Myocyten: structuur, functie en ziekten

Myocyten zijn meerkernige spiercellen. Ze make-up de skeletspieren. Naast samentrekking, energiemetabolisme valt ook binnen hun functiebereik.

Wat zijn myocyten?

Myocyten zijn spoelvormige spiercellen. Myosine is een eiwit dat een belangrijke rol speelt in hun anatomie en functie. Antoni van Leeuwenhoek beschreef spiercellen voor het eerst in de 17e eeuw. De gehele musculatuur van het skelet bestaat uit deze elementaire cellulaire eenheden. De spiercellen worden ook wel spiervezels genoemd. De gladde spieren van de organen zijn niet samengesteld uit myocyten. Spiercellen zijn samengesteld uit gefuseerde myoblasten en zijn dus meerkernig, wat de term spiercel misleidend maakt. Een spiercel bevat dus eigenlijk meerdere cellen en kernen. De individuele cellen van de celcomposieten zijn echter niet langer als zodanig differentieerbaar in de spiervezel, maar vormen een wijdvertakt syncitium. In het skelet worden verschillende soorten vezels onderscheiden slijmvlies en zijn gegroepeerd onder de algemeen term myocyten. De belangrijkste vezels zijn de S-vezels en de F-vezels. S-vezels trekken langzamer samen dan F-vezels. In tegenstelling tot F-vezels, zijn ze 피로 langzaam en zijn ontworpen voor continu contracties.

Anatomie en structuur

Uitbreidingen van de celmembraan omkeren in buisvormige plooien aan de spiervezel, die een systeem van dwarse tubuli vormt. Actiepotentialen op de celmembraan bereiken de diepere cellagen van de spiervezel​ In de diepten van de spiervezels ligt een tweede holtesysteem van uitsteeksels van het endoplasmatisch reticulum. Calcium ionen worden opgeslagen in dit systeem van longitudinale tubuli. Lateraal komen de Ca2 + -kamers een vouwing van het tubuli-systeem tegen, zodat de individuele membranen tegen de gevouwen celmembraan​ De receptoren van deze membranen kunnen dus rechtstreeks met elkaar communiceren. Elke spiervezel verbindt zich met het bijbehorende zenuwweefsel om een ​​motoreenheid te vormen, waarvan de motorischeuron zich op de motor-eindplaat bevindt. mitochondriën bevinden zich in het cytoplasma van de vezels, waarvan sommige bevatten zuurstof-opslag van pigmenten, glycogeen en gespecialiseerd enzymen voor spier energiemetabolisme​ Bovendien bevinden zich enkele honderden myofibrillen in een spiervezel. Deze myofibrillen zijn een ventilatorsysteem dat overeenkomt met de contractiele eenheden van de spier. EEN bindweefsel laag verbindt de spiervezels met een pees en kan verschillende spieren combineren tot een lodge.

Functie en taken

Myocyten spelen een rol in energiemetabolisme evenals algemene motorische functie. Motorische functie wordt geleverd door het vermogen van de myocyten om samen te trekken. Spiervezels houden dit vermogen vast om samen te trekken door het communicatieve vermogen van hun twee eiwitten, actine en myosine. Door deze twee eiwittenkan een skeletspiervezel zijn lengte verminderen in termen van concentrische contractie. Het kan echter ook lengte behouden tegen weerstand, wat bekend staat als isometrische contractie. Ten slotte kan het op verlenging reageren met weerstand. Dit principe wordt ook wel excentrische contractie genoemd. De contractiliteit vloeit voort uit het bindende vermogen van myosine aan actine. Het proteïne tropomyosine voorkomt binding als de spieren in rust zijn. Wanneer een actiepotentiaal arriveert, calcium ionen worden vrijgegeven om te voorkomen dat tropomyosine de bindingsplaatsen blokkeert. Samentrekking wordt dus geïnitieerd op basis van filamentverschuiving. Een actiepotentiaal veroorzaakt alleen een spiertrekkingen van een skeletspier. Om een ​​sterke of langdurige verkorting van de spiervezel te veroorzaken, komen actiepotentialen snel achter elkaar aan. De individuele spiertrekkingen overlappen elkaar dus geleidelijk en tellen op tot samentrekking. De spierkracht wordt in de vezels onder meer gereguleerd door verschillende pulsfrequenties van de motorneuronen. Het energiemetabolisme van de spieren is relevant voor de uitvoering van de beschreven spierarbeid. De energieleverancier ATP wordt opgeslagen in alle cellen van het lichaam. De energievoorziening verloopt ofwel met consumptie van zuurstof of zonder zuurstof. Wanneer zuurstof wordt verbruikt, vervalt het ATP en wordt met behulp van nieuwe ATP in de spier aangemaakt creatine fosfaten. Een snellere vorm van energievoorziening is de zuurstofloze vorm, die plaatsvindt onder verbruik van glucose. Sindsdien echter glucose wordt in dit proces niet volledig afgebroken, de energieopbrengst van dit proces is laag. Twee ATP moleculen zijn gevormd uit één glucose molecuul. Als hetzelfde proces plaatsvindt met behulp van zuurstof, een volledige 38 ATP moleculen zijn gemaakt van een suiker molecuul. Vetten kunnen ook worden gebruikt als onderdeel van dit proces.

Ziekten

Verschillende ziekten hebben een effect op myocyten. Ziekten van het energiemetabolisme kunnen bijvoorbeeld de motorische functie van spiervezels beperken. Bij mitochondriopathieën is bijvoorbeeld ATP-deficiëntie aanwezig, wat ziekte aan meerdere organen kan veroorzaken. Mitochondriopathieën kunnen verschillende oorzaken hebben. Bijvoorbeeld, ontsteking kan veroorzaken mitochondria beschadigd raken. Maar mentaal en fysiek spanning, ondervoeding of toxisch trauma kan ook de levering van ATP in gevaar brengen. Het resultaat is een verstoord energiemetabolisme. Naast dergelijke stoornissen in het energiemetabolisme, ziekten van de zenuwstelsel kan het ook moeilijk maken voor myocyten om te werken. Als bijvoorbeeld de signaaloverdracht wordt verstoord door beschadiging van het centrale of perifere zenuwweefsel, kan dit leiden tot verlamming. Bepaalde spieren kunnen alleen ataxisch of helemaal niet worden bewogen, omdat signalen alleen met verminderde geleidingssnelheid niet meer direct na elkaar in de motoreenheden binnenkomen en dus niet meer kunnen overlappen en optellen. Spier tremor kan ook optreden als onderdeel van dit fenomeen. Spiervezels kunnen zelf ook door ziekte worden aangetast. Bij de erfelijke ziekte van Naxos is er bijvoorbeeld een uitgebreid verlies van myocyten. Een meer bekend fenomeen is het scheuren van spiervezels. Dit fenomeen manifesteert zich in een plotselinge en ernstige vorm pijn in de spieren. De aangetaste spieren hebben een beperkte mobiliteit en er treedt zwelling op. Spiervezelontstekingen veroorzaakt door infecties of immuunstoornissen komen even vaak voor. Hiervan onderscheiden zijn spierstijfheid, die meestal ontstaat na continue belasting als gevolg van een veranderd spiermetabolisme, maar in zeldzame gevallen ook verband kan houden met spierontsteking.