Anatomie & Physiologie
Lernziele
Am Ende dieses Abschnitts werden Sie in der Lage sein:
- Beschreiben Sie die verschiedenen Muskeltypen
- Erläutern Sie Kontraktionsfähigkeit und Dehnbarkeit
Muskel ist einer der vier primären Gewebetypen des Körpers, und der Körper enthält drei Arten von Muskelgewebe: Skelettmuskel, Herzmuskel und glatte Muskeln (). Alle drei Muskelgewebe haben einige Eigenschaften gemeinsam: Sie weisen eine Eigenschaft auf, die als Erregbarkeit bezeichnet wird, da ihre Plasmamembranen ihren elektrischen Zustand ändern können (von polarisiert zu depolarisiert) und eine elektrische Welle, ein so genanntes Aktionspotenzial, über die gesamte Länge der Membran senden können. Während das Nervensystem die Erregbarkeit der Herzmuskulatur und der glatten Muskulatur bis zu einem gewissen Grad beeinflussen kann, ist die Skelettmuskulatur vollständig von den Signalen des Nervensystems abhängig, um richtig zu funktionieren. Andererseits können sowohl der Herzmuskel als auch die glatte Muskulatur auf andere Reize, wie Hormone und lokale Reize, reagieren.
Die Muskeln beginnen alle mit dem eigentlichen Prozess der Kontraktion (Verkürzung), wenn ein Protein namens Aktin von einem Protein namens Myosin gezogen wird. Dies geschieht im quergestreiften Muskel (Skelett- und Herzmuskel), nachdem spezifische Bindungsstellen auf dem Aktin als Reaktion auf die Wechselwirkung zwischen Kalziumionen (Ca++) und Proteinen (Troponin und Tropomyosin), die die Aktinbindungsstellen „abschirmen“, freigelegt wurden. Ca++ ist auch für die Kontraktion der glatten Muskulatur erforderlich, wenngleich seine Rolle eine andere ist: Hier aktiviert Ca++ Enzyme, die ihrerseits die Myosinköpfe aktivieren. Alle Muskeln benötigen Adenosintriphosphat (ATP), um den Kontraktionsprozess fortzusetzen, und sie entspannen sich alle, wenn das Ca++ entfernt wird und die Aktin-Bindungsstellen wieder abgeschirmt werden.
Ein Muskel kann in seine ursprüngliche Länge zurückkehren, wenn er entspannt ist, was auf eine Eigenschaft des Muskelgewebes zurückzuführen ist, die Elastizität genannt wird. Aufgrund der elastischen Fasern kann er in seine ursprüngliche Länge zurückkehren. Muskelgewebe hat auch die Eigenschaft der Dehnbarkeit; es kann sich dehnen oder strecken. Die Kontraktilität ermöglicht es dem Muskelgewebe, an seinen Befestigungspunkten zu ziehen und sich mit Kraft zu verkürzen.
Zu den Unterschieden zwischen den drei Muskeltypen gehört die mikroskopische Organisation ihrer kontraktilen Proteine – Aktin und Myosin. Die Aktin- und Myosinproteine sind sowohl im Skelettmuskel als auch im Herzmuskel sehr regelmäßig im Zytoplasma der einzelnen Muskelzellen (Fasern genannt) angeordnet, wodurch ein Muster oder Streifen entsteht, das als Striationen bezeichnet wird. Die Streifen sind mit einem Lichtmikroskop unter starker Vergrößerung sichtbar (siehe ). Skelettmuskelfasern sind vielkernige Strukturen, aus denen der Skelettmuskel besteht. Herzmuskelfasern haben jeweils ein bis zwei Kerne und sind physisch und elektrisch miteinander verbunden, so dass sich das gesamte Herz als eine Einheit zusammenzieht (Synzytium genannt).
Da Aktin und Myosin in der glatten Muskulatur nicht so regelmäßig angeordnet sind, hat das Zytoplasma einer glatten Muskelfaser (die nur einen einzigen Kern hat) ein einheitliches, nicht gestreiftes Aussehen (daher der Name glatte Muskulatur). Das weniger organisierte Erscheinungsbild der glatten Muskulatur sollte jedoch nicht als weniger effizient interpretiert werden. Die glatte Muskulatur in den Wänden der Arterien ist ein entscheidender Bestandteil, der den Blutdruck reguliert, der notwendig ist, um das Blut durch das Kreislaufsystem zu pumpen, und die glatte Muskulatur in der Haut, den Eingeweideorganen und den inneren Gängen ist für die Bewegung aller Materialien durch den Körper unerlässlich.
Muskel ist das Gewebe in Tieren, das eine aktive Bewegung des Körpers oder von Materialien im Körper ermöglicht. Es gibt drei Arten von Muskelgewebe: Skelettmuskel, Herzmuskel und glatte Muskeln. Der größte Teil des Skelettmuskels sorgt für Bewegung, indem er auf das Skelett einwirkt. Der Herzmuskel befindet sich in der Wand des Herzens und pumpt das Blut durch das Kreislaufsystem.
Glatter Muskel findet sich in der Haut, wo er mit den Haarfollikeln verbunden ist; er findet sich auch in den Wänden innerer Organe, Blutgefäße und innerer Gänge, wo er bei der Bewegung von Materialien hilft.
Review Questions
Muskel, der ein gestreiftes Aussehen hat, wird als ________ bezeichnet.
- elastisch
- nicht gestreift
- erregbar
- gestreift
D
Welches Element ist wichtig für die direkte Auslösung der Kontraktion?
- Natrium (Na+)
- Kalzium (Ca++)
- Kalium (K+)
- Chlorid (Cl-)
B
Welche der folgenden Eigenschaften ist nicht allen drei Muskelgeweben gemeinsam?
- Erregbarkeit
- Bedarf an ATP
- in Ruhe, verwendet abschirmende Proteine, um Aktin-Bindungsstellen abzudecken
- Elastizität
C
Kritische Denkfragen
Warum ist Elastizität eine wichtige Eigenschaft von Muskelgewebe?
Sie ermöglicht es dem Muskel, bei der Entspannung nach der Kontraktion in seine ursprüngliche Länge zurückzukehren.
Glossar
Herzmuskel quergestreifte Muskeln, die im Herzen zu finden sind; sie sind durch Zwischenscheiben miteinander verbunden und werden von Schrittmacherzellen gesteuert, die sich als eine Einheit zusammenziehen, um das Blut durch das Kreislaufsystem zu pumpen. Der Herzmuskel unterliegt einer unwillkürlichen Kontrolle. Kontraktilität Fähigkeit, sich gewaltsam zu verkürzen (zu kontrahieren) Elastizität Fähigkeit, sich zu dehnen und zurückzuspringen Erregbarkeit Fähigkeit, neuronaler Stimulation zu unterliegen Dehnbarkeit Fähigkeit, sich zu verlängern (zu strecken) Skelettmuskel quergestreifter, vielkerniger Muskel, der Signale vom Nervensystem benötigt, um eine Kontraktion auszulösen; die meisten Skelettmuskeln werden als willkürliche Muskeln bezeichnet, die Knochen bewegen und Bewegung erzeugen glatter Muskel nicht quergestreifter, einkerniger Muskel in der Haut, der mit Haarfollikeln verbunden ist; hilft bei der Bewegung von Materialien in den Wänden innerer Organe, Blutgefäße und innerer Gänge