Duizenden kleine mitochondriën zijn te vinden in eukaryote cellen met een hoge energiebehoefte. Mitochondriën bezetten bijvoorbeeld 40 procent van het cytoplasma van een hartspiercel, volgens de Britse Vereniging voor Celbiologie. Door het proces van cellulaire ademhaling (oxidatieve fosforylering), gebruiken mitochondriën zuurstof en metaboliseren ze voedselenergie om gemakkelijk toegankelijke ATP-moleculen te genereren die de cel van energie voorzien. Atleten zijn afhankelijk van overvloedige mitochondriën in hun spiercellen voor topprestaties.
Spiercelstructuur
Spiercellen (myocyten) zijn knusse bundels van microfibrillen met gespecialiseerd endoplasmatisch reticulum (sarcoplasmatisch reticulum). Spiercellen verbinden zich tot lange spiervezels. Spieren van een organisme duwen, trekken en trekken samen als reactie op zenuwcelstimulus van de hersenen of het autonome zenuwstelsel. Mitochondriën zijn verspreid door de spiercel om de cel continu te voorzien van ATP-moleculen.
Een spierceldiagram ziet er heel anders uit dan andere soorten cellen in het menselijk lichaam, omdat de celvorm verband houdt met de celfunctie. Organellen van de spiercel worden ook iets anders genoemd: het plasmamembraan heet
sarcolemma; het cytoplasma is sarcoplasmaen het endoplasmatisch reticulum isum sarcoplasmatisch reticulum. Skeletspiercellen hebben veel kernen langs hun membraan. Het centrum van de cel bevat afwisselende banden van eiwitten (myofibrillen) die samentrekken wanneer zenuwsignalen de cel bereiken.Organellen in spierweefsel
Spierweefsel bestaat uit lange, dunne, cilindrische spiercellen die dicht opeengepakte organellen bevatten. Cellen kunnen zijn meerkernige en delen cytoplasma. Talrijk mitochondriën worden in elke spiercel aangetroffen om metabolische energie te leveren voor spiercontractie. Het endoplasmatisch reticulum helpt mitochondria bij het filteren van moleculen en het handhaven van homeostase.
De rol van mitochondriën in spiercellen
mitochondriën zijn essentiële organellen ingesloten in een dubbel membraan dat hun eigen moederlijk overgeërfd DNA heeft. De buitenste membraanlaag filtert grote moleculen eruit. De binnenste membraanlaag heeft verschillende plooien, genaamd cristae, ingebed met eiwitten die moleculen transporteren die betrokken zijn bij ATP-productie. Eukaryotische cellen kunnen overal in hun cytoplasma één mitochondrion tot duizenden mitochondriën bevatten.
Recente studies suggereren dat mitochondriën functioneren als een energiecentrale door energie te produceren en te distribueren over een elektriciteitsnet, zoals gerapporteerd door de Nationale gezondheidsinstituten. Mitochondriën komen voor in verhouding tot celfunctie en doel. De overvloedige mitochondriën in spiercellen stellen een organisme bijvoorbeeld in staat snel te reageren, wat vooral nuttig kan zijn bij het vluchten voor een roofdier.
Skeletspiercelfunctie
Zoals de naam al aangeeft, bestaat skeletspier uit zeer gespecialiseerde cellen die het skelet en bepaalde andere lichaamsdelen zoals de tong bewegen. Skeletspieren zijn vrijwillig, wat betekent dat de hersenen bewust kunnen aangeven wanneer en hoe de arm moet worden bewogen om bijvoorbeeld een bibliotheekboek op een plank te bereiken. Skeletcellen zijn uniek gestructureerd om snel en krachtig samen te trekken, indien nodig.
De twee soorten skeletspieren zijn slow-twitch en fast-twitch. Slow-twitch spieren zijn roodachtige vezels die aëroob metaboliseren en voortdurend samentrekken om taken als urenlang staan of een marathon lopen gestaag uit te voeren. Mitochondria organellen en zuurstofbindende moleculen (myoglobine) zijn overvloedig aanwezig in de cel.
Snel samentrekkende spieren kan verder worden onderverdeeld volgens de hoeveelheid mitochondriën en myoglobine die aanwezig zijn in spiervezels. Spiervezels met veel mitochondriën en myoglobinegebruik aërobe ademhaling voor energie, terwijl spieren met minder mitochondriën gebruiken glycolyse. Fast-twitch-spieren zorgen voor dramatische uitbarstingen van energie voor activiteiten zoals competitief sprinten.
Functie van gladde spiercellen
Verlengde gladde spieren trekken onwillekeurig samen onder invloed van hormonen, metabolieten en het autonome zenuwstelsel. Gevonden in het spijsverteringskanaal, kanalen, slagaders en lymfevaten, trekken gladde spiercellen samen. Gladde spiercellen hebben één centraal gelegen kern zoals de meeste andere somatische cellen.