College 5 Flashcards

(67 cards)

1
Q

type 2 vezels zijn?

A

snel

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Bij een patiënt die een slecht werkend Ca2+ ATPase heeft zal (t.o.v. een gezond persoon)

A

de twitch kracht groter zijn en de stimulatie frequentie-kracht relatie naar links zijn verschoven

de twitch kracht groter zijn en de stimulatie frequentie-kracht relatie naar rechts zijn verschoven

de twitch kracht kleiner zijn en de stimulatie frequentie-kracht relatie naar rechts zijn verschoven

de twitch kracht kleiner zijn en de stimulatie frequentie-kracht relatie naar links zijn verschoven

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Eiwitten bestaan uit ketens van

A

aan elkaar gekoppelde aminozuren (a.z.).

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

In ons lichaam zitten … verschillende a.z.

A

20, het zijn bouwstenen van alle eiwitten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Tijdens de translatie wordt:

A

de code van het RNA (Ribose Nucleïne Acid) omgezet in aan elkaar gekoppelde aminozuren.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Deze eiwitsynthese vindt plaats in

A

het cytosol op zogenoemde ribosomen (grote eiwitcomplexen)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

waar vindt transcriptie plaats en wat is het?

A

Het overschrijven van de genetische code van DNA naar RNA (transcriptie) vindt plaats in de celkernen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

waar is de precieze vorm van een aminozuur afhankelijk van?

A

de zuurgraad. Voor 2 en 3 geldt dat hieraan afhankelijk van de zuurgraad (pH) al dan niet een extra H+ ion zit of niet. Het zijn H+ ionen die in oplossing zijn die bepalen hoe zuur die oplossing is. In een zure oplossing zitten veel H+ ionen en dan is de pH<7. Als er al veel H+ ionen in oplossing zijn dan betekent dat, dat de H+ionen die aan groepen 2 en 3 zitten niet makkelijk loslaten van het aminozuur en er dus aan blijven zitten (roze vorm van het az, links)
Als er zeer weinig H+ ionen in de oplossing zitten (pH>7) dan betekent dat, dat de H+ionen die aan groepen 2 en 3 zitten makkelijk loslaten van het aminozuur, dit leidt tot de groene vorm (rechts) van het az. Ergens rond pH 7 (neutraal) komen de meeste a.z. voor in de blauwe vorm.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Aminozuren (az) bestaan allemaal uit een centraal koolstof (C) atoom, waar naar vierkanten toe iets aan is gekoppeld (door middel van zg. covalente bindingen):

A

Een H-atoom
Een NH3+ groep (N=stikstof atoom) H=waterstof atoom
Een COOH groep, O=een zuurstof atoom
Een Rest groep

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

waar bestaat glycine uit en wat is het?

A

Voor het kleinste az (glycine) bestaat de restgroep uit slechts 1 H atoom. H atomen worden standaard wit afgebeeld. N atomen in het blauw. C atomen in grijs en O atomen in rood.
Alanine heeft een methyl groep (CH3) als restgroep.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

wat kan een restgroep nog meer bevatten?

A

restgroepen kunnen ook zwavel (S, standaard in geel) bevatten. Restgroepen kunnen ook bestaan uit langere ketens van C en H, die soms ook nog in een ring vorm aan elkaar zitten (rood omkaderd). Restgroepen kunnen bovendien geladen zijn

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Tijdens de eiwitsynthese op de ribosomen in het cytosol worden a.z. aan elkaar
gekoppeld:

A
tot eiwit (peptide) ketens.
Dit kost energie.
Zoals eerder aangeven worden op de ribosomen de aminozuren aan elkaar gekoppeld (in een volgorde die door het RNA wordt bepaald) tot eiwitten, ook wel peptiden genoemd. Er treedt en reactie op tussen de eindstandige COO- groep van een aminozuur en de eindstandige NH3+ groep van een volgend aminozuur, waardoor C en N aan elkaar komen (peptide binding) onder afsplitsing van H2O Zo ontstaat er dus een lange keten van amiozuren (die aan het begin een NH3+ groep heeft: amino einde) en aan het eind een COO- groep: carboxyl einde). De restgroepen van de verschillende aminozuren steken aan alle kanten uit.
Zo’n lange keten van gekoppelde aminozuren die van de ribosomen afkomt noemen we de primaire structuur van het eiwit.
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

De primaire structuur van een eiwit:

A

ackbone: NCC NCC NCC NCC NCC
Zo ontstaat er dus een lange keten van aminozuren (die aan het begin een NH3+ groep heeft: amino einde) en aan het eind een COO- groep: carboxyl einde). De restgroepen van de verschillende aminozuren steken aan alle kanten uit.
Zo’n lange keten van gekoppelde aminozuren die van de ribosomen afkomt noemen we de primaire structuur van het eiwit.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Direct na/tijdens de eiwitsynthese verandert het eiwit van vorm:
het blijft niet 1 lange rechte keten van a.z.:

A

De secundaire structuur ontstaat b.v. een α-helix
b.v. doordat er waterstofbruggen ontstaan tussen a.z. binnen de keten: vaak precies met drie
a.z. er tussen: hierdoor tordeert de keten
Alpha helices komen in heel veel eiwitten voor (b.v. dus in de staarten van het myosine, maar ook in actine etc)
Backbone: C1 gaat aan N5 zitten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

wat bepaalt de vorm van een eiwit? en het voorbeeld van myosine

A

de functie van het eiwit
Het myosine eiwit moet b.v. een heel specifieke vorm krijgen: met in elkaar gedraaide staarten, een flexibel S2 fragment en daaraan weer het S1 (de kop) . S1 moet ATP kunnen binden maar ook aan actine kunnen binden. Al deze functies kan het myosine vervullen dankzij een specifieke vorm. Een vorm die spontaan begint te ontstaat zodra de primaire keten van aminozuren gevormd is. Het gen dat codeert voor myosine zorgt er b.v. voor dat bepaalde aminozuren in het eerste stuk van het myosine in zo’n volgorde gekoppeld worden dat er spontaan waterstofbruggen (die we nog van H2O kennen) ontstaan tussen O atomen en H atomen 4 aminozuren verderop (zie pijlen in slide). Dit betekent dat het eiwit spontaan van een langgerekt lint verandert in een gedraaide structuur: de zogenaamde α helix

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

essentieel eiwitten:

A

Essentieel wil zeggen dat we (de lever b.v.) ze niet zelf kunnen maken, dus we moeten essentiële a.z. via de voeding binnen krijgen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

hoe werken niet-essentiele eiwitten?

A

Ter informatie. Bij de productie van semi essentiële aminozuren zijn essentiële a.z. betrokken, dus de semi essentiële zijn indirect essentieel.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

wat is leucine ?

A

Leucine is een erg belangrijk aminozuur als het om de eiwitsynthese gaat: voldoende Leucine stimuleert de eiwitsynthese en dat effect is additief met de trainingsprikkel.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

wat is ferritine?

A

Sommige eiwitten , zoals ferritine (betrokken bij ijzeropslag in
lever en nieren) bestaan zelfs volledig uit α-helices
Dit is een voorbeeld van een eiwit in ons lichaam (ferritine, betrokken bij het vasthouden van een ijzer (Fe) voorraadje in lever en nieren) dat bijna volledig bestaat uit alpha helices. Maar we zullen ook zien dat in myoglobine en hemoglobine veel alpha helices voorkomen.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

wat zijn beta sheets?

A

De primaire a.z. keten kan ook over langere stukken op zichzelf terugvouwen, waarbij de onderlinge verbinding ook weer via H-bruggen tot stand komt

Hierdoor ontstaan (tweede v.b. van secundaire structuur) β-sheets
Waterstofbruggen kunnen ook anders gevormd worden zonder dat er een helix ontstaat. Wat ook in veel eiwitten voorkomt is dat er parallelle keten ontstaan die als het waren een soort vlakken vormen (dit noemt men ß sheets).
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

wat kan er nog meer gebeuren met beta sheets naar een waterstofbrug?

A

Vaak meerdere β sheets die onderling ook getordeerd kunnen zijn
Deze bèta sheets kunnen in een eiwit ook weer gedraaid tov elkaar voorkomen en worden dan onderling verbonden door zogenaamde ‘loops’ (zie rode lijn volgende slide)
Alle kanten op

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

wat bepaalt mede aan de tertiaire structuur?

A

zwavelbruggen (via lussen verbonden). De loops (bochten, lussen: rood) spelen een belangrijke rol bij het tot stand komen van de tertiaire structuur doordat (in specifieke delen van de keten van az) van het eiwit zwavelbruggen ontstaan.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

een secundaire structuur houdt in?

A

Zo ontstaan er dus heel specifieke ruimtelijke vormen. Deze ruimtelijke vormen die ontstaan doordat er zich waterstof bruggen vormen binnen de primaire structuur van het eiwit, noemen we de secundaire structuur.
Het zijn vooral waterstofbruggen die een belangrijke rol spelen bij het tot stand komen van de secundaire structuur van een eiwit.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

wat houden zwavelbruggen in?

A

In zwavelbruggen zijn de zwavelatomen covalent (stevig) met elkaar verbonden, ze zijn hierdoor veel sterker dan waterstofbruggen, waarbij de binding tussen b.v. H en O is gebaseerd op (zwakke) elektrostatische aantrekking. Zwavelbruggen zorgen voor stabiliteit. Het is dan ook niet vreemd dat cysteine een belangrijk aminozuur in bindweefsels is. (het zit ook in haren in keratine)
De vorming van zwavelbruggen wordt gekatalyseerd door een enzym (disulfide-isomerase) in het endoplasmatisch reticulum.(dus afgeschermd van het cytosol)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
25
hoe komt er een zwavelbrug?
Twee cysteines staan 2 elektronen (en 2 H+ af) af : ze worden geoxideerd (reactie naar rechts). Bij onderzoek naar bouw van eiwitten in het laboratorium wordt de structuur van eiwitten vaak kapot gemaakt (b.v. om er later een bepaald deel van het eiwit af te kunnen knippen): denaturatie. Stoffen als bèta- mercaptoethanol (elektron-donor) laten de reactie naar links verlopen: door aanbieden van elektronen wordt de zwavelbrug gereduceerd. 2 zwavels binden aan elkaar en je krijgt 2 H+ en 2 elektronen
26
Vaak bestaat een eiwit uit meerdere primaire ketens die ook via S-bruggen verbonden zijn (als onderdeel van de tertiaire structuur)
Zwavelbruggen kunnen binnen 1 keten voorkomen maar ook tussen verschillende ketens in een eiwit gevormd worden (sommige eiwitten bestaan namelijk uit meerdere ketens (zie 3 slides verder, hemoglobine).
27
denatureren van een eiwit:
Op de vorige slide hebben we gezien dat bij het denatureren van eiwitten zwavelbruggen stuk gaan: het eiwit verliest zijn functie. Dit gebeurt b.v. bij het koken van een eitje. Eiwitten zijn erg gevoelig voor temperatuur. Bij temperaturen boven de 41-42 graden raken eiwitten blijvend beschadigd. Dit is 1 van de belangrijkste redenen dat een goede temperatuurregulatie voor de mens van levensbelang is.
28
wat doe de restgroepen voor het vouwen van het eiwit?
De restgroepen bepalen uiteindelijk voor een groot deel hoe het eiwit zich opvouwt in de waterige omgeving van de cel. Restgroepen die lading bevatten zijn hydrofiel en zullen dus vooral aan de buitenkant van het eiwit zitten. De ongeladen restgroepen zijn hydrofoob en worden door de water dipolen als het ware binnen in het eiwit geduwd. Deze definitieve vorm die eiwitten aannemen in water wordt de tertiaire structuur genoemd (zie volgende slide)
29
samenvatting van H en S bruggen:
Waterstofbruggen tussen en binnen ketens van a.z. bepalen hoe de primaire eiwitketens veranderen en hun secundaire vorm aannemen. Zwavelbruggen spelen een belangrijke rol bij de vorming van de uiteindelijke tertiaire structuur. Daarnaast bepalen de restgroepen (lengte en lading) de definitieve vorm die het eiwit aanneemt in het waterige milieu in de cel: tertiaire structuur
30
wat doen chaperonne eiwitten?
Bij het vouwen van eiwitten (verkrijgen van tertiaire structuur) helpen zgn chaperonne eiwitten. Ook als eiwitten beschadigd raken en ontvouwen, kunnen chaperonne-eiwitten ze herstellen en weer hervouwen Het mooie is dat op het moment dat gezonde cellen stress ondergaan (denk b.v. aan stress van fysieke training) dat ook het aantal (transcriptie en translatie omhoog) chaperonne eiwitten toeneemt.
31
wat gebeurt er als eiwitten niet herstellen?
Als beschadigde eiwitten niet hersteld kunnen worden gaan ze aggregeren (klonteren) . Dergelijk eiwitaggregaten zijn giftig. Dus aggregeren moet worden voorkomen (bij ziekte b.v. Parkinson, dementie en met ouderdom lukt dat vaak niet goed). Bij het voorkomen van aggregaten spelen chaperonne eiwitten ook een rol.
32
Op het moment dat hervouwen niet meer mogelijk is moeten eiwitten afgebroken worden. welke 2?
Lysosomen (afbraak van eiwitten en ook van hele organellen): autofagie Proteasomen (beschadigde eiwitten worden eerst ‘gebrandmerkt’: geubiquineerd of gefosforyleerd en vervolgens afgebroken)
33
Welke functie heeft myoglobine ook al weer?
Myoglobine bevindt zich in de spiervezels, kan zuurstof uit de haarvaten afkomstig binden en aan andere Myoglobine moleculen overdragen (gefaciliteerde diffusie, hetgeen sneller verloopt dan vrije diffusie) om de zuurstof uiteindelijk af te geven bij de mitochondrien.
34
de functie ?
Het is de uiteindelijke vorm, de tertiaire structuur, | die de functie van een eiwit bepaalt.
35
prosthetische groep:
protoporophyrine bestaat uit koolstofringen met centraal Fe atoom Zuurstofmoleculen worden aan myoglobine gebonden in het hydrofobe binnenste deel. Hier bevindt zich de zo genoemde prosthetische groep (waarin onder andere een ijzer (Fe) atoom, paars, zit). Er zijn meer eiwitten waarin een niet eiwit structuur is ingebouwd die noodzakelijk is voor de werking (functie) van het eiwit in dit geval O2 vervoeren. Als zo’n niet eiwitdeel echt is ingebouwd in het eiwit noemt men dat een prosthetische groep
36
De tertiaire structuur van myoglobine
Vooral in B is goed te zien dat de hydrofobe delen (geel) zich vooral binnen in het eiwit bevinden (waar dus geen H2O zit). De hydrofiele (geladen) delen zitten vooral aan de buitenkant van het eiwit.
37
Roesten (ter info):
``` 6 H2O + 3 O2 + 12 e- → 12 OH- 4 Fe → 4 Fe3+ + 12 e- 4 Fe3+ + 12 OH- → 2 Fe2O3 + 6 H2O Deze halfreacties leveren samen: 4 Fe + 3 O2 → 2 Fe2O3 ```
38
lang verhaal over ijzer vitamines en co-enzymen
Hier zien we het myoglobine eiwit (betrokken bij O2 transport in de spieren). In B is een dwarsdoorsnede getoond van myoglobine. Vooral in B is goed te zien dat de hydrofobe delen (geel) zich vooral binnen in het eiwit bevinden (waar dus geen H2O zit). De hydrofiele (geladen) delen zitten vooral aan de buitenkant van het eiwit. Zuurstofmoleculen worden aan myoglobine gebonden in het hydrofobe binnenste deel. Hier bevindt zich de zo genoemde prosthetische groep (waarin onder andere een ijzer (Fe) atoom, paars, zit). Er zijn meer eiwitten waarin een niet eiwit structuur is ingebouwd die noodzakelijk is voor de werking (functie) van het eiwit in dit geval O2 vervoeren. Als zo’n niet eiwitdeel echt is ingebouwd in het eiwit noemt men dat een prosthetische groep. Later zullen we zien dat met name enzymen (speciale eiwitten) voor hun functie ook vaak een niet eiwit deeltje nodig hebben (b.v. NAD). Bij enzymen bindt het niet eiwitdeel meestal tijdelijk aan het eiwit men noemt dat niet eiwitdeeltje dan een co-enzym. Vitamines (of daar van afgeleide stoffen) fungeren in ons lichaam vaak als co-enzym. Vitamines zijn schaars vandaar dat het handig is dat zij alleen tijdelijk binden als co-enzym, zodat ze vervolgens weer beschikbaar zijn om b.v. als co-enzym voor andere enzymen te fungeren. Het is erg handig dat de prothetische groep van myoglobine in het apolaire binnenste deel zit van het eiwit. De hydrofobe kern van het eiwit bevat geen water. Dit is essentieel omdat als er wel H2O zou zitten, het ijzer atoom (Fe) zou kunnen gaan reageren met het O2 molecuul dat het alleen maar moet binden. Dit reageren zou in dit geval oxideren zijn (Fe2O3 vorming), wat wij ook kennen van onze fietsen nl. roesten. Een geroest myoglobine zou geen O2 meer kunnen afgeven aan de spiervezels, omdat O2 er in geval van roest blijvend aan gebonden zou zitten. Geroest hemoglobine en myoglobine kennen we van bloedvlekken in kleding die bruin kleuren en ook van het bakken van een biefstuk: rood wordt bruin: je biefstukje roesten.
39
een prosthetische groep
Veel eiwitten bevatten een niet-eiwitdeel om bepaalde functies mogelijk te maken: Indien deze groep tijdelijk gebonden is (b.v. vitamines) zoals vaak bij enzymen (b.v. NAD: nicotinamide adenine dinucleotide ) het geval is spreekt men van een coenzym
40
Hexokinase zorgt ervoor
dat er een fosfaat (PO32-) aan glucose wordt | gehangen ‘substrate induced fit’: glucoseglucose-6-fosfaat
41
kenmerken van eiwitten:
Een van de kenmerken van eiwitten is dat hun tertiaire structuur kan veranderen. Hierdoor kunnen b.v. de myosine kopjes omklappen, de Na+ kanalen openen (ligand sensitief) , de DHP receptoren (voltage sensitief) aan de Ryanodine receptoren trekken. Hier zie je nog een voorbeeld van een enzym (hexokinase) waarbij door ligand binding (in dit geval glucose) op een specifieke plek in het eiwit, het eiwit van vorm verandert.
42
hexokinase en fosforylering verhaal
Hexokinase zullen we nog tegen komen als eerste enzym van de glycolyse. Het zorgt ervoor dat er een geladen fosfaatgroep (PO32-) aan glucose wordt gekoppeld. Deze zogenoemde fosforylering voorkomt dat glucose de spiercel weer verlaat. Immers geladen deeltjes kunnen niet zomaar over de membraan heen. Bovendien maakt het glucose geschikt om verder afgebroken te worden in de glycolyse. Voordat hexokinase de fosfaatgroep van ATP afhaalt en aan glucose koppelt is het van belang dat er geen H2O molecuul in het actieve centrum van hexokinase gebonden zit want dan zou de fosfaat groep aan H2O gekoppeld worden en er ADP en Pi ontstaan. De vervorming van het enzym zorgt ervoor dat er geen water in het actieve centrum (daar waar de reactie plaats vindt) zit en hiermee wordt voorkomen dat ATP wordt verspild.
43
Sommige moleculen bestaan eigenlijk uit meerdere eiwitten die onderling aan elkaar gekoppeld zijn:
dergelijke eiwitketens vormen samen een quaternaire structuur.
44
De quaternaire structuur van hemoglobine kan wat?
kan vier O2 moleculen tegelijk vervoeren Hier zie je hemoglobine (Hb), waarin 4 ketens (die erg op myoglobine lijken qua structuur) onderling aan elkaar gekoppeld zijn. 1 hemoglobine molecuul heeft dus vier prosthetische groepen en kan dus 4 zuurstof moleculen (O2) vervoeren!
45
wat is hemoglobine nog meer?
Hemoglobine is ook een zogenaamd allosterisch eiwit. Dat wil zeggen dat het van vorm verandert indien er een ligand (in dit geval O2) aan bindt. Dit heeft tot gevolg dat elk van de drie volgende O2 moleculen nog makkelijker aan hun prosthetische groep binden (tijdens passage langs longen) nadat het eerste O2 molecuul is gebonden.
46
wat is het gevaar van CO?
O, koolmonoxide (rokers opgelet!) bindt 200 maal makkelijker aan Hb dan O2. Bij het roken van 1 sigaret raak je acuut 5% van je Hb kwijt voor het vervoer O2. Grote hoeveelheden CO (koolmonoxide vergiftiging: slechte afvoer van kachels, boilers etc.) zijn om deze rede dodelijk. CO is reukloos dus slachtoffers merken er niets van worden suf en vallen in slaap.
47
waar in verschillen vezeltypen vooral?
Vezeltypen verschillen vooral van elkaar door | verschillen in MHCs (en LCs)
48
wat zijn MHCs?
Myosine heavy chains (MHCs) zijn dus | de S1 en S2 fragmenten
49
waar uit bestaat de staat van myosine moleculen?
De staart van myosine moleculen bestaat uit 2 alpha helices die ook nog eens om elkaar zijn gedraaid (de hydrofobe restgroepen bevinden zich op de contactpunten tussen beide ketens)
50
waaruit bestaat het S1 fragment van myosine?
Het S1 fragment van myosine bestaat uit meerdere groepen (eiwitketens) elk met een eigen functie : quarternaire structuur Lange alfa helix, ELC, RLC, P-loop, nucleotide bindingsplaats, actinebindingplaats
51
wat is Mysin-ADP-VO43-
Mysin-ADP-VO43- is een stofje dat erg op ATP lijkt, en wat je in een laboratorium aan S1 kan laten binden (op dezelfde plaats als ATP): indien dat gebeurt verandert de stand van de kop compleet (rechts). In vivo klapt de kop om indien ATP splitst in ADP en Pi (die beide aan S1 gebonden blijven) en hierdoor is de kop gereed voor een nieuwe powerstroke (zie Figuur 2.15 boek: skeletal muscle) In het filmpje is maar 1 van de 2 koppen actief: dit is niet correct beide koppen kunnen afwisselend of tegelijk aan actine trekken: er zijn zelfs aanwijzingen dat als 1 van de koppen gebonden is , dat het dan makkelijker wordt voor de andere kop om ook te binden. 1.ATP bindt ADP en Pi 2.Via switches en P-loop wordt er aan relay helix getrokken 3. Waardoor de leverarm (hefboom) van vorm verandert 4. De kop klapt terug en is gereed om weer aan actine te binden (en een powerstroke te maken) :’cocked position’
52
wat zijn isovormen?
Isovormen zijn eiwitten die erg op elkaar lijken, maar door (kleine) verschillen in bouw net iets anders functioneren. Er zijn verschillende isovormen van myosine: elk vezeltype heeft zijn eigen myosine vorm, (en er zijn meer verschillen: college 8) De structuur van het myosine in niet in alle spiervezeltypes precies hetzelfde. o.a. hierdoor zijn er verschillen in contractiele eigenschappen tussen spiervezels van de verschillende typen. Maar er zijn meer verschillen. Je zou isovormen b.v. met stratenmakers kunnen vergelijken: ze doen hetzelfde werk, maar elke stratenmaker doet het net even iets anders (de een werkt b.v. sneller dan de ander, of heeft een net iets andere specialiteit (het leggen van ongelijke sierstenen)
53
Wat zijn de gevolgen van ouderdom, gedwongen bedrust, ruimtevluchten, krachttraining, vibratietraining, een dwarslaesie, multiple sclerose etc. op b.v. de dikte van de spiervezels en verandert de spiervezel (eiwit) samenstelling ook?
Om dergelijke vragen te kunnen beantwoorden moeten we eerste weten hoe een spier is opgebouwd/samengesteld. We zullen zien dat spieren zijn opgebouwd uit verschillende type spiervezels, die ieder hun eigen karakteristieke eigenschappen hebben. (Bovendien moeten we om deze vragen te beantwoorden ook nog weten hoe de spier wordt aangestuurd .
54
waar hangt het aantal spiervezels per alpha motorische voorhooorncel van af?
Het aantal spiervezels per alpha motorische voorhoorncel hangt af de spierfunctie. Spieren die fijn controle moeten uitvoeren (hand) hebben misschien 100 vezels per unit. Voor spieren die bij de grovere motoriek zijn betrokken (bovenbeen) kunnen het wel een paar duizend vezels per unit zijn. Innervatie ratio is het getal dat aangeeft hoeveel spiervezels door hetzelfde alpha motorische neuron worden aangestuurd=aantal spiervezels per motor unit)
55
Innervatie ratio is
Innervatie ratio is het getal dat aangeeft hoeveel spiervezels door hetzelfde alpha motorische neuron worden aangestuurd=aantal spiervezels per motor unit)
56
Welke spiervezeltypes kennen jullie?
De mens heeft wel het gen dat codeert voor het myosine type IIB, maar door een puntmutatie in de promotor van dit gen, wordt dit IIB-gen bij de mens niet afgelezen : mensen hebben (integenstelling tot ratten muizen e.d.) geen type IIB myosine. 1, 2a
57
wat is vermoeidheid?
Hoe sneller de kopjes koppelen (f1) en vooral ook weer ontkoppelen (via g1 en g2), des te meer ATP er per sec wordt gebruikt, hierdoor kan een spiervezel heel snel verkorten (en dus bij hoge snelheden ook nog een redelijk vermogen leveren). Nadeel voor een dergelijke snelle spiervezel is dat hij wel heel veel energie (ATP) slurpt. Later zullen we zien dat dit o.a. leidt tot het relatief snel ‘verzuren’ van de vezel met als gevolg dat zijn kracht en verkortingssnelheid afnemen: dit noemen we dan vermoeidheid.
58
wat gebeurt er nu dat we van 1 toe naar meerdere types mysoine gaan?
Tot nu toe hebben we gedaan of er 1 type actine en 1 type myosine is. Met name voor myosine is dit niet waar. Er zijn spiervezels met verschillend myosine (het eiwit ziet er net iets anders uit) wat er b.v. toe leidt dat spiervezels afhankelijk van hun myosine type ook een verschillende maximale verkortingssnelheid hebben. De kopjes van het myosine houden hun chemische activiteit (dat wil zeggen hun vermogen om ATP om te zetten in ADP) als ze op de juiste manier uit een spiervezel worden geïsoleerd. Vervolgens kun je in een laboratorium in de reageerbuis actine, ATP en Ca2+ toevoegen aan het myosine en meten hoe snel ATP wordt omgezet (met een fotospectrometer b.v.). Als je dit voor veel verschillende vezels doet dan blijkt er een lineaire relatie te zijn tussen verkortingssnelheid van de vezel en hun ATPase activiteit
59
Hoe ziet de kracht-snelheidsrelatie eruit voor een spier met alleen type I vezels tegenover een spier (met zelfde dwarsdoorsnede) met alleen type II vezels?
De spier met type I vezels heeft een iets lagere kracht (ongeveer 20 % minder). De maximale verkortingssnelheid van de snelle spier (type II) is 4-6 maal groter.
60
waar voor zijn eiwitten gevoelig?
Eiwitten zijn gevoelig voor temperatuur maar ze zijn ook erg gevoelig voor pH De verschillende myosine isovormen blijken in vitro een verschillende pH gevoeligheid te hebben. Dit is functioneel (in vivo) niet van belang, maar wel handig i.v.m vezeltypering in laboratorium
61
wat houden spiercoupes van snel ingevroren weefsel?
ATPase activiteit (afhankelijke van de pH) ATP  ADP +Pi (PO43-) Vervolgens slaat calciumfosfaat (zwart ) neer. 3Ca2+ + 2PO43- +  Ca3(PO4)2)
62
Verschillen in ATPase activiteit kun je ook gebruiken om spiervezels te kleuren.
Spiertjes uit proefdieren (in dit geval de mediale kuitspier van een rat) kunnen na afloop van een experiment uit de rat gehaald worden en ingevroren worden (-70 graden). Vervolgens kunnen van zo’n spiertje heel dunne (10 µm) plakjes gesneden worden (dwarsdoorsnede) en op een glaasje geplakt worden, zodat het plakje (de zgn. coupe) onder een microscoop bekeken kan worden. Ook kan de coupe met glaasje en al in verschillende vloeistoffen worden gedoopt in het laboratorium. B.v. vloeistoffen die zo zijn samengesteld dat de ATPase activiteit van bepaalde spiervezels intact blijft maar die van andere vezels niet meer werkt. Als de ATPase van een bepaald vezeltype het nog doet dan zal er in die vezels, nadat ATP aan het bakje met het glaasje is toegevoegd, ADP en Pi gevormd worden. Deze fosfaat (PO43-) zal reageren met Ca2+ (ook toegevoegd aan de oplossing) en er wordt calciumfosfaat (Ca3(PO4)2) gevormd: hetgeen een zwarte kleur geeft. ATPase van type I vezels blijft het goed doen in een zure omgeving, deze vezels kleuren dan dus zwart. Type IIA mysosine doet het helemaal niet: deze vezels blijven wit. Type IIX en IIB myosine doen het beide een beetje in een zuurmilieu: deze vezels kleuren dus grijs in het laboratorium. De verschillende kleuringen hebben vaak de naam van hun ontdekkers gekregen. LET OP: deze kleuringen zeggen dus niet over hoe goed de verschillende enzymen het doen (hun activiteit) in ons lichaam bij verschillende pHs: het zijn slechts trucjes om spiervezels van verschillend type van elkaar te kunnen onderscheiden.
63
Brooke en Kaiser kleuring (‘zure’ ATPase) van mediale gastrocnemius van de rat
Type 1 zwart Type IIA wit Type IIX grijs (beige) Type IIB grijs
64
Guth en Samaha kleuring (fixed alkalische ATPase) van mediale gastrocnemius van de rat
``` Met deze kleuring kan wel onderscheid gemaakt worden tussen IIX en IIB vezels, alleen niet tussen IIA en IIX vezels. Om van elke vezel te kunnen zeggen van welk type hij is moet deze kleuring gecombineerd worden met de vorige kleuring (die op een andere coupe wordt uitgevoerd) Type 1 wit Type IIA zwart Type IIX zwart Type IIB grijs ```
65
Bij de rat liggen de spiervezels niet random door de hele spier verdeeld. Hoe wel?
De oxidatieve vezels zitten meer in het midden van (dieper in) de spier, de glycolytische meer aan de buitenkant. Bij de mens is een dergelijke verdeling statistisch ook aanwezig maar lang niet zo duidelijk als bij kleine proefdieren als muizen en ratten.
66
De vier verschillende vezeltypes kunnen worden onderscheiden op basis van een combinatie van 2 kleuringsmethoden (A)
De intensiteit van de kleuring kan objectief gemeten worden door onder een microscoop vast te stellen hoeveel licht elke spiervezel doorlaat: wit = alle licht wordt doorgelaten: de optical density (o.d.) =0, zwart: er wordt geen licht meer doorgelaten;de o.d.= 1
67
Om de spier zit nog het epimysium. | wat laat kleuring hiervan zien?
Door deze kleuringen zijn wetenschappers instaat om b.v. de effecten van training (of juist de-training) op de spiervezelsamenstelling (en dikte) te onderzoeken. Zo kan b.v. op spiervezelniveau gekeken worden wat wel en wat geen goede trainingsmethoden zijn.