SPIERWEEFSEL: KENMERKEN, FUNCTIES, TYPEN, CELLEN - ANATOMIE EN FYSIOLOGIE - 2025

Het spierweefsel is verantwoordelijk voor het orkestreren van de bewegingen en samentrekkingen van het lichaam. Het bestaat uit cellen die kunnen samentrekken, genaamd myocyten. Het is een overvloedig weefsel en bij mensen vormt het iets minder dan de helft van zijn totale massa.

Er zijn drie soorten spierweefsel, die voornamelijk verschillen in celeigenschappen en locatie. Dit zijn skeletspieren, gladde spieren en hartspieren.

Bron: Berkshire Community College Bioscience Image Library Skeletspieren zijn gestreept, meerkernig en vrijwillig. De cardiale vertoont ook deze structurele kenmerken, maar het is onvrijwillig. Ten slotte heeft de gladde huid geen striae, heeft een kern en zijn bewegingen onvrijwillig.

De belangrijkste functie van spierweefsel is gerelateerd aan beweging, zowel vrijwillig als onvrijwillig.

Het stuurt zowel de bewegingen van de ledematen en de romp, als de bewegingen van de inwendige organen (vaatverwijding, vasoconstractie, stoelgang, maag-slokdarm, enz.). Het stuurt ook de bewegingen van de hartcellen in ritmische beats.

kenmerken

Spieren zijn weefsels die het vermogen hebben om opgewonden te raken en te reageren op een reeks prikkels, zoals drukveranderingen, warmte, licht, onder andere. Dit weefsel is verantwoordelijk voor de beweging van organismen. Spieren worden gekenmerkt door hun eigenschappen van samentrekbaarheid, rekbaarheid en elasticiteit.

Spieren bestaan ​​voor bijna 80% uit water, dat een vitale rol speelt bij samentrekking en een geschikt medium vormt voor anorganische ionen en organische verbindingen die in weefsel aanwezig zijn. De eiwitten waaruit het bestaat, zijn van het contractiele type: actine, myosine en tropomyosine.

Kenmerken

Beweging wordt beschouwd als een eigenschap van levende wezens en kan op verschillende manieren plaatsvinden.

Alle levende cellen vertonen beweging van hun intracellulaire componenten, amoeben (zoals verschillende eencellige organismen) kunnen hun omgeving verkennen door beweging, en sommige organismen hebben trilharen en flagella die hun beweging mogelijk maken.

In de meest complexe meercellige organismen wordt beweging georkestreerd door een gespecialiseerd weefsel: de spier. Om deze reden is de belangrijkste functie die verband houdt met spierweefsel voortbeweging en beweging, inclusief functies die verband houden met onder meer spijsvertering, voortplanting en uitscheiding.

Soorten

Bij gewervelde dieren zijn er drie soorten spiercellen die 60 tot 75% van het totale lichaamsgewicht uitmaken. Er zijn skeletspieren, gladde spieren en hartspieren. Hieronder zullen we de details van elk beschrijven:

Skeletspier

Het wordt ook wel dwarsgestreepte of vrijwillige spier genoemd, omdat deze structuren bewust door het dier kunnen worden gemobiliseerd. Cellen zijn meerkernig en longitudinaal gerangschikt. In de volgende sectie zullen we deze opstelling in detail beschrijven.

Skeletspier neemt deel aan lichaamsbewegingen. Elke spier is via bindweefsel rechtstreeks aan twee of meer botten bevestigd. Wanneer de spier samentrekt, bewegen de botten rond het gewricht dat ze bij elkaar houdt.

Van het totale gewicht van het dier komt de dwarsgestreepte spier overeen met ongeveer 40%. Bij de mens blijkt het aandeel skeletspieren lager te zijn bij het vrouwelijk geslacht.

De eenheden waaruit dit systeem bestaat, zijn actine, myosine en tropomyosine. Van de drie is myosine het meest voorkomende eiwit en wordt aangetroffen in de primaire filamenten. Actine wordt aangetroffen in de secundaire filamenten en tropomyosine in de I-banden.

Zachte spier

Het tweede type spierweefsel is gladde spieren, gekenmerkt door het ontbreken van striae en door onvrijwilligheid. Dit type spier wordt aangetroffen als onderdeel van de wanden van inwendige organen zoals het spijsverteringskanaal, de luchtwegen, de urineblaas, de aders, de slagaders en andere organen.

Zoals we kunnen raden, zijn we niet in staat onze darmen te bewegen of onze aderen vrijwillig samen te trekken, zoals we doen met onze ledematen. U kunt een arm bewegen, maar u kunt uw stoelgang niet moduleren, dus deze spier is onvrijwillig.

Een vergelijkbaar type gladde spier bestaat in de ongewervelde lijn en wordt paramyosinefilamenten genoemd. We vinden ze in weekdieren en andere groepen.

Samentrekking van gladde spieren trekt veel langzamer samen dan skeletspieren, maar de contracties zijn langer.

Hartspier

De hartspier bevindt zich uitsluitend in het hart. Het is samengesteld uit gestreepte meerkernige vezels, die in verschillende opzichten doen denken aan skeletspieren. De vezels zijn in een syncytium-modaliteit, maar ze versmelten niet met elkaar.

In tegenstelling tot skeletspieren, genereert de hartspier ATP aëroob en gebruikt het vetzuren voor het genereren ervan (en niet glucose).

Deze spieren zijn gespecialiseerd in het ritmisch reageren op prikkels om de hartslag te laten kloppen. Net als gladde spieren wordt het geïnnerveerd door het autonome systeem, waardoor het een onvrijwillige spier wordt.

Relatief gezien lijkt de hartspier qua structuur op gladde spieren en is ze onvrijwillig als dwarsgestreepte spieren.

Fasische en tonische spieren

In het lichaam van gewervelde dieren hebben spieren twee soorten opstelling: fasische en tonische spieren. De eerste hebben inserties in structuren en functioneren in antagonistische paren.

Tonische spieren worden aangetroffen in zachte organen zoals het hart, de urineblaas, het spijsverteringskanaal en op de wanden van het lichaam. Deze hebben geen oorsprong of bijlagen die vergelijkbaar zijn met het fasische spierstelsel.

Spiercellen

Elke spier bestaat uit een reeks cellen die spiervezels of myocyten worden genoemd die parallel zijn georganiseerd met betrekking tot hun buren. Door deze structurering kunnen alle vezels parallel werken.

Om spiercellen aan te duiden, gebruiken we de term "vezels", omdat ze veel langer zijn dan breed. We moeten echter voorkomen dat we verward raken met andere soorten vezels zelf, zoals bijvoorbeeld collageenvezels.

Spierweefselcellen hebben hun eigen nomenclatuur: het cytoplasma staat bekend als het sarcoplasma, het celmembraan als het sarcolemma, het gladde endoplasmatisch reticulum is het gladde saccharcoplasmatisch reticulum en de functionele eenheid het sarcomeer.

Afhankelijk van het type spier, variëren cellen in vorm en aantal kernen. De meest opvallende verschillen zijn:

Gegroefde spiercellen

De cellen die deel uitmaken van dwarsgestreepte spieren hebben een diameter tussen 5 en 10 um, terwijl de lengte enkele centimeters kan bedragen.

Deze ongelooflijke omvang kan worden verklaard omdat elke cel afkomstig is van vele embryonale cellen die myoblasten worden genoemd en die samensmelten tot een grote, meerkernige structuur. Deze cellen zijn ook rijk aan mitochondriën.

Structuur en organisatie

Deze meerkernige eenheden worden myotubes genoemd. Zoals de naam al aangeeft, bevat de structuur meerdere buisjes binnen een enkel plasmamembraan en differentiëren ze tot een volwassen spiervezel of myofiber.

Elke spiervezel bestaat uit meerdere subeenheden die parallel zijn gegroepeerd, myofibrillen genaamd, die op hun beurt zijn opgebouwd uit een reeks longitudinaal herhalende elementen die sarcomeren worden genoemd.

Sarcomeren zijn de functionele eenheden van dwarsgestreepte spieren en elk wordt aan de uiteinden afgebakend door de zogenaamde Z-lijn.

Het "gestreepte" uiterlijk van de spier verschijnt omdat de myofibrillen van een spiervezel bestaan ​​uit sarcomeren die zeer nauwkeurig uitgelijnd zijn en een gestreepte verschijning krijgen onder het licht van de lichtmicroscoop.

De banden zijn gemaakt van contractiele eiwitten. De donkere worden voornamelijk gevormd door myosine (voornamelijk) en de lichte door actine.

Gladde spiercellen

Anatomisch gezien bestaat gladde spier uit spoelvormige cellen met lange, scherpe randen en een centraal gelegen kern.

Hoewel ze ook bestaan ​​uit de eiwitten actine en myosine, missen ze striae en tubuli of takken.

Hartspiercellen

Net als gladde spiercellen hebben hartspiercellen verschillende kernen, hoewel er cellen zijn die er maar één hebben. Ze zijn korter dan die van skeletspieren.

Wat hun morfologie betreft, ze zijn langwerpig en hebben meerdere takken. De uiteinden van de cel zijn stomp. Ze zijn rijk aan mitochondriën, glycogeengranulaat en lipofucsine. Wanneer we onder een microscoop worden bekeken, zullen we een patroon van strepen zien dat lijkt op dat van skeletspieren.

Spierweefselaandoeningen

Er zijn verschillende aandoeningen die de spieren bij mensen aantasten. Al deze aandoeningen hebben gevolgen voor de voortbeweging - aangezien de belangrijkste functie van spieren het dienen van beweging is.

De term myopathie wordt gebruikt om de reeks symptomen te beschrijven die het gevolg zijn van een primaire verandering in het dwarsgestreepte spierweefsel. Het wordt ook wel myopathisch syndroom genoemd. Dat wil zeggen, de term is van toepassing op elke primaire aandoening en in bredere zin kan hij ook worden toegepast op elke spierblessure.

De belangrijkste ziekten en medische aandoeningen die spierweefsel aantasten zijn:

Spierdystrofie

Duchenne spierdystrofie is een aandoening die wordt veroorzaakt door een recessieve genetische aandoening die verband houdt met het geslachtschromosoom X. De oorzaak is een mutatie in het gen dat codeert voor dystrofine, waardoor de spier afwezig is. Spierdystrofie treft één kind op 3.500.

Interessant is dat het dystrofine-gen qua grootte een van de grootste bekende is, met 2,4 Mb en een 14 kB boodschapper-RNA. Afhankelijk van welke mutatie optreedt, kan de dystrofie meer of minder ernstig zijn.

De belangrijkste functie van gezond dystrofine in spieren is structureel, omdat het actine-filamenten in cellen bindt met eiwitten in het celmembraan. De beweging en kracht van de myofibrillen worden door dit eiwit overgebracht naar de membraaneiwitten en vervolgens naar de extracellulaire ruimte.

De ziekte wordt gekenmerkt door het aantasten van alle spieren, waardoor ze zwak worden en ook spieratrofie. De eerste symptomen treden meestal op in de ledematen van het lichaam. Naarmate de ziekte voortschrijdt, moeten patiënten in een rolstoel worden vervoerd.

Rabdomyolyse

Rabdomyolyse is een ziekte die wordt veroorzaakt door necrose (pathologische celdood) van de spieren. Concreet is het geen ziekte maar een syndroom dat met meerdere oorzaken kan worden geassocieerd: onder meer overmatige lichaamsbeweging, infecties, drugs- en alcoholvergiftiging.

Wanneer cellen afsterven, komen er verschillende stoffen vrij in de bloedbaan die normaal gesproken in spiercellen worden aangetroffen. De meest voorkomende stoffen die vrijkomen zijn creatinefosfokinase en myoglobine.

De verwijdering van deze atypische verbindingen uit het bloed kan plaatsvinden door middel van dialyse of bloedfiltratie.

Myasthenia gravis

De term myasthenia gravis vindt zijn oorsprong in het Latijn en Grieks en betekent "ernstige spierzwakte". Het is een chronische auto-immuunziekte die de skeletspieren van het lichaam aantast, waardoor ze hun kracht verliezen.

Naarmate de ziekte vordert, wordt de zwakte duidelijker. Het beïnvloedt spieren die deelnemen aan dagelijkse basisactiviteiten zoals oogbewegingen, kauwen, spreken en inslikken van voedsel.

Myositis

Spierinflatie wordt myositis genoemd. De oorzaken van deze ontsteking lopen sterk uiteen, van letsel tot auto-immuunziekten. Er worden twee hoofdcategorieën van deze inflammatoire aandoening onderscheiden: polymyositis en dermatomyositis.

De eerste hiervan veroorzaakt aanzienlijke spierzwakte bij de patiënt en tast de spieren aan die zich nabij de buik en romp bevinden. Daarentegen heeft de tweede pathologie, naast het veroorzaken van zwakte van de spieren, invloed op de huid.

Amyotrofische laterale sclerose

Amyotrofische laterale sclerose, de ziekte van Lou Gehrig of de ziekte van Charcot is een aandoening van het neuromusculaire type die optreedt wanneer de cellen van het zenuwstelsel progressief afsterven en verlamming van de spieren veroorzaken. Deze ziekte veroorzaakt op de lange termijn de dood van de patiënt.

De ziekte komt vaker voor bij oudere mannen. Stephen Hawking was een vooraanstaand fysicus en is misschien wel de beroemdste patiënt met amyotrofische laterale sclerose.

Verwondingen en tendinitis

Overmatig gebruik van spieren kan leiden tot medische aandoeningen die het bewegingsvermogen van de patiënt beïnvloeden. Tendinitis is een aandoening die meestal vooral de gewrichten aantast en optreedt als gevolg van overmatig en geforceerd gebruik van de gewrichten, zoals de polsen.

Referenties

1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2003). Biologie: leven op aarde. Pearson onderwijs.
2. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC, & Garrison, C. (2007). Geïntegreerde principes van zoölogie. McGraw-Hill.
3. Hill, RW (1979). Vergelijkende dierfysiologie: een omgevingsbenadering. Ik draaide me om.
4. Hill, RW, Wyse, GA, Anderson, M., en Anderson, M. (2004). Dierlijke fysiologie. Sinauer Associates.
5. Kardong, KV (2006). Gewervelde dieren: vergelijkende anatomie, functie, evolutie. McGraw-Hill.
6. Larradagoitia, LV (2012). Basisanatomofysiologie en pathologie. Redactioneel Paraninfo.
7. Parker, TJ en Haswell, WA (1987). Zoölogie. Chordates (Vol.2). Ik draaide me om.
8. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., Frans, K., & Eckert, R. (2002). Eckert dierfysiologie. Macmillan.
9. Rastogi SC (2007). Essentials of Animal Physiology. New Age International Publishers.
10. Vived, À. M. (2005). Basisprincipes van fysiologie van fysieke activiteit en sport. Panamerican Medical Ed.