Dankzij deze cilindrische eenheden wordt de chemische energie die vrijkomt bij metabolische reacties omgezet in mechanische energie; door zichzelf door de pezen te steken en op de bothefbomen in te werken, genereert de spier beweging.
Skeletspiervezels variëren in lengte van enkele millimeters tot enkele centimeters, met een diameter variërend van 10 tot 100 µm (1 µm = 0,001 mm); het zijn de grootste cellen in het lichaam.
"Cytologisch" gesproken zijn vezelcellen het resultaat van een proces dat myogenese wordt genoemd, wat de fusie is van meerdere myoblasten - een actie die afhankelijk is van spierspecifieke eiwitten die bekend staan als fusogenen, myomaker of myofusie. Dit is de reden waarom de myocellen verschijnen als lange cilindrische en meerkernige cellen (die talrijke myonuclei bevatten - onder andere duidelijk zichtbaar op het oppervlak onder de microscoop).
Een spiervezel, bijv. in de brachiale biceps, met een lengte van 10 cm, kan het tot 3000 kernen hebben.
Binnenin bevinden zich in plaats daarvan duizenden filamenten, myofibrillen genaamd, die samentrekkende eenheden bevatten die sarcomeren worden genoemd.
Fysiologen die zich met spieren bezighouden, vertellen ons dat de verschillende vezels van elkaar verschillen, niet alleen anatomisch, maar ook voor enkele precieze fysiologische kenmerken.
Daarom worden binnen elke spier verschillende soorten vezels herkend, geclassificeerd volgens verschillende criteria zoals energiemetabolisme, contractiesnelheid, weerstand tegen vermoeidheid, kleur, enz.
Over het algemeen kan een enkele spier zoals bijv. de brachiale biceps, ongeveer 253.000 spiervezels zijn opgenomen.
Wist je dat ...
Tussen het basaalmembraan en het sarcolemma van spiervezels ligt een groep spierstamcellen die bekend staat als myosatellietcellen.
Deze zijn normaal gesproken in rust, maar kunnen worden geactiveerd door inspanning of ziekte om extra myonuclei te verschaffen die nodig is voor spiergroei of -herstel.
specifiek, fosfaten (ATP en CP), mitochondriën, myoglobine, glycogeen en een hogere capillaire dichtheid.
Spiercellen kunnen zich echter niet delen om nieuwe cellen te produceren en als gevolg daarvan hun aantal heeft de neiging af te nemen met de leeftijd.
), die aanleiding geven tot drie soorten vezels.
Deze vezels hebben relatief verschillende metabolische, contractiele en motorische eigenschappen - samengevat in de onderstaande tabel.
BELANGRIJK! De verschillende eigenschappen, hoewel ze gedeeltelijk afhankelijk zijn van de eigenschappen van de afzonderlijke vezels, zijn meestal relevanter wanneer ze worden gemeten op het niveau van de motoreenheid - die echter zeer minimale variaties in termen van verscheidenheid aan vezels vertoont - dan van de enkele vezel.
Laten we nu enkele soorten classificatie bekijken.
Vezel kleur
Traditioneel werden vezels geclassificeerd op basis van hun kleur, die afhangt van het myoglobinegehalte.
Type I-vezels lijken rood vanwege hoge myoglobineniveaus, hebben meestal meer mitochondriën en een hogere lokale capillaire dichtheid.
Ze krimpen langzamer maar zijn beter geschikt voor resistentie, omdat ze het oxidatieve metabolisme gebruiken om ATP (adenosinetrifosfaat) te genereren uit glucose en vetzuren.
De minder oxidatieve type II vezels zijn wit of in ieder geval helder door de schaarste aan myoglobine en de concentratie van glycolytische enzymen.
Snelheid van samentrekking
Vezels kunnen worden ingedeeld op basis van hun contractiele snelheden in snel en langzaam. Deze eigenschappen overlappen grotendeels, maar niet volledig, met classificaties op basis van kleur, ATPase en MHC.
- vezels a snelle samentrekking die waarin myosine ATP zeer snel kan splitsen. Deze omvatten type II ATPase en type II MHC-vezels. Ze vertonen ook een groter vermogen voor elektrochemische overdracht van actiepotentialen en een snelle calciumafgifte en -absorptie door het sarcoplasmatisch reticulum.Ze zijn gebaseerd op een goed ontwikkeld, anaëroob glycolytisch systeem met snelle energieoverdracht en kunnen 2-3 keer sneller samentrekken dan langzame spiervezels Snelle spiertrekkingen zijn geschikt voor het genereren van korte uitbarstingen van kracht of snelheid dan langzame spieren, en daarom sneller vermoeid.
- vezels a langzame contractie genereert energie voor de hersynthese van ATP via een aëroob en langdurig overdrachtssysteem. Deze omvatten voornamelijk type I ATPase- en type I MHC-vezels. Ze hebben de neiging om een laag niveau van ATPase-activiteit te hebben, een langzamere contractiesnelheid met een minder ontwikkelde glycolytische capaciteit.Slow twitch-vezels ontwikkelen meer mitochondriën en haarvaten, waardoor ze beter zijn voor uithoudingsvermogen.
Vezeltyperingsmethoden
Er zijn een aantal methoden die worden gebruikt voor het typen van vezels, wat vaak voor verwarring zorgt bij niet-experts.
Twee vaak dubbelzinnige methoden zijn histochemische kleuring voor myosine-ATPase-activiteit en immunohistochemische kleuring voor het myosine-zware-ketentype (MHC).
De activiteit van het myosine-ATPase-enzym wordt gewoonlijk en terecht eenvoudigweg het "vezeltype" genoemd en komt voort uit de directe meting van de activiteit van het ATPase-enzym onder verschillende omstandigheden (bijv. pH).
De kleuring van de zware keten van myosine wordt nauwkeuriger aangeduid als "MHC-type" (myosine zware keten) en, zoals kan worden begrepen, resultaten van de bepaling van verschillende MHC-isovormen.
Deze methoden zijn fysiologisch verwant, aangezien het MHC-type de belangrijkste determinant is van ATPase-activiteit. Geen van deze typeringsmethoden is echter direct metabool van aard; dat is ze pakken niet direct de oxidatieve of glycolytische capaciteit van de vezel aan.
Wanneer wordt verwezen naar "type I" of "type II" vezels, verwijst dit nauwkeuriger naar de beoordeling door kleuring van de "ATPase-activiteit van myosine (bijv. type II" vezels verwijzen naar type IIA + type IIAX + type IIXA ... enzovoort.).
Hieronder staat een tabel die de relatie tussen deze twee methoden toont, beperkt tot de soorten vezels die bij mensen aanwezig zijn. Subtype-hoofdlettergebruik wordt gebruikt bij vezeltypering versus MHC-typering; sommige soorten ATPase bevatten eigenlijk meerdere soorten MHC.
Bovendien wordt een subtype B of b door geen van beide methoden bij mensen tot expressie gebracht. Vroege onderzoekers geloofden dat mensen een MHC IIb tot expressie konden brengen, wat leidde tot de ATPase-classificatie van IIB. Later onderzoek heeft echter aangetoond dat humaan MHC IIb eigenlijk IIx is, wat aangeeft dat de juistere bewoording IIx is.
Subtype IIb of IIB, IIc en IId worden in plaats daarvan tot expressie gebracht in andere zoogdieren, zoals uitgebreid gedocumenteerd in de literatuur.
Verdere vezeltyperingsmethoden zijn op een minder formele manier geschetst en bestaan op meer spectra, zoals degene die normaal wordt gebruikt op het gebied van atletiek.
Ze hebben de neiging om meer te focussen op metabolische en functionele capaciteiten (contractietijd, voornamelijk oxidatieve vs. anaërobe lactaat vs. anaëroob lactaat, snelle vs. langzame contractietijd).
Zoals hierboven opgemerkt, meet of dicteert vezeltypering door ATPase of MHC deze parameters niet direct. Veel van de verschillende methoden zijn echter mechanisch met elkaar verbonden, terwijl andere gerelateerd zijn in vivo.
bijv., het type ATPase-vezel is gerelateerd aan de snelheid van contractie, omdat de hoge activiteit van ATPase een snellere cyclus van de kruisbrug mogelijk maakt. Type I-vezels zijn gedeeltelijk "traag", omdat ze een lage ATPase-activiteit hebben in vergelijking met type II-vezels; het meten van de contractiesnelheid is echter niet hetzelfde als het typen van de ATPase-vezel.
, witte en intermediaire vezels. Hun verhoudingen variëren echter afhankelijk van het fysiologisch toegewezen werk aan die spier.Bij mensen bevatten de quadriceps-spieren bijvoorbeeld ongeveer 52% van type I-vezels, terwijl de soleus ongeveer 80% is.De orbicularis-spier van het oog daarentegen heeft slechts ongeveer 15% van type I.
Wist je dat ...
De kracht die een spiervezel ontwikkelt, hangt af van de lengte aan het begin van de contractie. Het moet een optimale waarde hebben, waarbuiten (ingetrokken of overmatig uitgerekte spier) krachtprestaties worden verminderd. Op het gebied van spierversterking is de meest voorkomende fout om de spieren al gedeeltelijk te verkorten. De enige uitzonderingen op de regel zijn de aanwezigheid van pijn of ongemak, of paramorfismen, die daarom een beperking van het bewegingsbereik (ROM) vereisen.
De overwegend witte spieren, rijk aan type II-vezels, worden fasisch genoemd, omdat ze in staat zijn tot snelle en korte samentrekkingen. De rode spieren daarentegen, waar type I-vezels de overhand hebben, worden tonisch genoemd, vanwege het vermogen om lang in samentrekking te blijven.
De motor units in de spier vertonen echter zeer weinig variatie, waardoor de dimensionaal principe van rekrutering van motorische eenheden; dat wil zeggen, afhankelijk van de benodigde intensiteit / kracht, is het lichaam in staat om slechts enkele (bijvoorbeeld bij langdurige aerobe activiteit) of alle (bijvoorbeeld tijdens een maximale squat) de betreffende eenheden te stimuleren.
Tegenwoordig weten we dat er geen seksegerelateerde verschillen zijn in de verdeling van vezels. Echter, de verhoudingen van de verschillende soorten - waarvan we weten dat ze sterk verschillen tussen diersoorten en in mindere mate tussen etniciteiten - "kunnen" aanzienlijk verschillen van persoon tot persoon.
Volgens sommige inzichten zouden zittende mannen en vrouwen (evenals jonge kinderen) 55% type I-vezels en 45% type II-vezels moeten hebben.
Topsporters hebben daarentegen een specifieke vezelverdeling op basis van het type metabolisme dat wordt gebruikt. Langlaufers hebben voornamelijk vezels I, sprinters voornamelijk II en middellangeafstandslopers, werpers en springers, bijna overlappende percentages van beide.
Er is daarom gesuggereerd dat verschillende soorten lichaamsbeweging significante veranderingen in skeletspiervezels kunnen veroorzaken, hoewel het niet mogelijk is om met zekerheid vast te stellen wat de reeds bestaande genetische samenstelling van dezelfde proefpersonen was. Dit proces "zou" kunnen worden toegestaan door de specialisatiecapaciteit van de vezels, of zelfs maar een deel, behorend tot macro-set II.
Het is mogelijk dat type IIx-vezels verbeteringen in oxidatieve capaciteit vertonen na intensieve duurtraining, waardoor ze in staat zouden zijn om het oxidatieve metabolisme even effectief te vervullen als vezels I bij ongetrainde proefpersonen.
Dit zou worden bepaald door een toename van de grootte en het aantal mitochondriën en de bijbehorende veranderingen, maar niet door een verandering in het type vezel..
