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Histologie Muskelfasern mit Muskelzellen Myozyten

Muskelfasern mit Muskelzellen (Myozyten)

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Anatomie Atlas online, Anatomie des Menschen
Histologie Muskel mit Muskelfasern und Sarkomer

Muskel mit Muskelfasern und Sarkomer. Als Muskeln bezeichnet man die kontraktilen Organe des menschlichen Körpers, die aus Muskelgewebe aufgebaut sind, und deren Aufgabe darin besteht, Teile des Körpers aktiv zu bewegen. Das einem Muskel zugrundeliegende Gewebe ist das Muskelgewebe, welches aus charakteristischen Muskelzellen besteht. Beim Skelettmuskel werden die Muskelzellen als Muskelfasern bezeichnet. Das Muskelgewebe besteht aus verschiedenen Grundgewebearten: die quergestreifte Muskulatur, die Bewegungsmuskulatur, die für die Motorik des Körpers verantwortlich ist (Skelettmuskulatur, Herzmuskulatur); die glatte Muskulatur ohne Querstreifung, die vom vegetativen Nervensystem innerviert und gesteuert wird (Darmmuskulatur, Gefäßmuskulatur). Die Muskulatur besteht aus verschiedenen Eiweißbausteinen, aus Troponin, Actin, Myosin und Tropomyosin. Unter Sarkomer (Sarcomer, S-Linie, S-Streifen, S-Bande) versteht man die kleinste kontraktile Einheit des Muskels. Sarkomere setzen sich aus den Myofilamenten zusammen und befinden sich in den Myofibrillen. Das Sarkomer besteht aus einzelne Strukturproteine zusammengesetzt: Kontraktile Proteine mit Aktin und Myosin, Verankerungsproteine wie Aktinin, C-Protein, Desmin, M-Protein, Myomesin, Nebulin, Telethonin und Titin, sowie die Regulatorproteine Tropomyosin und Troponin. (Grafiken © Frank Geisler)

Physiologie Bewegungsapparat
Kontraktion des Muskels

Durch Muskeltätigkeit erzeugt der Organismus Bewegung und Information. Sie läuft als Aktionspotenzial (AP) vom spinalen Motoneuron über die Muskelendplatte und Membran der Muskelfaser und vom sarkoplastischen Retikulum (SR) in das Faserinnere. Dort verkürzen sich die Myofibrillen oder entwickeln Kraft. Dabei steuert Erregung den Umsatz chemischer Energie aus dem Stoffwechsel in mechanische Arbeit. So verläuft die Muskeltätigkeit in mehreren Stufen:

Die neuromuskuläre Übertragung erfolgt in der Endplatte als Synapse, der Transmitter ist Acetylcholin. Neurotransmitter sind biochemische Botenstoffe, welche die Erregung einer Nervenzelle auf andere Zellen an chemischen Synapsen übertragen (synaptische Transmission). Die Neurotransmitter werden im Zellkörper oder in der Endigung des Axons des sendenden Neurons synthetisiert.
Die große Kontaktfläche der Endplatte setzt über das Endplattenpotenzial (EP) ein Nervenaktionspotenzial (nAP) in eines am Muskel (mAP) um. Dabei wird nicht summiert. Unter Summation versteht man die Verrechnung (Integration) von in der Nervenzelle eintreffenden Nervenimpulsen, die entweder eine erregende (exzitatorische) oder eine hemmende (inhibitorische) Wirkung auf das Entstehen eines Aktionspotentials haben können. Eine Hemmung ist nur durch Pharmaka (Curare) möglich.

Die elektromechanische Ankopplung benutzt das sarkoplastische Retikulum und wandelt das Aktionspotenzial in Freisetzung von Kalzium an der Myofibrille um, welches deren Kontraktion steuert. Die folgende Rücknahme des Kalziums führt zur Erschlaffung des Muskels.




Die elementare Kontraktion der Myofibrille läuft im Sarkomer nach der Filamentgleittheorie ab:
Gleiten der Aktinfäden in die Lücken zwischen den Myosinfäden verkürzt das Sakomer. Dabei nähern sich die Z-Streifen bis um 25 Prozent der Ruhelänge. Sichtbare Verbindungen zwischen den Fäden, die Kreuzbrücken aus den Köpfen der Myosinteile, erzeugen die Bewegung.
Der Bewegungszyklus der Kreuzbrücken verschiebt Aktin (Actin) gegen Myosin: Nach Ca++ Anstrom legt der Myosinkopf an Aktin an. Mittels Energie aus ATP-Spaltung (Adenosintriphosphat ATP ist ein Nukleotid) beugt er sich und zieht Aktin auf sich zu. Mit neuem ATP löst er sich und richtet sich auf. Dabei gleitet Aktin wieder zurück. Eine neue Bindung erfolgt bei erneutem Ca++ Anstrom.

Die Summe aller Sarkomerbewegungen ergibt die Tätigkeit des Muskels. Freie Muskeln verkürzen sich, eingespannte erzeugen Kraft. So entstehen Arbeit oder Informationsmuster aus Bewegungen oder Entspannung zum Halten des Körpers aus Kraft.

(nach oben)
Medical Art Frank Geisler

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03.10.2013 © Frank Geisler