenten langzaam over elkaar heen. De spiervezel trekt zich dan samen. Zo lang dit blijft doorgaan, blijft de spier verkorten. Op een gegeven moment zitten de actine en de myosine filamenten helemaal over elkaar heen en kan de spier niet korter worden. Als de contractie stopt en de spier ontspant, dan laten de actine en de myosine filamenten elkaar los en zullen weer terugschieten op hun oude plaats.
Actine en myosine filamenten zorgen ook voor het typerende bandenpatroon bij skeletspieren. De spiervezels van skeletspieren zijn onder een microscoop te zien als een dwarsgestreept bandenpatroon. De donkere banden ontstaan, omdat er veel filamenten op die plek zijn. Een overlap van veel en dikke filamenten (myosine filamenten) met de dunnere actine filamenten zorgt voor een donkere A-band. De lichte banden ontstaan, omdat er weinig en dunne actine filamenten op die plek aanwezig zijn.

Energie
Bij voeding wordt suiker gezien als iets dat alleen maar slecht is. Maar dat is niet zo, als je suiker, glucose en fructose met mate inneemt. Je lichaam zet de voedingsstoffen, zoals suiker, glucose en fructose, op verschillende manieren om in energie. De fructose wordt in de lever omgezet in brandstof. Glucose wordt opgenomen in het bloed en het hormoon insuline zorgt daarbij dat de glucose in de weefsels terecht komt, ook als energie voor het lichaam. Die energie heeft het lichaam als brandstof nodig om goed te kunnen functioneren, bijvoorbeeld in de spieren, zodat je kunt sporten en bewegen. Als deze brandstof op is, vraagt je lichaam om meer.
Als je heel veel beweegt, dan krijg je een te lage bloedsuiker en ben je vermoeid. Wielrenners nemen daarom bijvoorbeeld suikerwater in, als ze aan het fietsen zijn. Als er een tekort aan zuurstof in een spier is, kan er melkzuur ontstaan. Wielrenners praten dan over verzuurde benen. Later ontstaat er dan vaak spierpijn.