Skeletspieren, ook wel vrijwillige spieren genoemd, zitten vast aan botten en zijn verantwoordelijk voor beweging in het lichaam. Ze werken via een gecoördineerde reeks gebeurtenissen waarbij sprake is van interactie tussen spiervezels en het zenuwstelsel. Hier is een algemeen overzicht van hoe skeletspieren werken:

1. Neurale activering:

- Het proces begint met een signaal van het centrale zenuwstelsel, met name van de motorische cortex in de hersenen.

- De motorcortex stuurt signalen via motorneuronen, gespecialiseerde zenuwcellen, naar de skeletspiervezels.

2. Actiepotentieel :

- Wanneer het motorneuron de spier bereikt, laat het een chemische boodschapper, acetylcholine genaamd, vrij in de neuromusculaire verbinding, de ruimte tussen het zenuwuiteinde en de spiervezel.

- Acetylcholine bindt zich aan receptoren op de spiervezels, waardoor een elektrische impuls wordt gegenereerd die een actiepotentiaal wordt genoemd.

3. Depolarisatie van spiervezels:

- Het actiepotentiaal verspreidt zich langs het oppervlaktemembraan van de spiervezel, waardoor het depolariseert. Dit betekent dat de elektrische lading over het membraan verandert, waardoor een elektrische impuls ontstaat die zich langs de spiervezels voortplant.

4. Excitatie-contractiekoppeling:

- De depolarisatie van de spiervezel veroorzaakt een proces dat bekend staat als excitatie-contractiekoppeling. Dit proces koppelt het elektrische signaal aan de mechanische samentrekking van de spier.

5. Calciumafgifte:

- Tijdens de excitatie-contractiekoppeling veroorzaakt het actiepotentiaal de afgifte van calciumionen uit het sarcoplasmatisch reticulum, een gespecialiseerd compartiment binnen de spiercellen.

6. Calcium-troponine-interactie:

- Calciumionen binden zich aan troponine, een eiwitcomplex op de dunne actinefilamenten in de spiervezels. Deze binding verandert de vorm van troponine en heft het blokkerende effect op de actieve plaatsen op actine op.

7. Myosinekopbinding:

- De blootgestelde actieve plaatsen op actine zorgen er nu voor dat myosinekoppen, projecties van de dikke myosinefilamenten, eraan kunnen binden. Deze interactie vormt kruisbruggen tussen de actine- en myosinefilamenten.

8. Glijdend filamentmechanisme:

- Wanneer myosinekoppen sterk gebonden zijn aan actine, vindt er een proces plaats dat bekend staat als het glijdende filamentmechanisme. Myosinekoppen werken als roeispanen en gebruiken de energie van ATP-hydrolyse (afbraak van adenosinetrifosfaat) om de actinefilamenten naar het midden van de sarcomeer te trekken, de basiseenheid van spiercontractie.

9. Spierverkorting:

- Terwijl de actinefilamenten naar binnen schuiven, trekken ze de Z-schijven (randen van de sarcomeer) dichter naar elkaar toe, waardoor de spiervezel korter wordt. Deze verkorting genereert spanning en leidt tot spiercontractie.

10. Spierontspanning:

- Ontspanning treedt op wanneer het zenuwstelsel geen signalen meer naar de spier stuurt. Calciumionen worden actief teruggepompt in het sarcoplasmatisch reticulum, waardoor de calciumconcentratie in de spiervezels wordt verlaagd. Hierdoor komen de myosinekoppen los van actine en keert de spiervezel terug naar zijn rusttoestand.

Het is belangrijk op te merken dat skeletspieren in gecoördineerde groepen werken om specifieke bewegingen uit te voeren. Het zenuwstelsel reguleert nauwkeurig de timing en intensiteit van spiercontracties om soepele, gecontroleerde bewegingen te genereren.