Skelettmuskel
Man unterscheidet zwischen drei verschiedenen Muskelarten: glatt, quergestreift, Herzmuskulatur
In der unten angefügten Tabelle werden die drei Muskelarten miteinander verglichen:
Merkmale | Glatte Muskulatur | Quer gestreifte Muskulatur = Skelettmuskulatur | Herzmuskulatur |
Länge | 20–200 µm, bis 800 µm | wenige mm bis 10 cm | 50–100 µm |
Durchmesser | 4–10 µm | 50–100 µm | 10–20 µm |
Eingeweide, Muskulatur der Gefäße, Myoepithelien, exokrine Drüsen, innere Augenmuskeln, glatte Haarbalgmuskeln | Bewegungsapparat (=Skelettmuskulatur), mimische Muskulatur, bestimmte Abschnitte des Verdauungskanals | Herzmuskulatur, Kardiomyozyten | |
Besonderheit | ausdauernd, geringe Kraft, nicht trainierbar | ermüdbar, große Kraft, trainierbar | ausdauernd, große Kraft, innerhalb bestimmter Grenzen trainierbar |
Vorgänge | Vermittlung langsamer ausdauernder Bewegungen (Peristaltik), kann große Kräfte entwickeln | Bewegungsvorgänge, Mimik, Gestik, Schlucken | Herzschlag, pumpt durch Kontraktion Blut durch den Körper, dadurch Versorgung des Körpers mit Sauerstoff |
Art der Innervation | unwillkürliche, autonome, vegetative Innervation | willkürliche Innervation durch motorische Nervenfasern der Spinalnerven | unwillkürlich |
Anordnung der Myofilamente | schräg oder längs ausgerichtete Bündel | längs ausgerichtete, quer gestreifte Myofibrillen | längs ausgerichtete, quer gestreiften Myofibrille |
Mitochondrien | wenige, an den Kernpolen | viele in der Peripherie | zahlreich, an den Kernpolen |
Zellorganellen | verteilt an beiden Kernpolen | verteilt Myoglobin: O2-bindendes Protein im Zytoplasma | verteilt |
Die Skelettmuskulatur zählt also zu den quergestreiften Muskeln und besteht aus miteinander verbundenen Muskelfasern. Jede Muskelfaser ist von Bindegewebe umgeben und bildet mit anderen Muskelfasern sog. Faserbündel. Das Endomysium umgibt jede einzelne Muskelfaser. Viele Muskelfasern werden vom Perimysium zusammengefasst und das Epimysium geht in die Muskelfaszie über. Diese bindegewebigen Hüllen bestehen aus kollagenen Fasern und speziellen Bindegewebszellen.
Die Muskelfaser
Die Muskelfaser entstand embryonal aus einer Verschmelzung von einzelnen Muskelzellen, dies bezeichnet man auch als vielkerniges Synzytium. Die Muskelfaser enthält mehrere Myofibrillen. Die Myofibrille ist die eigentliche kontraktile Einheit. Sie besteht aus einer hoch geordneten fadenartigen Struktur aus hintereinander liegenden Sarkomeren, die das typische quer gestreifte Aussehen der Skelettmuskelfasern verursachen. Das Sarkomer ist die kleinste funktionelle Einheit der Muskelfaser, eine feste Anordnung von Myosin und Aktin zu einer funktionellen Gruppe. Das Sarkomer erzeugt auf kleinster Ebene die Kontraktion, eine Umwandlung von chemischer in mechanische Energie.
Merke
Muskelfaser: Verschmelzung vieler einzelner Muskelzellen
Das Sarkomer – Die kleine Einheit des Muskels
Unter dem Elektronenmikroskop lassen sich verschiedene Zonen des Sarkomers erkennen. Grundsätzlich ist es symmetrisch aufgebaut. Die dünneren Aktinfilamente sind fest an quer liegende sog. Z-Scheiben verankert. Zwischen ihnen liegen die dickeren Myosinfilamente.
- Z-Scheibe = Proteinstrukturen, Begrenzung des Sarkomers zu beiden Seiten, Verankerung der Aktinfilamente und Myosinfilamente durch Titinfilament
- A-Bande = Mitte des Sarkomers, Bereich der Myosinfilamente
- H-Zone und I-Bande = erscheinen hell, sind Bereiche, wo Aktinfilamente und Myosinfilamente im entspannten Zustand des Muskels nicht überlappen
- M-Linie = dunkle Streifen innerhalb der H-Zone, Proteine, die die Anordnung der Myosinfilamente erhalten
Zusätzlich findet man bestimmte Proteine, die der Wechselwirkung der beiden Filamente dienen und das Gleiten und Verankern koordinieren. Das Tropomyosin liegt in beiden helikalen Rinnen des Aktinfilaments und das Troponin sitzt diesem als globuläres Protein in bestimmten Abständen auf. Beide spielen eine wesentliche Rolle bei der Kraftentwicklung. Calcium fungiert intrazellulär als Vermittler (elektromechanische Kopplung).
Merke
Sarkomer: kleinste Einheit der Muskelkontraktion
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