H16 Sport

Wat is de bouw en werking van achillespezen 16.1 Achillespees Wat is de bouw en werking van achillespezen

Pees = stevige band van bindweefsel die een spier met een bot verbindt Achillespees: de grootste pees van het lichaam Verbindt grote kuitspier met hielbeen Bij stap komt hielbeen als eerste op de grond achillespees wordt ingedrukt. Als de kuitspier samentrekt wordt de achillespees langer. Er wordt veel energie in de achillespees opgeslagen die vrijkomt bij de afzet van de voet

In pezen zitten gespecialiseerde bindweefselcellen die collageen maken en afgeven. Collageen kan veerenergie opslaan en weer afgeven Collageenfribril =vele collageenmoleculen samen met bindweefsel eromheen De fibrillen vormen samen collageenvezels in parallel lopende bundels. Pezen bevatten veel tussencelstof, afgegeven door de bindweefselcellen.

Door de grote hoeveelheid collageen zijn de cellen van elkaar verwijderd. De cellen houden contact met elkaar via dunne uitlopers Gap Junctions: eiwitkanalen in de celmembraan van twee buurcellen waardoor ionen kunnen diffunderen  cellen kunnen gecoördineerd reageren Bij training komt er regelmatig grote kracht op een pees IGF moleculen (groeifactoren) komen vrij uit de tussencelstof  binden aan membraanreceptoren van bindweefselcellen ionenkanalen gaan open en/of G-eiwitten raken geactiveerd  secundaire boodschappers komen vrij in cel  cellen gaan extra collageen aanmaken. Door Gap Junctions raken alle cellen geactiveerd

Blessures Pezen genezen langzaam doordat ze slecht doorbloed zijn (alleen de bindweefselvliezen rond de collageenvezels bevatten enkele bloedvaten) Bij beschadiging (blessures) komen eerst granulocyten (witte bloedcel) in actie en eten bacteriën op en activeren lichaam met cytokinen productie van collagenase  beschadigd collageen wordt opgeruimd. Macrofagen ruimen beschadigd weefsel op

o.i.v. Groeifactor ontstaan nieuwe bloedvaten rond de wond  bindweefselcellen krijgen extra zuurstof, brandstoffen en bouwstoffen  productie collageen wordt opgeschroeft. Duurt weken. Daarna ontstaan dwarsverbindingen in verlengde van de trekrichting pees wordt sterker Genezing van pezen duurt maanden

Hoe zijn de spieren gebouwd

Spieren 3 typen spieren Gladde spieren : Dwarsgestreepte spieren: Onwillekeurig (autonome zenuwstelsel) Werken traag en langdurig In huid, oog, wanden van holle organen Hebben afzonderlijke spiercellen. Myofibrillen liggen kriskras door elkaar. Actine zit op verschillende plaatsen bevestigd aan het celmembraan. De cel trekt aan alle kanten samen Dwarsgestreepte spieren: Willekeurig (animale zenuwstelsel) Werken snel en zijn snel vermoeid Skeletspieren (zie volgende dia’s) Hartspierweefsel: Onwillekeurig Dwarsgestreepte spiervezels die vertakt en meerkernig (versmolten spiercellen) zijn Werkt snel, langdurig en is niet snel vermoeid Gap Junctions zorgen ervoor dat het hart gecoördineerd kan samentrekken

Verschillende typen spier

Skeletspieren Skeletspieren zijn met pezen verbonden aan botten opgebouwd uit spiervezels (enkele cm lang). Samensmelting van honderden spiercellen, maar horen wel op celniveau. Omgeven door bindweefsel met bloedvaten voor de doorbloeding van de spier Spiervezels bevatten bundels langgerekte eiwitfilamenten = myofibrillen (nemen toe door training)

Myofibrillen Dunne filamenten zijn opgebouwd uit 2 actine moleculen (soort eiwit) Dikke filamenten zijn opgebouwd uit een aantal ketens van het eiwit myosine Om en om actine en myosine  spier ziet er gestreept uit met lichte banden (I-banden (isotropisch)) en donkere (A-banden(anisotropisch)  dwarsgestreept spierweefsel In het midden van elke I-band zit de Z-lijn (Zwischenscheibe) (membraan) waaraan actinefilamenten vast zitten Sarcomeer zit tussen twee Z-lijnen en is de kleinste eenheid van samentrekking (zie Binas 90C)

Samentrekken. Neuromusculaire synaps = motorisch eindplaatje Motorische eenheid = een groep spiervezels die op impulsen van één axon reageert. Varieert van 5 (fijne motoriek) tot enkele honderden spiervezels (grove motoriek). Impuls komt bij spiervezel  Ca+ ionen komen vrij in spiervezel actine en myosinefilamenten schuiven in elkaar Z-lijnen schuiven naar elkaar  sarcomeer wordt korter. Gebeurt dit bij groot aantal, dan spier korter

Myosine + ATP  ADP plus gebogen kop van myosine. Ca2+ ionen myosinekoppen binden aan actine  ADP komt los en myosinekop veert terug in oude stand  actinefilament wordt meegetrokken  Z-lijn schuift naar midden sarcomeer. Bij nieuw ATP laat myosinekop los van actine, buigt en alles begint weer opnieuw. Elke cyclus worst spier 1% korter. Max kan dit ± 30% worden

Uitrekken geen Ca2+ meer  myosine kan niet binden aan actine verbinding verbroken. Sarcomeer kan niet verlengen  antagonist nodig om het sarcomeer weer uit elkaar te trekken Spierspoeltjes en peeslichaampjes reguleren de mate van samentrekking

Sprinten/lange afstand 2 typen skeletspiervezels: Snelle: myosinekoppen splitsen snel ATP. Samentrekking spier is snel en krachtig (o.a. sprint). West-Afrikanen hebben meer snelle spiervezels en een langere achillespees dan Europeanen en Aziaten. Langzame: splitsen ATP langzamer Minder snel ophoping van afvalstoffen  minder snel vermoeidheidsverschijnselen goed voor lange afstanden.

trainen Langzame spiervezels kun je door krachttraining niet omzetten in snelle spiervezels Door duurtraining wordt de doorbloeding van spiervezels beter Door krachttraining kun je wel meer actine en myosinefilamenten aanmaken  kracht van snelle spiervezels neemt toe

16.3 Energie Wat maakt Koolhydraten tot ideale energieleveranciers bij korte loopnummers

Een ontspannen spier heeft een geringe aerobe dissimilatie. Een spier in actie heeft veel energie nodig Spiercel heeft kleine ATP voorraad, voor enkele seconden Maakt voortdurend ATP uit ADP + PO4- Recycling van moleculen

Creatinefosfaat + ADP  ATP + creatine Voorraad creatine na 30 seconden op Dissimilatie = stapsgewijze afbraak van brandstof (vet, eiwit en glucose). Glucose is het makkelijkst af te breken

Dissimilatie Stap 1: Glycolyse Binas 68 A en B Glucose (C6) + 2NAD++ 2ADP + 2Pi 2 pyrodruivezuur (3C) + 2 NADH,H+ + 2 ATP (NAD + 2H+ en 2 elektronen = NADH, H+ (NADH2 noemde men dat vroeger, maar de ene H zit eigenlijk los) Voor Glycolyse is 2ATP nodig en het levert er 4 op. Pyrodruivezuur heeft nog 95% energie in zich (vergeleken met Glucose) Vindt plaats in cytoplasma

Dissimilatie stap 2: Decarboxylering Vindt plaats in mitochondriën; hebben sterk gevouwen binnenmembraan met enzymrijke vloeistof = De Matrix Pyrodruivezuur komt via transporteiwitten in de matrix. 2Pyrodruivezuur+ 2NAD+ + 2H++ 2H2O  2NADH,H+ + 2CO2 + Acetylgroep (C2) = decarboxylering Acetylgroep + co-enzym A = acetyl CoA

Dissimilatie stap 3: Citroenzuurcyclus Acetyl + oxaalazijnzuur (C4)  citroenzuur Enzymen breken citroenzuur in aantal stappen af tot oxaalazijnzuur. Hiervoor is 3H2O nodig 1 ronde citroenzuurcyclus levert op: 2 CO2 3 NADH,H+ 1 FADH2 (flavine Adenine Dinucleotide) 1 ATP 2 acetyl-CoA + 6NAD+ = 2FAD + 4H2O  2CoA + 6NADH,H+ + 2FADH2 + 4 CO2 Glucose is helemaal afgebroken tot CO2 en H atomen die aan NAD en FAD worden gekoppeld.

Dissimilatie Stap 4: Oxidatieve Fosforylering Hierbij worden H-atomen via electronentransport door de co-enzymen FADH2 en NADH,H+ worden overgedragen aan zuurstof Op binnenmembraan van mitochondrium Levert 34 ATP op maar er is ook 2ATP nodig. Netto dus 32 ATP Gebeurt in deelprocessen

Deelprocessen oxidatieve fosforylering Elektronen transportketen H-atomen worden langs binnenste membraan van mitochondrium doorgegeven 10 NADH,H+ + 5O2  10 NAD+ + 10 H2O 2FADH2 + O2 2 FAD + 2H2O Protonenpomp Hoge H+ concentratie tussen binnen- en buitenmembraan van mitochondrium = in matrix ATP-synthetase vormt ATP met energie die vrijkomt uit diffusie van H+-ionen ADP + Pi = ATP

Netto Resultaat van stap 1 T/m 4 = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O + 38 ADP + 38 Pi 12H2O + 6CO2 + 38 ATP

Vet als brandstof Glycerol uit vet  glyceraldehyde-P Vetzuren uit vet  acetylgroepen  Acetyl-CoA  citroenzuurcyclus 1 vetmolecuul kan meer dan 30 acetyl-CoA opleveren  per gram levert vet meer ATP dan koolhydraten Altijd in mitochondrium  aeroob

Eiwit als brandstof NH2 groep wordt van aminozuren afgesplitst Ontstaan NH3 en pydrodruivezuur/acetyl-CoA/andere stof uit citroenzuurcyclus. Wat ontstaat is afhankelijke van het aminozuur Altijd in mitochondrium  alleen aeroob

Anaeroob  Melkzuurgisting Citroenzuurcyclus stopt Alleen glycolyse om ATP te maken als er voldoende NAD+ is Glycolyse wordt verlengt om van NADH,H+ weer NAD+ te maken. Pyrodruivezuur neemt de H+ op  er ontstaat melkzuur (Binas tabel 68B) In lever wordt melkzuur weer omgezet in pyrodruivezuur Melkzuur verbetert spierwerking. Moeie benen door K+ concentratie en afbraakproducten

Alcoholische gisting Bij gistcellen Pyrodruivezuur  Ethanal + CO2 Ethanal + H+  Ethanol Brood, bier, wijn

Verandert de coördinatie van bewegingen door een handicap 16.4 De Perfecte Race Verandert de coördinatie van bewegingen door een handicap

Neurale regulatie: een door het zenuwstelsel geregeld homeostatische mechanisme Ook hormomen zijn betrokken bij de homeostase. Beide systemen werken nauw samen Premotor Cortex regelt de planning van de bewegingen, zodat alle skeletspieren voor hetzelfde doel werken De kleine hersenen coördineren dit

Reflexmatige bewegingen zijn vaak schokkerig Neuronen in de hersenstam beïnvloeden de reflexen van de skeletspieren door het samentrekken van deze spieren te versnellen of vertragen bewegingen worden soepeler Basale ganglia: werken inhiberend op bepaalde bewegingscentra. Als deze remming wegvalt kunnen de spieren pas in actie komen.