Nectar-vwo3-samenvatting-H26 Even aanzetten

26 Even aanzetten voor…de eindsprint!
26.1 Een spannende tijd
Je leert
- de bouw van je spieren, macroscopisch, microscopisch en submicroscopisch.
- hoe een spier contraheert (= samentrekt).
- waardoor een spier contraheert.
Elke beweging van je lichaam komt tot stand doordat spierweefsel afwisselend
contraheert (samentrekt) en ontspant. In de wanden van bloedvaten en darm zit glad
spierweefsel. Trekt het samen, dan verandert de diameter van bloedvat of darm. De
cellen zijn langgerekt en hebben één kern per cel. Ze worden gestuurd door het
autonoom zenuwstelsel en staan dus niet onder invloed van de wil. Skeletspieren zijn
opgebouwd uit dwarsgestreept spierweefsel. Ze staan onder invloed van de wil en het
animaal zenuwstelsel. Dwarsgestreepte spieren bestaan uit bundels spiervezels. Het
derde type spierweefsel is hartspierweefsel. Het lijkt op dwarsgestreept spierweefsel,
maar de vezels vormen een vertakt netwerk. Het staat onder controle van het autonoom
zenuwstelsel.
Een spiervezel is ontstaan door versmelting van een groot aantal cellen. Binnen het
sarcolemma (het membraan) liggen tientallen celkernen, een goed ontwikkeld
sarcoplasmatisch reticulum (endoplasmatisch reticulum) en een groot aantal
mitochondriën. De langgerekte myofibrillen vormen het hoofdbestanddeel van elke
spiervezel. In een myofibril liggen de eiwitten actine en myosine naast elkaar. Door de
rangschikking van deze eiwitfilamenten zie je een patroon van lichte en donkere banden
op een myofibril (dwarse strepen).
Onder invloed van een impuls komen er Ca2+-ionen vrij in de spiervezel. Dat is de aanzet
voor het verschuiven van de actine- en myosinefilamenten. Ze schuiven in elkaar
waardoor de lengte van de myofibril afneemt. Gebeurt dat bij een groot aantal
myofibrillen en in groot aantal spiervezels, dan wordt de hele spier korter.
Via het vertakte uiteinde van een motorische zenuwvezel arriveert een impuls bij
meerdere neuromusculaire synapsen. Komt er voldoende acetylcholine vrij, dan bereikt
de eindplaatpotentiaal in de synapsen het niveau van een actiepotentiaal. Daarop trekken
meerdere spiervezels (een motorische eenheid) tegelijk samen. Door via een groter
aantal motorische axonen impulsen te sturen, kunnen de hersenen een groter aantal
motorische eenheden laten samentrekken. De kracht die de spier levert, is daardoor
groter.
Meestal gaat door een motorisch axon een snelle trein van impulsen in de richting van de
motorische eenheid. De tweede impuls arriveert wanneer de gevolgen van de eerste
actiepotentiaal nog niet voorbij zijn. De spiervezel is niet helemaal ontspannen als de
tweede impuls de spiervezel bereikt. Het gevolg is een iets sterkere samentrekking
brengt dan na de eerste impuls. Ook de derde, de vierde en volgende impulsen komen
zeer snel na elkaar bij de spiervezel aan. Na de derde, de vierde en volgende
actiepotentialen is er een steeds sterkere contractie. Bij een groot aantal impulsen
ontstaat zo een tetanus, de maximaal mogelijke contractie van een motorische eenheid.
26.2 Spieren en energie
( Verbranding van glucose, aëroob en anaëroob )
Je leert
- dat naast ATP ook andere verbindingen dienen als tijdelijke energiedrager.
- hoe bij dissimilatieprocessen in je cellen energie wordt vrijgemaakt voor de vorming
van (tijdelijke) energiedragers.
- het verschil tussen het verloop van anaërobe en aërobe dissimilatie.
De eerste energiebron van een spier is ATP (adenosinetrifosfaat). Bij spierarbeid wordt
ATP omgezet in het minder energierijke ADP + Pi. (fosfaatgroep). De ATP-voorraad is
voldoende voor enkele seconden. De cel kan opnieuw ATP vormen met behulp van
creatinefosfaat (CP), een stof die net als ATP in spiervezels aanwezig is. De fosfaatgroep
van deze stof bindt zich aan ADP. Bij deze fosforylatie van ADP ontstaat weer ATP. Ook
deze bron levert slechts enkele seconden energie. De energiebron die dan volgt, is
glucose. De dissimilatie (afbraak) van glucose kan aëroob verlopen of anaëroob.
1. Aëroob
Aërobe dissimilatie verloopt in een aantal stappen. De eerste stap is de glycolyse, waarbij
een glucosemolecuul (een C6-verbinding) door enzymen wordt gesplitst in twee
moleculen pyrodruivenzuur (een C3-verbinding). Naast 2 ATP levert de glycolyse het
energierijke NADH + H+ op. Bij de tweede stap, de decarboxylering, knippen enzymen
een CO2 van het pyrodruivenzuur. De C2-verbinding die overblijft, vormt samen met coenzym A het acetylco-A. Decarboxylering levert geen ATP op, maar wel NADH + H+. Het
acetylco-A verbindt zich met een C4-verbinding tot een C6-verbinding: citroenzuur. Dat is
het begin van een reeks chemische reacties, waarbij uiteindelijk 2 CO2 moleculen worden
afgesplitst zodat weer een C4-verbinding overblijft. Aan deze C4-verbinding kan zich weer
een acetylco-A verbinden, waardoor deze citroenzuurcyclus opnieuw gaat draaien. Naast
ATP levert de citroenzuurcyclus NADH + H+ op, plus de daarmee verwante verbinding
FADH2. In de vierde stap, de elektronentransportketen, worden de energierijke
verbindingen NADH + H+ en FADH2 omgezet in NAD+ en FAD. De elektronen en protonen
uiteindelijk gebonden aan O2, waarbij H2O ontstaat. Dit levert ATP op.
2. Anaëroob
Onder anaërobe omstandigheden, dus bij een tekort aan O2, dreigt de vorming van ATP
vast te lopen. Zelfs de eerste stap, de glycolyse, dreigt vast lopen wanneer alle NAD+ is
omgezet in NADH + H+. Als noodvoorziening kan het tussenproduct pyrodruivenzuur
optreden als acceptor van elektronen en H+. Dit levert geen ATP op, maar wel NAD+
zodat de glycolyse wel kan blijven verlopen. Als bijproduct van deze melkzuurgisting
ontstaat melkzuur. Bij sommige organismen, zoals gisten, treedt het tussenproduct
ethanal (C2-verbinding) op als acceptor van elektronen en H+. Bij deze alcoholische
gisting ontstaat ethanol (alcohol) als bijproduct.