Spiere 1. Inleiding Spiere bestaan uit spiervesels, bindweefsel ...

LIFE 211 Klasaantekeninge 17 September 2011 Bladsy 1
Spiere
1. Inleiding
Spiere bestaan uit spiervesels, bindweefsel, senuweeweefsel en vaatweefsel.
2. Spiertipes
Drie verskillende spiersoorte word onderskei.
Willekeurige spiere (skeletspiere, gestreepte spiere)
• Is onder bewuste beheer.
• Elke spiervesel is 'n baie lang, veelkernige sel (sinsitium), wat gevorm word deur die punttot-punt
versmelting van honderde tot duisende myoblaste.
• Mikroskopies vertoon willekeurige spiere 'n tipiese gestreepte patroon wat die gevolg is van
die reelmatige rankskikking van die sarkomere in die weefsel.
• Vinnige sametrekkingstempo.
Hartspier
• Mikroskopies kom hartspier baie ooreen met skeletspier (gestreep), maar die selle is kleiner
as die van skeletspier, en is eenkernig in plaas van veelkernig.
• Hartspier is nie onder willekeurige beheer nie, maar word beheer deur die hartpasaangeër.
• Vinnige sametrekkingstempo
Gladde spiere
• Enkelkernig.
• Die selstruktuur neig meer na gewone selle as na die struktuur van die ander spiertipes.
• Vertoon nie gestreep wanneer dit mikroskopies bestudeer word nie.
• Die sametrekking is baie stadiger as die van die ander spiertipes.
• Is nie onder willekeurige beheer nie, maar word beheer deur die outonome senustelsel.
• Word aangetref in die bloedvate, ingewande, vel, oogpupille, urinêre stelsel en
voortplantingstelsel.
3. Funksies van spiere
• Spiervesels bevat saamtrekbare filamente (myofibrille) wat krag kan uitoefen en beweging
kan veroorsaak.
• Dit kan lei tot die beweging van ledemate, die hele organisme, of organe in die organisme.
• Die sametrekking van hartspier en die gladde spiere is onwillekeurig, en is nodig vir die
algemene oorlewingsfunksies van die liggaam, bv, die klop van die hart en vir peristalsis in
die ingewande (vir die vervoer van voedsel deur die spysverteringstelsel).
• Die sametrekking van die willekeurige spiere kan baie fyn beheer word, en dit maak dus
baie akkurate beweging moontlik. Dink maar aan die beweging van die oog, of selfs die
beweging van groot ledemate.
4. Skeletspiere
4.1 Inleiding
Wissel baie in grootte, van baie klein (bv die stapedium van die middeloor) tot die groot spiere van
die heupe. Spiere kan wissel van lank tot kort, dun tot dik en breed tot smal.
4.2 Skeletspiersel-eienskappe
Spierselle (spiervesels) is:
• Lang, veelkernige, staafvormige selle (sinsitia), volgepak met dun vesels (myofibrille).

LIFE 211 Klasaantekeninge 17 September 2011 Bladsy 2
• Ontwikkel uit die samesmelting van enkelselle (myoblaste) om die lang selle te vorm.
• Spiervesels kan wissel in lengte van baie kort tot etlike sentimeters lank.
• Die deursnit van spiervesels is gewoonlik van 100 tot 150 µm.
• Elke spiervesel is 'n onafhanklike sel, wat van ander spiervesels geskei word deur
bindweefsel (endomesium).
• Spiervesels word gestimuleer om saam te trek deur die oordrag van 'n aksiepotensiaal (deur
'n neuron) na die spiervesel op die motoriese endplaat.
• Spiervesels vertoon 'n gestreepte voorkoms as gevolg van die reëlmatige rankskikking van
die sarkomere in die myofibrille in die spiervesels.

LIFE 211 Klasaantekeninge 17 September 2011 Bladsy 3
4.3 Myofibrille en sarkomere
• Binne-in elke spiervesel is daar 'n groot aantal myofibrille
• wat deur die hele lengte van die spiervesel verloop.
• Myofibrille word opgebou uit sarkomere wat die basiese saamtrekbare eenheid van die
myofibrille (en dus ook van spiere) is.
• Sarkomere se boustene bestaan hoofsaaklik uit proteïenmolekules.
4.3.1 Proteïene van die sarkomere
• Aktien en myosien is die volopste proteïen in sarkomere
• en dus van myofibrille, en dus van spiere.
• Aktien en myosien is baie lang proteïenmolekules wat baie geordend gerankskik is
(gewoonlik is daar ses aktienvesels wat rondom 'n myosienvesel aangetref word).
• Die myosienvesels het veelvuldige uitsteekseltjies (kruiskoppelings of bruggies).
• Die aktien is vervlegd met nog 'n proteïen (tropomyosien)
• Nog 'n proteïen (die kleiner troponien) is geassosieerd met die tropomyosien.
4.4 Rankskikking van spiervesels in spiere
Skeletspiere bestaan uit honderde en duisende spiervesels. Die spiervesels word in groepe
saamgebondel (fasikels) wat deur bindweefsel perimesium omring is. Groot spiervesels bestaan dus
uit verskeie of baie fasikels, wat aan die buitekant deur die epimesium omring word.
Spiervesels is delikate selle, en word beskerm deur bindweefsel, die epimesium. Verdere
beskerming word verleen deur die perimesium om die fasikels, en dan aan die buitekant van die
spier, die epimesium. Hierdie bindweefsel beskerm die spiere teen skok, en die spanning van
spiersametrekking. Verder verloop bloedvate en senuwees deur die bindweefsel.
Die drie bindweefsellae van spier verloop gewoonllik verby die spiervesels om uiteindelik die
tendons (soos 'n tou) of aponeuros (plat struktuur) te vorm waarmee die spier aan die skelet geheg
word.
Skeletspiere oorbrug dikwels gewrigte, en is vas aan die skelet weerskante van die gewrig met
behulp van die tendons aan die twee kante van die spiere. Tydens sametrekking van so 'n spier bly
een van die skeletbene redelik staties, terwyl die ander skeletbeen beweeg as gevolg van die
spieraksie.
4.4.1 Bloed- en senuweevoorsiening aan die spiere
Skeletspiere het 'n effektiewe voorsiening van bloed en senuwees. Dit is nodig aangesien die
primêre funksie van hierdie spiere (sametrekking) baie energie en presiese ko-ordinasie vereis.
Gewoonlik is daar 'n slagaar en tenminste een aar geassosieeer met elke senuwee wat die
epimesium penetreer. Die senuwees en are versprei deur die bindweefsel van die spiere.
4.5 Spiersametrekking
4.5.1 Inleiding
Die basiese skeletspieraksie is sametrekking. Die spier word korter as 'n gevolg van
senuweeimpulse na die spier toe.

LIFE 211 Klasaantekeninge 17 September 2011 Bladsy 4
4.5.2 Motoriese eenhede
Al die spiervesels wat deur vertakkings van dieselfde neuron geïnerveer word, sal op dieselfde tyd
saamtrek. So 'n groep spiervesels staan bekend as 'n motoriese eenheid.
Groottes van motoriese eenhede:
Stadigwerkende spiere het groot motoriese eenhede (ongeveer 'n 100 spiervesels). Bv. die spiere
wat die postuur handhaaf. Vinnigwerkende spiere, en spiere wat baie fyn beheer kan word,se
motoriese eenhede is baie klein. Bv. die spiere wat die oogbal beweeg. Die meeste spiere beskik oor
motoriese eenhede van verskillende groottes.
4.5.3 Beheer van skeletspiersametrekking
Vir 'n skeletspier of motoriese eenheid om te kan saamtrek moet dit 'n impuls vanaf 'n neuron
ontvang. Aangesien die neurons wat die skeletspiere innerveer willekeurig beheer kan word, het
diere willekeurige beheer oor baie van die skeletspiere.
4.5.4 Meganisme van spiersametrekking
Wanneer 'n aksiepotensiaal na 'n spiervesel oorgedra word, veroorsaak dit dat kanale in die
sarkoplasmiese retikulae oopgaan en kalsiumione in die sitoplasma van die spiervesels invloei. Die
sarkoplasmiese retikulae (SR) van skeletspiervesels is 'n verspreide netwerk waar kalsiumione
gestoor word. Die kalsiumione versprei in die spiervesels in en veroorsaak
konformasieveranderings in die sarkomeerproteïene.
Die kalsiumione bind aan die troponien. Hierdie binding veroorsaak dat die troponien effens roteer.
Die rotasie van die troponien veroorsaak dat die tropomyosien beweeg sodat die aktien blootgestel
word aan die myosien. Die myosienkruisbindings beweeg dan na die aktien toe, en sleep die aktien
'n klein entjie aan. Wanneer baie van die myosienkruisbindings hierdie aksie uitvoer, trek die
sarkomeer saam. Wanneer baie van die sarkomere saamtrek, trek die hele spiervesel saam. Wanneer
baie spiervesels gelyktydig saamtrek trek die hele spier saam, en oefen krag op die skelet uit.
Wanneer die aksiepotensiaal ophou, word kalsiumione weer na die sarkoplasmiese retikulae
vervoer. Die dissosiasie van die kalsiumione van die troponien af veroorsaak dat ATP aan die
kruisbinding bind wat dan lei tot die dissosiasie van die kruisbinding van die aktien af. Die
aktienvesels keer dan terug na hulle vorige posisies toe en die sarkomeer ontspan.
4.5.5 Spiersametrekking en energieverbruik
Dink na oor die proses van spiersametrekking: Elke myosienkruisbinding bind ATP. Elke
myosienvesel het tientalle kruisbindings. En elke spiervesel het honderde of duisende
myosienvesels. Dit is dus duidelik dat spieraksie baie energie in die vorm van ATP vereis.
Die meeste van hierdie ATP word deur die Krebs siklus en oksidatiewe fosforilasie voorsien, en 'n
bietjie daarvan deur glikolise. Tydens aanhoudende spieraksie word die suurstof in die spiere later
opgebruik, en word pirovaat anaëroob gefementeer na melksuur toe in plaas van om na asetiel KoA
toe omgeskakel te word. Laktaat (die soutvorm van melksuur) word uit die spiervesels uitgeskei en
word deur die bloed na die lewer toe vervoer. In die lewer word die laktaat omgeskakel na pirovaat
en glukose toe (Cori siklus).
Dit kan ook gebeur dat die laktaat wat uit 'n spiervesel vrygestel word deur 'n ander spiervesel
opgeneem kan word waar dit omgeskakel kan word na pirovaat, en dan na asetiel KoA toe as daar
genoeg suurstof is. Of dit kan weer anaëroob omgeskakel word na melksuur toe.

LIFE 211 Klasaantekeninge 17 September 2011 Bladsy 5
Indien laktaat vinniger geproduseer word as wat die weggevoer kan word van 'n spier af, veroorsaak
dit 'n brandsensasie wat dan gewoonlik daartoe lei dat 'n mens ophou om die spier in te span – met
ander woorde, om te rus. Die ophoping van melksuur veroorsaak ook spierstyfheid, wat weer
verdwyn soos wat die melksuur uit die spier verplaas en opgebruik word.
Die liggaam het 'n energierugsteun vir noodgevalle – kreatienfosfaat. Nadat ATP 'n fosfaatgroep
verloor het, as gevolg van spieraksie, kan die fosfaatgroep vanaf kreatienfosfaat weer na die ADP
toe oorgedra word om weer ATP te vorm, selfs al is die Krebs siklus en oksidatiewe fosforilasie
onaktief as gevolg van 'n suurstoftekort. Spieraksie kan dus langer voortgaan voordat die spierbrand
waargeneem word.
Glikogeen, 'n glukosepolimeer word in spiervesels gestoor as 'n maklik beskikbare bron van
glukose. Wanneer spiere baie glukose nodig het, word glikogeen afgebreek om hierdie glukose te
voorsien.
4.6 Herstel van spiervesels
Wanneer spiervesels beskadig word, bv as 'n gevolg van ooroefening (mikroskeure), kan dit herstel
word deur die aksie van satellietselle. Dit blyk dat die satellietselle hulle kerne oordra na die
beskadigde spiervesels toe, en dat hierdie oordraging tot herstel van die spiervesels lei, deurdat
nuwe myofibrille gevorm word. IGF-1 (Insulin Growth Factor) word tydens strawwe oefening deur
spiervesels vrygestel, en veroorsaak die aanhegting van satellietselle aan die spiervesels.
4.7 Spierveseltipes
4.7.1 Inleiding
Twee tipes spierveseltipes kan onderskei word: Stadige oksidatiewe (tipe 1) en vinnige
oksidatiewe(tipe 2). Tipe 1 vesels trek stadig saam, en kan vir lang tye saamgetrek bly, maar kan nie
baie krag uitoefen nie. Tipe 2 vesels trek vinnig en kragtig saam, maar word vinnig uitgeput en kan
dus nie vir lang tye saamtrek nie.

LIFE 211 Klasaantekeninge 17 September 2011 Bladsy 6
4.7.2 Tipe 1 spiervesels (“slow twitch”)
Aangepas vir aanhoudende lae energie beweging, soos byvoorbeeld om te stap. Hierdie spiervesels
is besonder bestand teen uitputting. Tipe 1 spiervesels word ook gebruik in aktiwiteite van
gemmidelde intensiteit – tot ongeveer 75% van die maksimum harttempo. Marathonatlete gebruik
dus veral tipe 1 spiervesels.
Tipe 1 spiervesels het lae myosien-ATPase aktiwiteit. Verder is hulle baie dun ('n groot oppervlakte
per volume verhouding) wat lei tot vinnige gaswisseling, waarin hulle dan ook bygestaan word deur
'n baie goeie voorsiening van kapillêre bloedvaatjies. Hulle bevat baie mitochondria (Krebs siklus
en oksidatiewe fosforilasie), en is rooi van kleur as gevolg van baie myoglobien. Die
hoofenergiebron vir hierdie vesels is vette, deur oksidatiewe fosforilasie.
Glukose word ook gebruik as energiebron, en dan is glikolise die eerste stadium van
energieproduksie. Tydens glikolise lewer glukose twee ATP's en pirovaat. Die pirovaat gaan dan in
die mitochondria in waar die Krebs siklus en oksidatiewe fosforilasie nog ATP's vorm.
4.7.3 Tipe 2 spiervesels (“fast twitch”)
Drie subgroepe word aangetref:
• Tipe 2A (vinnige oksidatiewe-glikolitiese vesels)
Hierdie vesels het hoë myosien-ATPase aktiwiteit. Hulle word progressief meer gebruik wanneer
die harttempo hoër word as ongeveer 75% van die maksimum tempo (anaërobe grens). Hierdie
spiervesels is nog steeds relatief bestand teen uitputting. Die selle is dun (hoë oppervlakte tot
volume verhouding), met 'n goeie kapillêre voorsiening (bevorder gasuitruling), bevat redelik baie
mitochondria (aërobe respirasie), en bevat baie myoglobien (donkerrooi van kleur). Die
mitochondria van hierdie selle vermeerder wanneer 'n mens baie oefen.
Hierdie spiervesels word beskou as dubbeldoel, en goeie atlete het gewoonlik baie hiervan.
Die energiebronne vir die Tipe 2 vesels is beide vette en glukose. Hierdie vesels gebruik meer
energie as die Tipe 1 vesels.
• Tipe 2B (vinnige glikolitiese vesels)
Hierdie vesels het hoë myosien-ATPase aktiwiteit. Tipe 2B vesels word net gebruik vir kort tye
wanneer maksimum krag benodig word. Hierdie spiervesels word baie vinnig moeg. Hulle is groot
selle (klein oppervlakte per volume verhouding), met beperkte kapillêre voorsiening (stadige
gasuitruiling en stadige verwydering van afvalprodukte). Tipe 2B vesels het maar min mitochondria
en hulle metabolisme is dus hoofsaaklik anaëroob. Hierdie vesels bevat maar min myoglobien en is
daarom wit van kleur – 'n voorbeeld is die witvleis van hoenders. Kortafstand atlete, kragatlete en
liggaamsbouers gebruik hoofsaaklik tipe 2B spiervesels.
Tipe 2B vesels verkry hulle energie (ATP-produksie) feitlik net van glukose (nie van vette nie),
hoofsaaklik deur die fermentasie van glukose na laktaat toe.
• Tipe 2C
Die eienskappe van hierdie spiervesels is so tussen die van tipes 2 A en 2B. Afhangende van die tipe
oefening wat 'n mens doen kan hierdie spiervesels differensieer na tipe 2A of tipe 2B toe.

LIFE 211 Klasaantekeninge 17 September 2011 Bladsy 7
Gebruik van laktaat (melksuur): Die laktaat wat geproduseer word kan weer deur die mitochondria
van die tipe 1 en tipe 2a spiervesels gebruik word vir ATP produksie. Ekstra ATP kan ook deur die
spiervesels van die hart gebruik word vir ATP produksie. Verdere oormaat laktaat word deur die
lewer weer omgeskakel na glukose toe.
Opsomming:
Tipe 1 spiervesels: aërobies, verbrand hoofsaaklik vette, baie mitochondria, produseer nie laktaat
nie, gebruik baie suurstof.
Tipe 2a spiervesels: aërobies, verbrand hoofsaaklik glukose, redelik baie mitochondria, produseer
laktaat, gebruik suurstof.
Tipe 2b spiervesels: anaërobies, verbrand glukose, feitlik geen mitochondria, produseer baie laktaat.
4.7.4 Spierveseltipe en sport
Atlete wat geneties bestem is om baie gespierd te kan wees (kragatlete, gewigstoters,
liggaamsbouers ens.) het ongeveer 40% tipe 1 spiervesels en 60% tipe II. Maratonatlete en
deelnemers aan ander uithousporte het gewoonlik 60 tot 80% tipe 1 spiervesels en 20 tot 40% tipe II
spiervesels.
Aërobe oefening (ongeveer 60 tot 75% van die maksimum hartkloptempo) gebruik hoofsaaklik tipe
1 spiervesels (met vette as energiebron). Soos wat die intensiteit van oefening toeneem (75 tot 85%
van die maksimum hartklop word die tipe 2a spierveseltipe al hoe meer gebruik. Aangesien die tipe
2a spiervesels glukose as energiebron kan gebruik word laktaat nou al hoe meer geproduseer.
By ongeveer 70 tot 80% van die maksimum hartkloptempo word beide tipe 1 en tipe 2 spiervesels
gebruik.
Wanneer die hartkloptempo 80 tot 85% van die maksimum bereik, word feitlik net tipe 2A
spiervesels gebruik. By hartkloptempo's van hoër as 85% word feitlik net tipe 2B vesels gebruik
(anaërobe oefening). Wanneer die glukose uitgeput word, tref jy dan die “muur”. Die tipe 1
spiervesels is dan die enigste spiervesels wat nog effektief kan werk.
Gebruik van glikogeen tydens sport: Hoë-intensiteit oefening gebruik ongeveer 15-20 kalorieë per
minuut. Teen hierdie tempo van energiegebruik is daar genoeg glikogeen gestoor in spiere vir
ongeveer 60 minute. Glukosedrankies spaar glikogeen, maar is gewoonlik net nodig vir
atletiekitems wat langer as 90 tot 120 minute aanhou.
Marathonatlete leer om hulleself so te pas dat hulle tipe 1 spiervesels (vetverbrandend) sowel as tipe
2a spiervesels (glukoseverbrandend) te gebruik, terwyl hulle die tipe 2b spiervesels spaar vir die
finale”sprint”. Vir marathonatlete is kragoefeninge dus belangrik om daardie laaste “sprint” te kan
doen – moet die kragoefeninge nie oordryf nie!
Liggaamsbouers en gewigoptellers gebruik hoofsaaklik tipe 2a en tipe 2b spiervesels. Om hierdie
rede verbruik hulle baie min vet terwyl hulle oefen. Gewigsoefening is dus nie 'n goeie metode om
te verslank nie. Stap en draf (tipe 1 spiervesels, vetverbrandend) is wel goeie verslankingsoefening.