Spiercontracties – zo werkt dat

Spieren hebben veel taken. Ze spelen een grote rol in het handhaven van de lichaamshouding en het coördineren van bewegingen. Bovendien vormen de spieren de voornaamste warmtebron. Bij elke beweging trekken duizenden spiervezeltjes van een spierbundel tientallen keren per seconde samen. De kleinste willekeurige eenheid van spierkracht noemt men 'motorische eenheid'. Afhankelijk van de variaties in spierkracht en de impulsfrequentie kan de jogger soepel rennen en is een pianovirtuoos met zijn vingers in staat de snelste nootjes van Bach te spelen. Een daverend applaus voor het wonder van de menselijke biologie.

Inhoud

• Dwarsgestreepte en gladde spieren
• Motorische en sensorische zenuwen
• Spiercontracties
• Reflexen
• Prikkeldrempels en motorische eenheden
• Spiertonus

Dwarsgestreepte en gladde spieren

Het spierstelsel bestaat voor het grootste deel uit dwarsgestreept spierweefsel, ook wel skeletspieren of willekeurige spieren genoemd, omdat ze onder invloed staan van de wil. Glad spierweefsel bestaat niet uit lange vezels met veel kernen (versmelting van spiercellen), zoals de willekeurige spieren, maar is gevormd uit spoelvormige spiercellen. Voorbeelden daarvan zijn de spieren van het maag-darmstelsel, de longen (bronchiën) en de bloedvaten.

Hartspier
Verder is glad spierweefsel niet onderhevig aan de wil (onwillekeurige spieren). Een uitzondering hierop vormt de hartspier, die dwarsgestreept is maar niet of in zeer geringe mate willekeurig.

Motorische en sensorische zenuwen

De meeste skeletspieren bestaan uit duizenden spiervezels. Onder de microscoop vertonen ze een dwars streeppatroon. Omgeven door bindweefsel vormen deze spiervezels bundels die met pezen aan het skelet zijn gehecht. Of aan de de huid, zoals de gelaatsspieren. Een dwarsgestreepte spier die samentrekt wordt daarbij korter, dikker en steviger. In het spierweefsel dringen zenuwen naar binnen. De sensorische zenuwen zijn verbonden met de spierzintuigen, ofwel spierspoeltjes, die de spanningsverschillen in de spier 'meten'.

Spiercontracties

Een spier kan kunstmatig worden geprikkeld door er elektroden op te plaatsen en er een stroomstootje doorheen te leiden. De spier zal dan één keer contraheren en meteen weer verslappen. De spier reageert dus telkens met een contractie en een verslapping, ofwel met een spierschok. Daaruit volgt dat voor het bewerkstelligen van een blijvende samentrekking van de spier de prikkels elkaar zeer snel moeten opvolgen, bijvoorbeeld met tussenpozen van een veertigste seconde.

Tetanustoestand van de spier

Bij een bepaald ritme van de toegediende en snel achter elkaar volgende prikkels ontstaat er een zogenaamde gladde tetanus. De spier is dan blijvend verkort, ofwel in een tetanustoestand gekomen. Dit is bovendien de snelste willekeurige spierbeweging die het menselijk lichaam kan maken. De spieren van een gestrekt been of een opgeheven arm zijn ogenschijnlijk in rust (niet te verwarren met de spiertonus). In werkelijkheid contraheren de vezels van de betreffende spierbundels tientallen keren per seconde, waarbij de spier snel vermoeid raakt, wat overigens – in tegenstelling tot glad spierweefsel – een kenmerk is van dwarsgestreepte spiervezels.

Reflexen

Een spier contraheert (motorische zenuwen) onder invloed van prikkels (sensorische zenuwen). Dit kan ook rechtstreeks en zonder tussenkomst van de hersenen plaatsvinden, wat reflex wordt genoemd. Daarbij komt de reactie op een prikkel doorgaans tot stand vóórdat men zich daarvan bewust is. Voorbeelden daarvan zijn de kniepeesreflex, de pupilreflex, de ooglidreflex, de slikreflex en de hoestreflex.

Spierspanning

Overigens is ook het handhaven van de lichaamshouding een zeer dynamisch samenspel van reflexen, waarbij verstoringen van het evenwicht voortdurend gecompenseerd worden door aanpassingen van de spierspanning. Lopen en staan wil dus feitelijk zeggen dat het lichaam balanceert rond een evenwichtspunt, ofwel het lichaamszwaartepunt dat zich rond de navel bevindt.

Prikkeldrempels en motorische eenheden

De meeste spieren zijn opgebouwd uit duizenden spiervezels, verdeeld in groepen van tien tot enkele honderden vezels die allemaal verschillende prikkeldrempels hebben. Daarbij wordt elke afzonderlijke spiervezelgroep aangestuurd door een vertakte zenuw. Deze spiervezelgroep levert de kleinste eenheid van spierkracht, ofwel motorische eenheid. Spierkracht wordt gevarieerd dankzij de inzet van veel of weinig motorische eenheden. Ook een hoge of lage spanning door middel van de impulsfrequentieregulering is van belang.

Intuïtief

Dit samenspel verloopt in veel gevallen via het onderbewuste. Intuïtief weet men immers hoeveel spierkracht er nodig is voor een bepaalde spieractie. Dat geldt zowel voor de pianovirtuoos die de toetsen met zijn vingers bespeelt als voor een verhuizer die ogenschijnlijk met brute kracht een zware doos optilt. In beide gevallen spelen intuïtie en ervaring een grote rol en is er sprake van een harmonieus samenspel van spier(vezel)groepen.

Spiertonus

Spiertonus betekent niets anders dan spierspanning in rust. Daarbij contraheren voortdurend een beperkt aantal motorische spiereenheden, die een bepaalde spierspanning opwekken. In samenwerking met onder andere de reflexen waarborgen ze de juiste lichaamshouding in alle omstandigheden.

Lees verder

• De kniepeesreflex – zo werkt dat
• Zo beweegt een gewricht
• Eerste hulp bij kramp
• Eerste hulp bij overbelaste spieren en gewrichten
• Zo verbeter je je lichaamshouding – tips & adviezen