• De spier als motorblok met vele cilinders

    De spier als motorblok met vele cilinders

De spier als motorblok met vele cilinders

“ Een goede warming-up zorgt ervoor dat het hele lichaam optimaal is voorbereid op je sportprestatie, maar een te intensieve of te lange warming-up vermoeid je spieren teveel, verbruikt teveel energievoorraden of veroorzaakt verzuring! ” Dr. Tim J. Schuijt, 16 May 2016

Iedereen weet dat het doel van een warming-up is om je goed voor te bereiden op een training of wedstrijd. Maar wat gebeurt er nou eigenlijk precies met je spieren tijdens een warming-up? En hoe kunnen we dit gebruiken om onze spieren zo optimaal mogelijk voor te bereiden zodat we een zo goed mogelijke prestatie neerzetten?

Spiergroepen

In het lichaam zijn spieren grofweg in te delen in drie verschillende groepen; het gladde spierweefsel, het hartspierweefsel en het dwarsgestreept spierweefsel. Over glad spierweefsel heb je zelf geen controle, dit kun je onder andere vinden in je maag-darmkanaal. Ook de samentrekking van de hartspier kun je zelf niet beïnvloeden (onwillekeurige spieren). Daarentegen kun je je skeletspieren, die bestaan uit dwarsgestreept spierweefsel, wel bewust aansturen (willekeurige spieren). Deze skeletspieren zijn dus de spieren die je wilt opwarmen tijdens de warming-up! 1.

Skeletspieren

Ongeveer de helft van ons totale lichaamsgewicht bestaat uit skeletspieren (ongeveer 45% bij mannen en 35% bij vrouwen), al kan dit natuurlijk veel verschillen van persoon tot persoon. Zoals je bij een marionet de armen en benen kan laten bewegen door aan de touwtjes te trekken, kun je de botten in je armen en benen laten bewegen door je spieren aan te spannen. Net als de touwtjes van de marionet zitten de skeletspieren bevestigd aan de botten (vandaar ook de naam skeletspieren) en de verbinding tussen de spier en het bot wordt gelegd door het peesweefsel 2.

Als we inzoomen op de skeletspier wordt duidelijk dat het spierweefsel op een bijzondere manier is opgebouwd (zie afbeelding). De spier bestaat uit meerdere spierbundels, die op zichzelf weer bestaan uit meerdere spiervezels.

Een spiervezel kan gezien worden als een ketting van in de lengte aan elkaar gesmolten spiercellen en kan in sommige gevallen zelfs meer dan 35 cm lang zijn (bijvoorbeeld in het bovenbeen). Als je je spier wilt aanspannen dan geven je hersenen dit signaal via de zenuwbanen aan de spiervezels door, die vervolgens samentrekken. Deze samentrekking wordt mogelijk gemaakt door de zogenaamde myofibrillen waar de spiervezel weer uit is opgebouwd (zie afbeelding). Myofibrillen bestaan namelijk uit actine- en myosinefilamenten die als twee passende puzzelstukjes in elkaar kunnen schuiven 3. Deze actine- en myosinefilamenten zijn te vergelijken met de cilinders in de motor van een auto. Bij het aanspannen van een spier schuiven de vele actine- en myosinefilamenten binnen de spiervezels in elkaar 2, 4.

Energievoorziening

Om de actine- en myosinefilamenten in elkaar te doen schuiven zodat de spier zich aan kan spannen is natuurlijk energie nodig, net zoals de motor van een auto brandstof nodig heeft om de auto vooruit te krijgen (zie hiervoor ook: overwinnings-maaltijd). De energie wordt geleverd door de chemische verbinding adenosinetrifosfaat (afgekort ATP) die in de spier aanwezig is. Bij de omzetting van adenosineTRIfosfaat (ATP) naar adenosineDIfosfaat (ADP) komt energie vrij die gebruikt wordt om de actine- en myosinefilamenten in elkaar te schuiven, om vervolgens de spier in beweging te krijgen 2.

Zoals bij elke brandstof, raakt de hoeveelheid ATP bij het veelvuldig bewegen van een spier een keer op 4. Gelukkig zijn er meerdere energieleverende systemen (creatinefosfaat, aerobe en anaerobe verbranding) die voor nieuwe aanvoer van ATP zorgen. Mitochondriën spelen een belangrijke rol in de productie van ATP en kunnen worden gezien als de energiecentrale of batterij van de cel. Deze mitochondriën zijn dan ook veelvuldig te vinden om de spiervezels heen (zie afbeelding) 4. Naast voldoende ATP is er een hoge concentratie calciumionen (Ca++) nodig om de filamenten in beweging te krijgen. De benodigde hoeveelheid calciumionen wordt geleverd door het zogenaamde sarcoplasmatisch reticulum dat zich als een jas om de spiervezels heen bevinden (zie afbeelding). Het sarcoplasmatisch reticulum is dus een opslag van grote hoeveelheden calciumionen die, net als voldoende ATP, nodig zijn om de spier aan te spannen. Zodra via de zenuwcellen de opdracht om de spier aan te spannen binnenkomt, zal het sarcoplasmatisch reticulum de spiercellen voorzien van de benodigde hoeveelheid calciumionen om vervolgens de actine- en myosinefilamenten in elkaar te doen schuiven. Als bij een maximale inspanning er onvoldoende zuurstof kan worden aangevoerd voor het maken van energie dan zullen je spieren ‘verzuren’ doordat er lactaat (= melkzuur) wordt gevormd.

Typen spiervezels

Niet elke spiervezel is hetzelfde. Grofweg worden er twee typen spiervezel van elkaar onderscheiden; type I en type II spiervezels 2, 3. Type I spiervezels zijn vooral actief bij langer durende beweging of sport en hebben een groot uithoudingsvermogen. Deze spiervezels worden daarom ook wel langzame of rode vezels genoemd. Ongeveer de helft van een gemiddelde spier bestaat uit dit type I spiervezel. Deze typen vezels zijn erg goed doorbloed en hebben relatief veel mitochondriën. Ze maken dan ook vooral gebruik van het aerobe energieleverende systeem waarbij zuurstof wordt gebruikt.

Type II spiervezels worden ook wel snelle of witte spiervezels genoemd en worden vooral gebruikt bij hele explosieve sporten, zoals sprinten en krachtsporten. Het is belangrijk om te beseffen dat deze snelle spiervezels snel vermoeid raken maar wel veel kracht en snelheid kunnen leveren 4. In vergelijking met de type I spiervezels bevatten de type II vezels weinig mitochondriën en is er minder doorbloeding, waardoor deze vooral gebruik maken van anaerobe energieleverende systemen waarbij geen zuurstof wordt gebruikt.

De meeste skeletspieren bevatten ongeveer evenveel type I als type II spiervezels, maar de verhoudingen verschillen van persoon tot persoon. Voor een groot deel is de verhouding namelijk genetisch bepaald. Personen met meer type I spiervezels hebben meer aanleg voor duursporten, zoals het lopen van een marathon. Iemand die geboren is met meer type II spiervezels zal dus meer aanleg hebben voor krachtsporten en voor korte sprints 2.

Warming-up

Nu we weten hoe de spier is opgebouwd, kunnen we begrijpen hoe we de spier optimaal kunnen voorbereiden om een zo goed mogelijke prestatie neer te zetten. Een goede warming-up kan een sportprestatie namelijk beduidend verbeteren 1 (zie hiervoor ook: warming up als prestatiebevorderend middel). Het is belangrijk dat de warming-up specifiek wordt ingezet, wat wil zeggen dat je de spieren op gaat warmen die je tijdens de prestatie zal gaan gebruiken. Spieren zijn rijkelijk voorzien van bloedvaten om zo aanvoer van zuurstof en energie en de afvoer van afvalstoffen efficiënt te laten verlopen 1, 3. Goed getrainde sporters hebben in vergelijking met ongetrainde personen dan ook een grotere hoeveelheid van bloedvaten en vertakkingen hiervan in de spier ontwikkeld 4. De bloedvaten in deze spieren zullen tijdens de warming-up wijder worden waardoor er sneller meer zuurstof en voedingsstoffen naar de spiervezels gebracht kunnen worden 3. Omdat er meer zuurstof beschikbaar wordt gesteld in de spier zal er ook minder snel lactaat worden aangemaakt, waardoor je spieren zouden gaan verzuren. Tegelijkertijd kan het lactaat beter en sneller worden afgevoerd via de verwijde bloedvaten als deze wordt aangemaakt tijdens de prestatie 4.

De warmte die ontstaat in de spier tijdens de warming-up zorgt er ook voor dat stofwisselingsprocessen (zie het hoofdstukje energievoorziening hierboven) sneller verlopen zodat er sneller en meer energie vrijgemaakt kan worden. De geproduceerde warmte doet nog meer goeds voor de spier; de zenuwgeleidingssnelheid stijgt en de zenuwreceptoren zijn gevoeliger, waardoor er sneller gecommuniceerd kan worden met het brein.

Niet alleen in de spier, maar ook daarbuiten wordt het lichaam klaargestoomd voor een betere prestatie. Het hart gaat sneller kloppen zodat het bloed sneller rondgepompt wordt, zodat zuurstof en voedingsstoffen sneller op de juiste plek worden afgeleverd en afvalstoffen sneller worden afgevoerd. Ook zullen je longblaasjes (alveoli) tijdens de warming-up wijder worden waardoor er meer zuurstof kan worden opgenomen in de bloedbaan en koolstofdioxide sneller kan worden afgevoerd. Kortom, een goede warming-up zorgt ervoor dat het hele lichaam optimaal is voorbereid op de sportprestatie die geleverd moet gaan worden 1. Een goede warming-up kan je ook helpen bij de mentale voorbereiding, wat van groot belang kan zijn voor een goede concentratie. Een valkuil kan zijn dat je te intensief of te lang bezig bent met de warming-up, waardoor je je spieren teveel vermoeid hebt, teveel energievoorraden hebt verbruikt of lactaat (verzuring!) hebt geproduceerd 4. Lastig, want hoe zorg je er dan voor dat je de warming-up zo goed mogelijk uitvoert? In het artikel van Paula wordt heel praktisch ingegaan hoe je de warming-up het beste kan aanpakken bij een specifiek te leveren inspanning (bijvoorbeeld bij een snelle explosief sport of bij langdurige beweging met veel uithoudingsvermogen).

Wist je dat:

  • Het skeletspierweefsel het meest voorkomende weefsel in het menselijk lichaam is? 2
  • Het menselijk lichaam ongeveer 250 miljoen spiervezels bevat?
  • Verschillende bindweefsels de spieren netjes georganiseerd op hun plek houden? Deze bindweefsels heten het epimysium, het perimysium en het endomysium (zie afbeelding). Het epimysium houdt de spierbundels netjes bij elkaar. Het perimysium houdt vervolgens de spiervezels bij elkaar en het endomysium zit als een stevige jas om de spiervezels2. De verschillende bindweefsels zorgen ervoor dat de spierstructuren stevig worden verpakt en worden beschermd.
  • De langste spier in het menselijk lichaam de kleermakerspier (musculus sartorius) is? Deze spier bevindt zich aan de voorzijde van het dijbeen en kan tot 60 cm lang worden!

Mogelijk vinden vrienden dit ook interessant!

Bronnen

Verwijzing Bron
1

Fradkin, A.J., T.R. Zazryn, and J.M. Smoliga. Effects of warming-up on physical performance: a systematic review with meta-analysis. J Strength Cond Res, 2010. 24(1): p. 140-8.

2

de Morree, J.J. Dynamiek van het menselijk bindweefsel: functie, beschadiging en herstel. 2008: Bohn Stafleu Van Loghum.

3

Latroche, C., et al. Skeletal Muscle Microvasculature: A Highly Dynamic Lifeline. Physiology (Bethesda), 2015. 30(6): p. 417-27.

4

Allen, D.G., G.D. Lamb, and H. Westerblad. Skeletal muscle fatigue: cellular mechanisms. Physiological reviews, 2008. 88(1): p. 287-332.