Het model van de glijdende filamenten

Als een sarcomeer korter wordt, worden actine en myosine zelf niet korter. Ze glijden langs elkaar.

Twee soorten filamenten

Bekijk een skeletspiervezel onder een sterke microscoop en je ziet afwisselend donkere en lichte banden. Het patroon komt van twee soorten eiwitfilamenten in elk sarcomeer. Dunne filamenten bestaan vooral uit actine, gedraaid tot een streng als twee kralenkettingen, met de regulerende eiwitten tropomyosine en troponine erlangs. Ze zijn verankerd aan de Z-schijven aan beide uiteinden van het sarcomeer en wijzen naar het midden. Dikke filamenten bestaan uit myosine, ongeveer 300 moleculen in elk. Ze zitten in het midden, bij elkaar gehouden bij de M-lijn, en hun koppen steken naar de dunne filamenten uit, behalve over een kaal stuk in het midden.

De banden een naam geven

De banden kregen een naam naar hoe ze eruitzien. De A-band is de donkere band, en zijn breedte is de lengte van de dikke filamenten, waarbij dunne filamenten de buitenste delen overlappen. De I-band is de lichte zone aan weerszijden van een Z-schijf, waar alleen dunne filamenten zijn. De H-zone is het lichtere midden van de A-band, waar alleen dikke filamenten zijn, en de M-lijn loopt door het midden. Een sarcomeer loopt van de ene Z-schijf tot de volgende, dus het bevat één hele A-band en aan elk uiteinde een halve I-band.

Wat verandert en wat gelijk blijft

Vergelijk een ontspannen sarcomeer met een samengetrokken en er veranderen drie dingen: de Z-schijven komen dichter bij elkaar, de I-band wordt smaller en de H-zone wordt smaller. De A-band behoudt precies dezelfde breedte. Als de filamenten zelf korter werden, zou ook de A-band krimpen. Omdat dat niet zo is, moeten de filamenten hun lengte behouden en langs elkaar glijden, zodat de zone waar ze overlappen groter wordt. Deze verklaring heet het model van de glijdende filamenten. Bij volledige samentrekking overlappen de dunne en dikke filamenten volledig, en de I-band verdwijnt bijna.

Sleep de regelaar Samentrekking in het model en lees de getallen in de hoek. Het sarcomeer, de I-band en de H-zone worden allemaal kleiner. De A-band blijft het hele traject op hetzelfde percentage.

Wie trekt aan wie

De dikke filamenten blijven staan en de dunne filamenten bewegen. Myosinekoppen grijpen de dunne filamenten en trekken ze naar de M-lijn, en omdat de dunne filamenten aan de Z-schijven vastzitten, worden de Z-schijven naar binnen getrokken. De koppen in de linkerhelft van een dik filament trekken de ene kant op en die in de rechterhelft de andere, zodat beide uiteinden van het sarcomeer naar het midden toe sluiten. Naburige sarcomeren delen hun Z-schijven, dus als elk sarcomeer in een myofibril een klein beetje korter wordt, worden de myofibril en daarna de hele vezel veel korter.

Te lang of te kort

Myosinekoppen kunnen alleen actine grijpen waar de twee soorten filamenten overlappen, dus de lengte van een sarcomeer bepaalt hoeveel spanning het kan maken. Dit is het verband tussen lengte en spanning. Sarcomeren leveren de meeste spanning tussen ongeveer 80 en 120 procent van hun rustlengte. Rek je een sarcomeer ver daarboven uit, dan neemt de overlap af en blijven er minder koppen over binnen bereik van actine. Pers je het veel korter, dan lopen de dunne filamenten voorbij de laatste koppen en dringen ze in het midden samen, en de spanning daalt weer. Een sarcomeer dat zo ver is uitgerekt dat de filamenten helemaal niet overlappen, kan geen spanning maken, maar bindweefsel en andere eiwitten in de spier voorkomen normaal gesproken dat dit gebeurt.

Dit is lesmateriaal over hoe het lichaam is gebouwd en werkt. Het is geen medisch advies en is niet bedoeld om iemand te diagnosticeren of te behandelen.