Myofibril
Myofibril Definitie
Een myofibril is een onderdeel van de dierlijke skeletspier. Myofibrillen zijn lange filamenten die parallel aan elkaar lopen om spiervezels (myo) te vormen. De myofibrillen, en de daaruit resulterende myofibers, kunnen enkele centimeters lang zijn. De spiervezels zijn afzonderlijke meercellige cellen die samen de spier vormen. Myofibrillen zijn opgebouwd uit zich herhalende subeenheden die sarcomeren worden genoemd. Deze sarcomeren zijn verantwoordelijk voor de spiercontracties.
Myofibril Structuur
Myofibrillen zijn opgebouwd uit twee soorten filamenten: dunne filamenten en dikke filamenten. Dunne filamenten zijn opgebouwd uit strengen van het eiwit actine en een regulatie-eiwit, terwijl dikke filamenten zijn opgebouwd uit strengen van het eiwit myosine. De dunne en dikke filamenten vormen gedeeltelijk overlappende lagen die zijn aangelegd in functionele eenheden die sarcomeren worden genoemd. Door de wijze waarop de myofilamenten zijn gerangschikt, lijken de myofibrillen donkere en lichte banden te hebben, waardoor de spieren er gestreept uitzien. De donkere banden staan bekend als A-banden, en bestaan uit dikke filamenten en enkele dunne filamenten. In het midden van de A-band bevindt zich de H-zone, waar alleen dikke filamenten aanwezig zijn, en de M-lijn, die enzymen bevat die betrokken zijn bij het energiemetabolisme. De lichte banden, bekend als I-banden, zijn de gebieden die alleen dunne filamenten bevatten, en worden gevonden tussen de A-banden. De I-banden zijn gecentreerd op een gebied dat bekend staat als de Z-lijn, een schijf die bestaat uit het eiwit α-actinine dat de dunne actinefilamenten verankert en fungeert als een grens tussen de sarcomeer-subeenheden.
Myofibril Functie
Myofibrillen zijn opgebouwd uit sarcomeren, de functionele eenheden van een spier. De functie van de myofibril is het uitvoeren van spiercontractie via het sliding-filament model. Wanneer de spieren in rust zijn, is er een onvolledige overlapping tussen de dunne en dikke filamenten, waarbij sommige gebieden slechts één van de twee typen bevatten. Wanneer een spier samentrekt, worden de sarcomeren korter doordat de dikke en dunne filamenten over elkaar heen schuiven, wat resulteert in een grotere overlapping tussen de filamenten en een verkorting van de H-zone en de I-band. Terwijl de lengte van de sarcomeren afneemt tijdens de spiercontractie, verandert de lengte van de myofilamenten zelf niet.
De beweging van de myofilamenten wordt aangedreven door de hydrolyse van ATP in ADP en anorganisch fosfaat. In rust is een ATP-molecuul gebonden aan een bolvormige myosinekop op het dikke filament. Als het ATP wordt gehydrolyseerd, verandert de myosinekop van conformatie en vormt een verbinding die bekend staat als een cross-brug met het dunne filament. Wanneer de ADP- en fosfaatmoleculen vrijkomen, verandert de myosinekop opnieuw van conformatie en duwt hij het dunne filament naar het midden van het sarcomeer. Wanneer een nieuwe ATP-molecule zich vervolgens aan de myosinekop bindt, keert de kop terug naar zijn oorspronkelijke conformatie en laat het dunne filament los in zijn nieuwe positie dichter bij de centrale M-lijn. De cyclus herhaalt zich dan: de nieuwe ATP-molecule wordt gehydrolyseerd in ADP en anorganisch fosfaat, en de myosinekop verandert van conformatie, waardoor de dunne vezeldraad naar het midden van het sarcomeer wordt geduwd. Elk dik filament bevat enkele honderden myosinekoppen die ongeveer vijf keer per seconde een kruisbrug kunnen vormen met de dunne filamenten. De voortdurende samentrekkingen van de myofibrillen resulteren in een spiercontractie.
Spiercontracties worden aangedreven door ATP. Aangezien de spiervezel zelf slechts een zeer kleine hoeveelheid ATP opslaat, is de energie afkomstig van twee andere verbindingen die in de spieren zijn opgeslagen: creatinefosfaat en glycogeen. Het ATP dat in een spiervezel is opgeslagen en het ATP dat door creatinefosfaat kan worden gevormd, worden gebruikt voor kortstondige energie-uitbarstingen; zij kunnen energie leveren voor maximaal ongeveer 15 seconden. Glycogeen kan een energiebron op lange termijn zijn, aangezien glycogeen wordt afgebroken tot glucose, dat vervolgens wordt omgezet in ATP via glycolyse en aërobe ademhaling.
Deze figuur toont een sarcomeer, een eenheid binnen een myofibril. Het toont de dunne actine filamenten en de dikke myosine filamenten, en hoe hun posities veranderen als een spier samentrekt.
Quiz
1. Hoeveel soorten myofilamenten worden gevonden in een myofibril?
A. 1
B. 2
C. 4
D. geen
2. Welke structuur fungeert als grens tussen sarcomeren?
A. A-band
B. H-zone
C. M-lijn
D. Z-lijn
3. Wat is de beste energiebron voor spiercontractie op lange termijn?
A. ATP
B. zetmeel
C. glycogeen
D. creatinefosfaat