Grundlagen der Muskulatur

Der Mensch besitzt ungefähr 600 Muskeln. Davon sind ca. 400 Skelettmuskeln (diese sorgen für die Bewegung der Knochen).

Ein Mensch besteht im Durchschnitt aus 40 % Muskelmasse, welche bei einem trainierten Körper zunimmt.
Die Muskulatur besteht zu 80% aus Wasser und zu 20% aus Protein.
Zusätzlich ist die Muskulatur ein wichtiger Bestandteil des funktionierenden menschlichen Organismus und wir von Nervensystem gesteuert.
Außerdem wiegen unsere Muskeln mehr als unsere Knochen.

Aufbau & Funktion

Der Muskel ist aus vielen sogenannten Faserbündeln zusammengesetzt, in denen sich wiederum Muskelfasern befinden. Diese sind wie die Faserbündel mit einer elastischen Bindegewebshaut überzogen. Eine weitere Bindegewebshaut umgibt den ganzen Muskel, damit dieses Gewebe  die verschiedenen Funktionseinheiten des Muskel schützt und verbindet. Eine weitere wichtige Aufgabe von dem Bindegewebe ist, dass es dafür sorgt , dass der Muskel nach einer Dehnung oder Verkürzung wieder in seine Ruhelage gelangt. Die Muskelfasern bestehen aus (Myo-)Fibrillen. 

Muskeln ermöglichen nicht nur die Bewegung unserer Knochen, sondern auch die Bewegung unserer inneren Organe. Es kommt erst im Körper Bewegung zustande, wenn es zum Wechsel zwischen Kontraktion und Erschlaffung der Skelettmuskulatur  kommt.
Die Muskulatur besteht aus bestimmten Zellen, die folgende Eigenschaften aufweisen:
-Zellen können auf Nervenreize reagieren 

Anhand dieser Abbildung lässt sich der Aufbau verständlicher erklären.

Nun zur Funktion der Muskulatur:

-Muskelzellen können sich verkürzen

- Zellen lassen sich auseinander ziehen

-Zellen kehren nach einer Dehnung oder Kontraktion in die Ruhelage zurück

Skelettmuskeln erfüllen drei wichtige Aufgaben durch die Fähigkeit zur Kontraktion :

1. Die aktive Bewegung des Körpers 
2. Aufrechte Körperhaltung 
3. Wärmeproduktion 

Glatte Muskulatur

Funktion

-Anspannung& Form der inneren Organe beeinflussen


Eigenschaften

-spindelförmig& einkernige Zellen
-langestreckte& dünne Muskulatur
-länglicher Zellkern, welcher mittig gelegen ist
-keine Querstreifen
-in Hohlorganen (z.B.: Darm, Atemwege, Geschlechtsorgane, Blutgefäße, Harnwege etc.) 
-kommt dort vor, wo Spannung über längere Zeit aufrecht erhalten werden muss (Muskeltätigkeit im Magen& Darm, Blutdruckregulation, Härchen aufrichten --> Gänsehaut)
-verkürzt sich langsamer, doch stärker als quergestreifte Muskulatur ( 1/3 der ausgangs-länge)
-nicht durch Willen steuerbar
-kann lange Zeit ohne Energieaufwand im kontrahierten Zustand verharren
-kommen häufig in Gruppen vor (dicht gepackt oder in kleinen Bündeln)

werden in 2 Typen differenziert:

Single-Unit-Typ

-treten in Darmwand, Uterus (Gebärmutter) und Harnleiter vor
-schnelle Erregungsausbreitung


Multi-Unit-Typ

-in Haarmuskeln, Augenmuskeln, Atemwegen, Blutgefäßen, Samenleitern
-Zellen werden durch Nervenfasern des vegetativen Nervensystems gesteruert
-diese geben Transmittersubstanzen an glatte Muskeln ab 

Quergestreifte Muskulatur

-bildet gesamtes System der Skelettmuskulatur
-für Motorik des Körpers verantwortlich
-für willkürliche& aktive Bewegungen zuständig (bewusstes anspannen oder entspannen)
-Zellkern befindet sich am Rand der Muskelfaser
-wird vom zentralen Nervensystem gesteuert
-unterliegt meist dem Willen

Rote Muskulatur
-hoher Anteil Myoglobin (Sauerstofflieferant) --> rote Färbung der Muskulatur
-für lang andauernde Belastung ausgelegt --> vermehrt bei Ausdauersportlern zu finden         (z.B.: Marathonläufer)



Weiße Muskulatur
-besitzt weniger Myoglobin --> weiße Färbung
-für schnelle& starke Bewegungen ausgelegt --> bei Personen bei denen es auf Mukelkraft ankommt (z.B.: Kraftsportler) 

Herzmuskel

-Hohlmuskel
-zieht sich pro Minute ca. 70 mal zusammen
-arbeitet unter Kontrolle des autonomen Nervensystems
-große Ähnlichkeit zu Skelettmuskulatur (regelmäßiger Aufbau aus quergestreiften Muskelfasern)
-Eigenschaften von glatter Muskulatur (z.B.: mittelständige Zellkerne)
-Herz muss sich kraftvoll zusammenziehen
-darf nicht ermüden oder pause machen
-arbeitet immer zu 100%
-benötigt viel Sauerstoff
-Herzzellen sterben bei Unterversorgung sofort ab

Grob- und Feinbau

Aktinfilamente:

-globuläres Protein Aktin

-besitzen starke Flexibilität 

-Bündel-förmig oder Netzwerk-förmig

-mit Plasmamembran assoziiert 

-polar gebaut d.h.: haben eine schnell& ein langsam wachsendes Ende --> Richtung der Polymerisierung festgelegt

- Auf- und Abbau durch Hydrolyse von ATP kontrolliert

-verschiedene Formen& Funktionen (hängen von Anzahl der Proteinen ab) 

-unter ATP- Spaltung --> Doppelstang aus filamentärem Aktin 

-Bestandteil des Zytoskeletts

-dienen Stabilisierung& Form der äußeren Zellform

-Zentraler Bestandteil des Kontraktionsapparates der Muskeln 

-äußeres& dünnes Filament

Myosinfilamente

-bestehen aus 300-400 parallel angeorneten Myosinmolekülen

-besitzt am Ende Myosinköpfchen, welches seitlich aus dem Filament rausragt 

-wichtige Rolle bei Muskelkontraktion

-an Umwandlung von chemischer Energie in Kraft& Bewegung beteiligt

-inneres& dickes Filament

Ablauf einer Muskelkontraktion

-Muskelkontraktion= Verkürzung eines Muskels
-Muskel befindet sich zunächst im Ruhezustand
              -Aktin+Myosin noch nicht miteinander verbunden
-im Myosinköpfchen ist Energie in Form von ATP gespeichert
-ATP wird bei Hydrolyse in ADP+P gespalten --> Energie im Myosinköpfchen wird frei --> Myosinkopf energiereich
-Calciumionen verändern räumliche Struktur der Troposinfäden
-Myosinköpfchen lagert sich mithilfe von ADP+P an frei werdende Bindungsstelle der Aktins an
       --> Muskelkontraktion
-Nervenimpuls Auslöser der Kontraktion
-wenn keine Energie zur Kontraktion vorhanden --> Todesstarre (Moleküle können sich nicht    voneinander lösen)
-durch anschließendes "umknicken" des Myosinköpfchens wird Energie verbraucht
-mithilfe der Querbrückenlösung durch ATP-Bindung löst dich Myosinköpfchen von Aktin --> Muskel erschlafft
      & Energie wird wieder in Form von ATP im Myosinkopf gespeichert 


--> Prozess beginnt von vorne