Aufbau des Muskelgewebes (textus muscularis)
Definition, bzw. allgemeine Informationen
Die Muskulatur ist das größte Organ, was der Mensch besitzt. Sie macht 30 bis 40 Prozent des Körpergewichts aus und ist damit sogar um ein Vielfaches schwerer als das Skelettsystem, das nur zwölf Prozent des Gesamtgewichts beträgt. Muskeln sind der Motor jeder menschlichen Bewegung. Sie haben einen starken Einfluss auf Leistungsfähigkeit, Gesundheit und aufs Wohlbefinden. Als Muskulatur bezeichnet man ein Organsystem, welches im Gesamten die Muskeln z.B. eines Menschen umsammelt. Wird der Begriff im Zusammenhang mit anderen Körperteilen benutzt, wie z.B. bei der Rückenmuskulatur, so meint die Aussage auf die Muskelgruppen des jeweiligen Körperabschnitts. Ein einzelner Muskel ist ein kontraktiles Organ, welches durch die Abfolge von Kontraktion und Erschlaffen innere und äußere Strukturen des Organismus bewegen kann. Ein wichtiger Unterschied der Muskulatur ist z.B. beim Menschen über ihre histologischen Struktur erfolgt und den "Mechanismus" der Kontraktion. Demnach unterscheidet man glatte Muskulatur und quergestreifte Muskulatur! Die quergestreifte Muskulatur lässt sich weiter in die Herzmuskulatur und in die Skelettmuskulatur unterteilen. Die Muskelfasern werden als Muskelfasern beim Skelettmuskel so bezeichnet. Das von einem Muskel zugrundliegende Gewebe ist somit das Muskelgewebe.
Muskelkonstraktion ist Nervensache
Der Chef der Muskulatur ist das Nervensystem, ohne seine Befehle arbeitet die Muskulatur nicht. Die Anweisungen zur Muskelkontraktion gelangen über Nervenbahnen vom Gehirn über das Rückenmark zu den einzelnen Muskeln. Die Nervenzellen, die vom Rückenmark zu den Muskeln ziehen, nennt man Motoneurone. Ein Motoneuron steuert eine Vielzahl von einzelnen Muskelfasern eines Muskels an. Im Bizeps sind es etwa 750. Ein Motoneuron mit der Summe der von ihm innervierten Muskelfasern nennt man motorische Einheit. Feuert ein Motoneuron, dann kontrahieren sich alle Muskelfasern dieser motorischen Einheit. Durch eine abwechselnde Aktivierung von unterschiedlichen motorischen Einheiten im Muskel wird verhindert, dass der Muskel ermüdet. Die Kontraktionsstärke kann der Muskel dadurch steigern, dass er zunehmend mehr motorische Einheiten gleichzeitig aktiviert. Damit eine harmonische Gesamtbewegung entsteht, müssen die einzelnen Kontraktionen unzähliger Muskeln zeitlich und räumlich bestmöglich aufeinander abgestimmt sein. Allein beim Gehen sind 70 Prozent unserer Muskeln aktiv und werden in ihrem Zusammenspiel koordiniert eine Meisterleistung unseres neuromuskulären Systems. Die Muskulatur besitzt einen hohen Stellenwert für die allgemeine Leistungsfähigkeit. Ferner schützt sie vor Wirbelsäulen- und Gelenkbeschwerden sowie Stoffwechselerkrankungen. Es ist unerlässlich, sich um das «Vitalitätsorgan» Muskulatur zu kümmern. Und das ist nicht einmal schwer, denn die Skelettmuskulatur stellt das Organ dar, das sich am leichtesten trainieren lässt. Schon nach wenigen Wochen Krafttraining zeigen sich die ersten Erfolge: der Muskel wächst, er wird besser angesteuert und der Stoffwechsel verbessert sich.
Kontraktionsmechanismus
- Kontraktion langsam aber lang anhaltend
- keine motorische Endplatte, Erregung nicht direkt über Nerven
- Zellen haben Membranrezeptoren für Neurotransmitter(Noradrenalin, Acetylcholin, u.a.m.)
- Zellen haben kein T-System: Aufnahme und Freisetzung von Calcium durch Pinocytose
- Unterschied zu quergestreifter Muskulatur: Kontraktion nicht Aktinsondern Myosingesteuert
- Neurotransmitter-Bindung= Membrandepolarisation= Änderung der Calcium Permeabilität
- glatte Muskelzellen haben kein Troponin, dadurch wirkt das Calcium nicht auf Aktin
- Calcium Ionen aktivieren eine Protein-Kinase, die das Myosinphosphoryliert
- nur das phosphorylierteMyosinkann mit Aktininteragieren
Kontraktionsarten
Je nachdem, in welche Bewegung die freigewordene, mechanische Energie umgesetzt wird, lässt sich die Kontraktion unterschiedlich charakterisieren:
isotonisch (gleichgespannt): die Spannung des Muskels, mit der der Körper den Widerstand überwindet, verändert sich nicht.
isometrisch (gleichen Maßes): der Muskel wirkt gegen den Widerstand, ohne ihn zu bewegen, ganz gleich, wie sehr er angespannt ist.
auxotonisch (verschiedengespannt): es verändert sich die Spannung und der Widerstand. Das geschieht in den meisten Fällen der Muskelarbeit.
isokinetisch (gleichschnell): der Widerstand wird mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit überwunden.
konzentrisch: der Muskel überwindet den Widerstand und wird dadurch kürzer.
exzentrisch: ob gewollt oder nicht, der Widerstand ist größer als die Spannung im Muskel, dadurch wird der Muskel gedehnt.
Vergleich der Muskeltypen
Glatte Muskulatur Herzmuskulatur Skelettmuskulatur
Aufbau
motorische Endplatte keine keine ja
Fasern fusiform, kurz (<0,4mm) verzweigt zylinderisch, lang (<15cm)
Mitochondrien wenige viele wenige (je nach Muskeltyp)
Zellkerne/Faser 1 1 viele
Sarkomere keine ja, max. Länge 2,6µm ja, max. Länge 3,65µm
Synzytium nein (Einzellen) nein (aber funktionelles Synztium) ja
sarkoplasm. Retikulum wenig entwickelt mäßig entwickelt stark entwickelt
ATPhase wenig mittel viel
Funktion
Schrittmacher spontan aktiv (langsam) ja (schnell) nein (benötigt Nervenreiz)
Reizantwort abgestuft Alles oder Nichts Alles oder Nichts
retansierbar ja nein ja
Arbeitsbereich Kraft/Längen-Kurve ist variabel im Anstieg der Kraft/Längen-Kurve am Maximum der Kraft/Längen-Kurve
Glattes Muskelgewebe
Sie besteht aus spindelförmigen meist unverzweigten Zellen mit einem länglichen, bei Kontraktion korkenzieherartigen geformten Kern, die wenige Mitochondrien, ein raues endoplasmatisches Retikulum, eine Golgi-Apparat liegen in Kernnähe
keine Querstreifung der kontraktilen Filamente ist erkennbar. Kontraktile Aktin- und Myosinfilamente bilden ein gitterförmiges Netzwerk "dense bodys" dienen zur Verankerung der kontraktilen Filamente (Aktin und Intermediärfilamente) untereinander und zur Plasmamembran, lokalisiert im Sarkoplasma bzw. am Plasmalemm. Innervation erfolgt vegetativ d.h. keine willkürliche Kontrolle, Axone enden häufig unter der Ausbildung von Varikositäten (keine echten Synapsen) im Endomysium. Darüber hinaus erfolgt die elektrische Kopplung der Muskelzellen untereinander über zahlreiche gap junctions. Der Durchmesser beträgt derweil 3-10 µm und eine Länge von ca. 20-200 µm, 500 µm im graviden Uterus glatte Muskelzellen vermögen Kollagen, Proteoglykane und Elastin synthetisieren. Kontraktion wird über Calmodulin reguliert.
Herzmuskelgewebe
Sie besteht aus einzelnen unregelmäßig verzweigten quergestreiften Muskelzellen, die nach Verknüpfung die einzelnen Herzmuskelzellen untereinander bildet sich ein dreidimensionales Netzwerk aus den Zell-Zell-Kontakten der Herzmuskelzellen werden über Desmosomen gebildet. Verbindung der Muskelzellen erfolgt durch Disci intercalares (Glanzstreifen) in den Querverbindungen und Nexus an den longitudinalen Seiten Muskelzellen sind von einem kapillarreichen Endomysium umgeben. Eine Herzmuskelzelle besitzt 2-3 ovale Zellkerne die häufig zentral liegen und von einem fibrillenfreien Hof umgeben sind im Sarkoplasma der Herzmuskelzellen liegen mehr Mitochondrien (ca. 40 % des Zellvolumens) als in Skelettmuskelfasern. Die Herzmuskelzellen haben einen kleineren Durchmesser als Skelettmuskelfasern und sind kürzer (Durchmesser: 15-20 µm, Länge: ca. 100 µm).Die Innervation ist vegetativ und hat eine autonome Regulation.
Skelettmuskel
Ein Skelettmuskel besteht aus mehreren Muskelfaserbündeln; die Muskelfasern selbst aus parallel verlaufenden Myofibrillen. In diesen befinden sich die kleinen funktionellen Einheiten der Kraftentwicklung: die Sarkomere. Die Muskelkontraktion kommt durch ein Ineinandergleiten der A- und I-Bande zustande. Dieser, der Gleitfilamenttheorie (Huxley/Hanson, 1954) zu Grunde liegende Mechanismus basiert auf der Anlagerung der Myosinköpfchen an die Aktinmoleküle (Querbrückenbildung), deren Kippbewegung und dem anschließenden Weitergreifen des Myosinköpfchens an die nächste Bindungsstelle. Durch die Kippbewegung verschieben sich Aktin- und Myosinfilament um ca. 20 Nanometer gegeneinander. Die Anlagerung des Myosinköpfchens an die nächste Bindungsstelle erfolgt unter Energieverbrauch; die Energie wird durch die Aufspaltung von ATP in Adenosindiphosphat und einen Phosphatrest bereitgestellt. Initiiert wird die Kontraktion einer Muskelfaser durch einen elektrischen Impuls aus dem zentralen Nervensystem (Innervation). Vom Rückenmark aus wird das elektrische Signal auf eine festgelegte Gruppe von Muskelfasern übertragen. Diese Muskelfasern, das reizleitende Axon sowie die als Vorderhornzelle bezeichnete Nervenzelle im Rückenmark werden als motorische Einheit bezeichnet. Eine motorische Einheit kann eine Anzahl von 10 bis zu 2.000 Muskelfasern innervieren.
Erkrankungen und Verletzungen der Skelettmuskulatur
-Botulismus
-Myasthenie (Muskelschwäche)
-Myoklonie
-Myopathie
-Muskelatrophie (Muskelschwund)
-Muskeldystrophie
-muskuläre Dysbalance
-Muskelkrampf
-Muskelprellung
-Muskelzerrung
-Muskelfaserriss
-Muskelhartspann (Myosklerose, Muskelhypertonus)
-Muskelhärte (Myogelose)
-Parese
-Paralyse
-Rhabdomyolyse
-Spastik
-Die Kontraktur
-Muskelkater
-Muskelverkalkung
-Muskelbruch (Hernie)
-Myalgie (Muskelschmerz)
Quelle/n:
www.wikipedia.de
www.pflegewiki.de
Kieser-Training (Broschüre)
Arbeitsblätter (Muskulatur) des Unterrichts
