arrow_drop_up arrow_drop_down
23 januari 2019 

Spiervezels | Verschillende spiervezeltypen en hun functies

In het menselijk lichaam kan er zonder spieren niks bewegen. Een spier bestaat uit spiervezels die kunnen samentrekken en ontspannen.

Spiervezels maken een beweging mogelijk. De structuren die verantwoordelijk zijn voor bewegende kracht, zijn de spiervezels. Hiervan kan men 3 soorten onderscheiden:

  • Gladde spiervezels; Bevind zich voornamelijk in de wanden van organen en bloedvaten. Dit zijn onwillekeurige spiervezels, dat wil zeggen dat ze niet bewust door de persoon zijn aan te sturen. In tegenstelling tot de spiervezels in de skeletspieren.
  • Dwarsgestreepte spiervezels; Bevinden zich in alle skeletspieren.Vormen de spierbuiken van de dwarsgestreepte spieren en zijn door pezen of peesbladen verbonden met de bewegende delen van het lichaam.
  • Hartspiervezels; dwarsgestreepte spiervezels en zijn net als de gladde spiervezels niet bewust door de persoon aan te sturen (onwillekeurige vezels). (Lohman, 2008)

In dit artikel zullen we ons richten op de dwarsgestreepte spiervezels en de mogelijkheid tot adaptatie (aanpassingsvermogen), de verschillende spiervezeltypes, spiervezeltypes in relatie met verschillende sporten en effectieve trainingsprikkels.

Contractiemechanismen van spiervezels

Voordat we ons zullen verdiepen in de verschillende spiervezeltypes en hun rol bij inspanningen. Is het handig om te weten wat er überhaupt gebeurt in een spier tijdens het samentrekken.

Dit is een vrij gecompliceerd verhaal en zonder kennis van de opbouw van een spier lastig te begrijpen.

Hieronder zal sterk vereenvoudigd worden beschreven hoe het contractiemechanisme van de spier werkt zonder te diep in te gaan op fysiologische benamingen.

De dwarsgestreepte spieren bestaan uit spiervezels die in zogenaamde spierbundels geordend liggen.

Spiervezels kunnen samentrekken of ontspannen bij het ontvangen van signalen uit het zenuwstelsel.

Spiercellen zijn opgebouwd uit myofibrillen. Die bestaan uit de contractiele elementen genaamd sarcomeren.

Elk sarcomeer heeft afwisselend dikke en dunne eiwitfilamenten. De spier kan zichzelf langer of korter maken, doordat de dikke (myosine) en dunne (actine) filamenten in en uit elkaar glijden, zonder dat die hun respectievelijke lengte veranderen.

Een spiercontractie berust dus op het verder in elkaar schuiven van deze filamenten.

Dit heeft tot gevolg dat het sarcomeer(contractiele element spier) en dus ook de spiervezel korter wordt.

Doen ze dit allemaal tegelijk dan kan de spier genoeg kracht produceren om het lichaam te bewegen. (van der Berg, 2000) (de Morree 2009).

Meer uitleg over het contractiemechanisme van een spier vind je in deze video:

Aanpassingsvermogen van spiervezels

Een spier heeft de mogelijkheid om zich na verloop van tijd aan te passen aan de gevraagde inspanning.

Dit doet het lichaam, dus ook het spierstelsel, om niet te veel energie te hoeven steken in het spiergebruik. Zo wordt bij immobilisatie (het niet bewegen van bepaalde lichaamsdelen/spieren) al heel snel spiereiwitten afgebroken.

De spieren kunnen door het ontbreken van bewegingen in 2 tot 3 weken wel 20% in fysiologische doorsnede slinken (de Morree, Jongert & van der Poel, 2011).

Dit is goed te zien bij mensen die een aantal weken in het gips hebben gezeten.

Tegelijkertijd stelt het aanpassingsvermogen (adaptatie) de spieren in staat om zich te ontwikkelen. Dit maakt het mogelijk om een spier te trainen.

Wanneer een spier niet meer optimaal is aangepast aan de gevraagde functie, kan die aanpassing door oefenen worden verkregen.

Toename van kracht samen met verbetering van coördinatie leidt tot een verbeterde prestatie, die op elke leeftijd kan worden getraind.

De mate van toename is wel afhankelijk van de leeftijd. Op hoge leeftijd is de absolute winst in spierkracht aanzienlijk minder dan op jongere leeftijd.

Spiervezels vormen zich als reactie op mechanische krachten die tijdens bewegingen worden opgewekt. Tevens bepaalt het zenuwstelsel hoe spiervezels zich specialiseren bij het leveren van kracht.

De spiervezelstructuur wordt, met name in de groei, beïnvloed door hormonen (groeihormonen en geslachtshormonen). Deze aanpassingsmogelijkheden blijven het hele leven bestaan.

Hoewel een gezond persoon al ruim voor het 20levensjaar stopt met de lengtegroei, kan er in de breedte nog veel gebeuren.

Met krachttraining kan de fysiologische doorsnede 2-tot-3voudig toenemen. (de Morree, Jongert & van der Poel, 2011)

Spiervezeltypen

Training kan voor een versterking van de spieren zorgen. Toch zijn niet alle spieren in het lichaam voor alle taken trainbaar.

Bovendien is niet ieder individueel persoon in staat om dezelfde prestatieverbetering te bereiken. Hoe komt dat?

Spieren blijken niet bij iedereen dezelfde samenstelling te hebben. Dat is al vanaf de geboorte het geval. In de topsport is dit goed terug te zien.

Daar blijkt dat bepaalde personen, door genetische bevoorrechte ouders en door hun land van herkomst, beter gekwalificeerd zijn dan anderen.

Zo is te zien dat de 100m sprint voornamelijk wordt gedomineerd door mannen en vrouwen van West-Afrikaanse herkomst. En dat de Kenianen en Ethiopiërs het bij uitstek goed doen als marathonlopers.

Onderzoek naar de spiersamenstelling heeft uitgewezen dat er meerdere typen spiervezels bestaan, die verschillende contractiele(mogelijkheid om samen te trekken) en metabole(stofwisseling) eigenschappen hebben en die in verschillende mate in aerobe(met zuurstof) of anaerobe(zonder zuurstof) taken getraind kunnen worden.

De spieren bestaan uit een specifieke indeling van vezeltypen. Deze gespecialiseerde spiervezeltypen gebruiken bij de contractie de 3 energiesystemen.

Voor meer informatie over energiesystemen kun je dit artikel lezen. in verschillende mate. In de loop van de jaren zijn er een aantal benamingen gebruikt.

De meest recente zal hier worden aangehouden. De vezels worden als volgt onderverdeeld:

  •  Type I; ook bekend in de literatuur als rode spiervezels, tonische vezels, langzame vezels, aerobe vezels, slow oxidative(SO), slow twitch(ST) of fatique resistant(FR)
  •  Type IIa; ook bekend in de literatuur als intermediare vezels, fast oxidative glycolytic (FOG) of fast twitch a (FTA)
  •  Type IIx; ook bekend in de literatuur als witte spiervezels, type IIb, fasische vezels, snelle vezels, anaerobe vezels, fast glycolytic(FG), fast twitch b(FTb) of fast fatiquable(FF) (de Morree, Jongert & van der Poel, 2011)

De verdeling van spiervezeltype I en II is bij ongetrainde personen in diverse spieren variabel. Niet alles is genetisch vastgelegd.

Spiervezels reageren ook op belastingprikkels. Dit maakt spieren trainbaar en betekent ook dat een niet-functionele training een spier verder van het doel af kan brengen in plaats van ernaartoe. Hier later meer over.

Spiervezeltype I

Type I vezels maken voornamelijk gebruik van de verbranding van vetzuren (aerobe systeem) en kunnen langdurig worden gebruikt.

Omdat ze weinig energie gebruiken, zijn ze ook nauwelijks vermoeibaar. De vezels hebben veel mitochondriën (energiecentrale van een cel) en zijn sterk doorbloed.

Ongeveer 10-180 type I vezels worden door 1 motorneuron(zenuwcel die een signaal naar de spieren stuurt om een beweging te produceren) verzorgd. (van den Berg, 2005)

Omdat dit motorneuron een stuk kleiner is, dan bij bijvoorbeeld type II, is de geleidingssnelheid van de zenuw en de contractiesnelheid (samentrekkingssnelheid van de spier) in vergelijking met type II vezels een stuk lager.

Ze bevinden zich vooral in de musculatuur van de houdingsarbeid omdat een houding vaak langdurig moet worden volgehouden. Of bij inspanningen met betrekking tot het uithoudingsvermogen. (Lohman, 2008)

Spiervezeltype II

Type II vezels hebben maar een geringe aerobe capaciteit (aerobe systeem). Zij maken voornamelijk gebruik van het anaerobe systeem voor de energielevering.

Deze vezels produceren veel meer kracht dankzij de aanwezigheid van meer en dikkere myofibrillen. Ongeveer 300-800 vezels worden door 1 motorneuron verzorgd. (van den Berg, 2005).

De motorneuronen van type II zijn veel groter, de geleidingssnelheid van de zenuw en de contractiesnelheid van de vezel liggen hoger.

Zij ontwikkelen hun spanning ongeveer twee keer zo snel als type I vezels en door het hogere vezelaandeel van 1 motorneuron (300-800) ontwikkelen zij een grotere kracht dan type I vezels.

Type II spiervezels worden bij snelle afwisseling van snelheid-start-stop bewegingen (basketbal/tennis) en bij bewegingen die zeer snel of explosief worden doorgevoerd geactiveerd.

Bij de indeling van type II vezels wordt een onderscheid gemaakt tussen type IIx en type IIa.

Type IIx

Type IIx is voornamelijk met het vermogen van de anaerobe energiewinning uitgerust en kan veel kracht leveren zonder de aanwezigheid van zuurstof.

Deze kracht kan echter maar kort worden geleverd, want dan raak de spier al vermoeid. Ze bevatten weinig mitochondriën (energiecentrale cel) en hebben een mindere doorbloeding dan type I.

Deze vezels hebben vooral een anaerobe stofwisseling, waarbij glucose de primaire energiebron is. Doordat ze snel vermoeibaar zijn kunnen ze maar kort worden gebruikt.

Het is aangetoond dat de motorische eenheden die de type IIx vezels innerveren pas vanaf krachtsinzet van ongeveer 90% van de maximale willekeurige contractiekracht geactiveerd worden. (de Morree, Jongert & van der Poel, 2011)

Ze worden voornamelijk gebruikt bij explosieve bewegingen zoals bijvoorbeeld de 100m loop of kogelstoten

Type IIa

Type IIa vezels zijn intermediare vezels. Dit wil zeggen dat ze zowel gebruik maken van de aerobe(met zuurstof) als de anaerobe (zonder zuurstof) energielevering.

Hierdoor raken ze iets minder snel vermoeid dan de type IIx vezels. Ze bezitten een hoge contractiesnelheid.

Toch is deze vezel ook snel vermoeid, ondanks dat het ook gebruik maakt van aerobe energielevering. Deze vezel is bij uitstek geschikt voor korte maar toch hoog intensieve inspanningen zoals bijvoorbeeld de 1500m.

Spiervezeltypen bij verschillende sporten

Voor het dagelijks leven is de vezelsamenstelling niet erg relevant, maar voor topsporters kan het van grote invloed zijn.

Duursporters hebben gemiddeld veel hogere percentages type I vezels dan sprinters. Dit is logisch want beide zijn afhankelijk van een compleet andere inspanning.

Bij extreem getrainde duuratleten (drievoudige triatlonlopen/langlaufers) worden in bepaalde beenspieren zelfs waarde van 95% type I gevonden (de Morree, Jongert & van der Poel, 2011).

Is dit nu het gevolg van erfelijke factoren of van training? Dit is een vraag waar al lang over wordt gediscussieerd. Vermoedelijk zijn bepaalde topsporters genetisch in het voordeel bij het ontwikkelen van hun spieren.

Verdere aanpassing van de spiervezelverdeling verkrijgen ze door training specifiek voor hun sporttype. Men denkt dat dit voor duursporter jaren lange training vereist.

Sprinters hebben een veel groter percentage type II vezels dan de gemiddelde persoon en kunnen daardoor in de korte krachtsexplosie anaeroob een hoog vermogen leveren.

Als zij intensief zouden trainen op uithoudingsvermogen kunnen zij uit de type IIx vezels intermediaire vezels ontwikkelen met meer eigenschappen van type IIa.

Dit zullen ze echter niet willen want voor de sprint zijn ze meer gebaat bij type IIx (explosief).

Voor deze sprinters zou kort en intensief trainen vlak voor een sprintwedstrijd het meeste baat hebben.

Effectieve trainingsprikkels

Kracht van een spier kan door training toenemen. Krachttoename gaat gepaard met een hypertrofie, een vermeerdering van de hoeveelheid sarcoplasma in de spiervezels.

Wanneer een ongetraind persoon een krachttrainingsprogramma start, blijkt dat de spierkracht in de eerste weken 20 tot 40% kan toenemen zonder dat de spierdiameter toeneemt. (de Morree, Jongert & van der Poel, 2011)

De eerste krachtwinst wordt toegeschreven aan neurale aanpassingen. Veel krachttoename komt de eerste weken tot maanden voort uit een betere coördinatie en de sterkere activatie van motorische eenheden, daarna zal pas hypertrofie van de spiervezels optreden.

Wat voor een breedte groei van spieren zal zorgen.

Of er als gevolg van spiertraining ook een toename van het aantal spiervezels kan optreden is nog steeds niet overtuigend aangetoond.

Welke prikkels veranderingen in de spieren teweegbrengen is ook nog niet geheel ontraadseld.

Wat wel bekend is dat type IIx zich kan omvormen in type IIa vezels. De intensieve krachttraining moet dan echter wel langer dan een maand worden volgehouden.

Zodat de vezels de tijd hebben zich om te vormen naar de gevraagde arbeid. Als een op de sprint getrainde schaatser met veel type IIa vezels een lange vakantie zou houden, van enkele weken tot een paar maanden, worden de type IIa vezels weer omgevormd in de snelle anaerobe type IIx vezels.

De type IIx vezels kunnen dus alleen type IIa vezels blijven na omvorming als ze ook zo onderhouden worden. Bij Deense proefpersonen is onderzocht wat er gebeurd als de omgevormde type IIa vezels weer terug veranderen in type IIx.

Uit dit onderzoek blijkt dat ze niet alleen terug veranderen naar type IIx vezels maar dat ze ook door schieten(overshoot) naar het dubbele percentage dan voorheen. (de Morree, Jongert & van der Poel, 2011)

Samenvattend: hoe kan al deze informatie je in de praktijk helpen?

Nu je weet waar de verschillende spiervezeltypen in gespecialiseerd zijn kan dit je duidelijkheid geven bij trainingen.

Duursporters maken voornamelijk gebruik van type I vezels. Deze vezels spannen langzaam samen en gebruiken het minste energie. Daarom zijn ze niet snel te vermoeien.

De meest efficiënte training voor het verbeteren van je conditie voor langere afstanden is dus gebaseerd op het een lange tijd volhouden op een lage intensiteit.

Kies je voor een duurtraining van je spieren dan is het meer geschikt om een laag gewicht te kiezen met veel herhalingen.

Explosieve sporten en krachttrainingen maken meer gebruikt van type II vezels. Deze produceren veel meer kracht en hebben een snellere contractiesnelheid.

Daarentegen zijn ze wel een stuk sneller vermoeid. Vandaar dat bij dit soort trainingen je veel meer kracht en explosiviteit wil gebruiken.

De meest efficiënte training voor krachttraining bestaat uit veel gewicht en weinig herhalingen (60-100% van je maximale gewicht).

Kan je teveel herhalingen maken dan heb je een te laag gewicht gekozen.

Ben je meer geïnteresseerd in het trainen van je (explosieve) snelheid dan zal je meer gebaat zijn bij trainingen met een hoge intensiteit en korte duur.

Als we ook kijken naar de energiesystemen die zorgen voor de energielevering (zie dit artikel) dan begrijp je dat je tussen de series voldoende rust moet nemen om weer maximaal te kunnen trainen.

De informatie dat de type IIx vezel zich om kunnen zetten in de type IIa vezel is interessant voor sprinters die wat meer uithoudingsvermogen willen (1500m) of voor krachttrainingen waarbij je de duur wat wil verlengen.

Type IIa maakt gebruik van zowel energielevering met behulp van zuurstof(aeroob) als zonder behulp van zuurstof(anaeroob). Hierdoor raken ze iets minder snel vermoeid dan type IIx (die alleen gebruik maakt van anaerobe energielevering).

In je trainingen komt het erop neer dat je nog steeds gebruik maakt van een groot gewicht maar dat dit net iets minder is dan bij maximale trainingen, waardoor je in plaats van je maximale gewicht je aantal herhalingen wat kan verhogen.

Voordat deze vezels zich kunnen omvormen, moet de aanpassing in de trainingen wel een langere periode worden volgehouden. Dit geldt voor alle resultaten, bekend is immers: ‘If you don’t use it, you’ll lose it’

Als je dit artikel nuttig voor je was zou ik het heel cool vinden als je hieronder een korte reactie zou willen achterlaten.

Over de schrijver

Oprichter van Dutch Fitness & Combat. Ik ben geen guru, wel gek op trainen.

Reactie plaatsen

Wij gebruiken cookies