Musculatuur

Het spierstelsel is het actieve deel van het bewegingsapparaat. Het heeft tot taak lichaamsbewegingen uit te voeren. De spieren vormen 40% van het lichaamsgewicht. Het lichaam heeft 300 afzonderlijke spieren (musculi), met een verschillende vorm en grootte. Basis van de spieren vormen de spiercellen, met het vermogen zich in lengterichting samen te trekken na een zenuwprikkel. In de spiercellen liggen kleine, zich samentrekkende (contractiele) eiwitketens (de zogenoemde myofibrillen). Na een prikkel worden ze korter. Als de prikkeling minder wordt, keren ze in hun oorspronkelijke vorm terug.

Spiervezels en ook spiercellen worden op grond van hun opbouw als volgt onderverdeeld:

– gladde spierweefsel
– dwarsgestreepte spierweefsel
– hartspierweefsel

Het gladde spierweefsel bestaat uit gladde spiervezels. De myofibrillen ervan lopen in de lengterichting door de spiervezels en zijn over de hele lengte gelijk.
Daardoor zien de spiervezels er glad uit en niet dwarsgestreept. Het gaat hier om 40-500 µm lange en 4-20 µm dikke Het gladde spierweefsel voert de onwillekeurige bewegingen van de inwendige organen uit, bijvoorbeeld de darmbeweging (peristaltiek). De zenuwvoorziening verloopt uitsluitend via het vegetatieve (autonome) zenuwstelsel.

Het dwarsgestreepte spierweefsel is voor het grootste deel samengesteld uit dwarsgestreepte spiervezels. Het dwarsgestreepte spierweefsel vormt het hele skeletspierstelsel, die onze willekeurige bewegingen mogelijk maakt en de reflexen uitvoert. Deze willekeurige bewegingen worden door prikkels van de hersenschors (cortex cerebri) teweeggebracht en komen via zenuwbanen van het ruggenmerg (medulla spinalis) en motorische zenuwen bij de spieren terecht. In tegenstelling hiermee gaan de onwillekeurige bewegingen van motorische centra in de hersenstam (truncus cerebri) uit.

De spiervezels van het dwarsgestreepte spierweefsel zijn veelkernige, cylindervormige cellen, die tot 12 cm. lang kunnen worden en een dikte tot100 µm kunnen hebben. De dwarse streping ervan ontstaat door de zich in de cellen bevindende myofibrillen. De cellen liggen met hun kernen direct onder de oppervlakte en wel met hun lengteas in de richting van de vezels. Onder de microscoop ziet men afwisselend dubbele en enkele lichtbrekende strepen. Hier ziet men, dat de myofibrillen samengesteld zijn uit dikke en dunne myosine-filamenten. De dubbelbrekende strepen vormen de dikkere filamenten, de enkelbrekende strepen de dunnere filamenten.

Spierfunctie

Wanneer ze de spier binnenkomen, splitsen de motorische zenuwen zich in enkelvoudige vezels en treden met elke spiercel in contact. Een elektrische impuls, die van de hersenen (cerebrum) uitgaat, loopt langs de zenuw tot aan de motorische eindplaat (synaps), die de overgang tussen zenuw en spier vormt. Deze prikkel wordt door de zenuw via acetylcholine op de spier overgedragen, waardoor de spier zich gaat samentrekken.

Dit gaat als volgt: In elke spiervezel (filament) bevinden zich twee verschillende eiwitten (actine, myosine). Deze zijn via dwarsverbindingen met elkaar verbonden.
In rusttoestand vormen ze een grofmazig patroon met weinig dwarsverbindingen. Wanneer de filamenten over elkaar schuiven, wordt de spier korter. Myosine- en actinefilamenten zijn onderling met elkaar verbonden, vormen meer dwarsverbindingen en brengen een dichter patroon tot stand. Wanneer zich genoeg spiervezels hebben samengetrokken, dan wordt de gehele spier korter en wordt het bot (os) in beweging gebracht. De sterkte van de spiersamentrekking is afhankelijk van de sterkte en de veelvuldigheid (frequentie) van de prikkel. Als de verbinding tussen zenuwen en spieren onderbroken is, is de spierbeweging gestoord of verlamd.

Door spieractiviteit ontstaat er in de spieren melkzuur (organisch hydroxyzuur, dat bij de koolhydraatsplitsing ontstaat). Bij een sterke verzuring van de spier wordt de spier harder, de contractie en zodoende ook de beweging ervan wordt minder. Er ontstaat een spierkater.

Op elk moment zijn er spieren in een samengetrokken toestand. De spieren hebben dan een bepaalde spierspanning (tonus) en geven het lichaam zijn houding. Ook het aannemen van een bepaalde lichaamshouding (bijvoorbeeld staan of liggen) ontstaat door spanning van de spieren, een kracht die alleen door een hoog energieverbruik in stand gehouden kan worden.
Deze krachtontwikkeling zonder beweging wordt ook isometrische contractie genoemd. Om te bewegen moet de spanning van de spieren verhoogd worden. Dan beginnen de spieren korter te worden (isotonische contractie). Spieren die samenwerken bij een beweging worden synergisten genoemd. De spieren die tegengesteld werken, heten antagonisten.
De combinatie van antagonisten en synergisten is wisselend, afhankelijk van de beweging. Bij de buiging (flexie) van de hand (manus) werken meerdere spieren als synergisten samen. Bij het naar buiten bewegen van de onderarm (antebrachium) werken diezelfde spieren als antagonisten. Om doelgerichte bewegingen te kunnen maken moet er een samenspel van synergisten en antagonisten zijn.
De natuurlijke bewegingen omvatten gewoonlijk niet alleen de activiteit van enkele spieren, maar de inzet van talrijke achter elkaar geschakelde spieren.

Overeenkomstig de belangrijkste bewegingen worden de spieren als volgt naar hun activiteit onderscheiden:

– buigers (flexoren) en strekkers (extensoren)
– aantrekkende spieren (adductoren) en wegtrekkende
– spieren (abductoren)
– buitenwaarts draaiende spieren (exorotatoren) en
– binnenwaarts draaiende spieren (endorotatoren)

De oorsprong (origo) en de aanhechting (insertio) van de dwarsgestreepte musculatuur worden gevormd uit trekvast bindweefsel. Tussen de afzonderlijke spiervezels ligt los bindweefsel (endomysium). Hierdoor wordt het verschuiven tijdens het samentrekken van de spieren gemakkelijker. Iets sterker bindweefsel (perimysium) omvat meerdere bundels (fascien) van spiervezels en verbindt ze onderling. Zij zijn als vleesvezels met het blote oog te zien.

Het hartspierweefsel heeft zowel kenmerken van het dwarsgestreepte als van het gladde spierweefsel. Deze bestaat uit spiervezels, die een celnetwerk zonder vaste celgrenzen vormen. Hartspiervezels zijn 20-30 µm dik. De myofibrillen van het hartspierweefsel zijn dwarsgestreept, maar fijner gestreept dan die van het skeletspierweefsel. Het hartspierweefsel wordt via de 10e hersenzenuw (Nervus cranialis) bestuurd.

De spier heeft een grote behoefte aan energie. Hierin wordt voorzien door talrijke bloedvaten. Grotere vaten lopen door het krachtige bindweefsel, fijnere vaten (capillairen) vertakken zich als een netwerk in de spierfascie (epimysium). Elke spiercontractie wordt door een motorische zenuw teweeggebracht. Dit gebeurt via de motorische eindplaat.

Dit is de contactplaats (synaps) tussen zenuwvezel en spiervezel, waaraan de prikkel (door de zenuwen van het ruggenmerg of van de hersenen) wordt overgedragen. Hier kan één enkele spiervezel verzorgd worden, maar ook een vertakking is mogelijk, zodat 100 spiervezels tegelijkertijd verzorgd kunnen worden.