Physiologie Mensch

Muskel, Muskelkontraktion

Als Muskeln werden die kontraktilen Organe des menschlichen Organismus bezeichnet, deren Aufgabe ist, Teile des Körpers zu bewegen. Muskeln bestehen aus Muskelgewebe, einem der vier Grundgewebe. Um einen Muskel zu bewegen, läuft im Körper ein komplexer Prozess ab, Muskelzellen ziehen sich zusammen oder entspannen. Die Bewegung, ausgehend von den  Muskelzellen, setzt sich  in den Muskelfasern und Muskelbündel fort, so dass sich letztendlich der gesamte Muskel bewegt.

Aufbau Muskel Muskeln, Muskelgewebe mit Zellen Muskelzellen
Anatomie Muskel, Muskelaufbau Muskelstruktur Muskelgewebe mit Muskelfasern und Muskelzellen. Muskelfaser sind eine Untereinheit des Muskels nach den Muskelfaserbündeln, es ist keine Einzelzelle, sondern ein Synzytium, eine mehrkernige Zelleinheit.
Sarkomer der Muskeln, Kontraktion Myofilamante der Muskelzellen
Funktion der Sarkome, Sarkomer mit Myofilamente und Myofibrillen. Sarkomer (Sarcomer, S-Linie, S-Streifen, S-Bande) sind die kleinste kontraktile Einheit des Muskels, sie setzen sich aus den Myofilamenten zusammen und befinden sich in den Myofibrillen.

Bei der Muskelkontraktion handelt es sich um aktive Muskelverkürzung (konzentrische Kontraktion). Durch Muskeltätigkeit erzeugt der Organismus Bewegung und Information. Sie läuft als Aktionspotential (AP) vom spinalen Motoneuron über die Muskelendplatte (motorische Endplatte, neuromuskuläre Endplatte, myoneurale Synapse) und Muskelfasermembran und vom sarkoplasmatischen 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.

Physiologie Muskel Muskelendplatte, neuromuskuläre Übertragung in motorische Endplatte
Neuromuskuläre Übertragung in der motorischen Endplatte. Die große Kontaktfläche der Muskelendplatte setzt über über das Endplattenpotential EP ein Nervenaktionspotential nAP in eines am Muskel mAP um. Die neuromuskuläre Endplatte stellt eine chemische Synapse mit dem Transmitter Acetylcholin dar.

Stufen der Muskeltätigkeit

Die Muskeltätigkeit verläuft in mehreren Stufen:
Die neuromuskuläre Übertragung erfolgt in der Endplatte als Synapse; Transmitter ist Acetylcholin. Ihre große Kontaktfläche setzt über das Endplattenpotential (EP) ein Nervenaktionspotential (nAP) in eines am Muskel (mAP) um. Dabei wird nicht nur summiert. Eine Hemmung ist nur durch Pharmaka (Curare) möglich.
Die elektromechanische Ankopplung benutzt das SR und wandelt das AP in Freisetzung von Calcium an der Myofibrille um, welches deren Kontraktion steuert. Die folgende Rücknahme des Calciums führt zur Erschlaffung des Muskels.

Physiologie Muskel Muskelgewebe, Bewegungszyklus Myosin Actin Myosinkopf
Bewegungszyklus der Kreuzbrücke verschiebt Aktin gegen Myosin; Kontraktion der Myofibrille im Sarkomer durch Gleiten der Aktinfäden in die Lücken zwischen den Myosinfäden, das Sarkomer wird verkürzt.

Die elementare Kontraktion der Myofibrille läuft im Sakomer nach der Filamentgleittheorie ab: Gleiten der Actinfäden in die Lücken zwischen den Myosinfäden verkürzt das Sarkomer. Dabei nähern sich die Z-Streifen bis um 25% der Ruhelänge. Sichtbare Verbindungen zwischen Fäden, die Kreuzbrücke aus den Köpfen der Myosinteile, erzeugen die Bewegung.
Der Bewegungszyklus der Kreuzbrücken verschiebt Actin gegen Myosin: Nach Ca++-Anstrom legt der Myosinkopf an Actin an. Mittels Energie aus ATP-Spaltung beugt er sich und zieht Actin auf sich zu. Mit neuem ATP löst er sich und richtet sich auf, dabei gleitet Actin wieder zurück. 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 Spannung zum Halten des Körpers aus Kraft.

Als Muskeln bezeichnet man die kontraktilen Organe des menschlichen Körpers, deren Aufgabe darin besteht, Teile des Körpers aktiv zu bewegen. Sie sind aus Muskelgewebe aufgebaut, einem der vier Grundgewebe des menschlichen Körpers. Die menschlichen Grundgeweben sind Muskelgewebe, Epithelgewebe, Bindegewebe und Nervengewebe.
Als Muskelfaser (Myocytus striatus) bezeichnet man eine Untereinheit des Muskels, welche nach den Muskelfaserbündeln folgt.
Als Muskelzelle (Myozyt) bezeichnet man die Gruppe von Zellen, aus denen die Muskulatur des Körpers aufgebaut ist. Man unterscheidet glatte Muskelzelle (Myocytus nonstriatus), quergestreifte Skelettmuskelzelle (Myocytus striatus) und Herzmuskelzelle (Myocytus cardiacus, Kardiomyozyt).

Physiologie Muskel Muskulatur Muskelbewegung Bizeps Trizeps am Arm
Muskelkontraktion, aktives Anspannen, Verkürzung bzw. Zusammenziehen von Muskelgewebe; Muskelbewegung von Bizeps und Trizeps.
Muskel Muskelendplatte, motorische Endplatte Synapse
Motorische Endplatte (Muskelendplatte, neuromuskuläre Endplatte, Terminatio neuromuscularis), eine spezialisierte chemische Synapse die die Erregung von der Nervenfaser auf die Muskelfaser überträgt.

Bilder: © MediDesign Frank Geisler

Die Bilder können direkt über das Bildarchiv www.medical-pictures.de erworben werden.

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