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Muskelaufbau - Referat
Aufbau des Muskelgewebes
Grobstruktur
Wie ein dickes Kabel werden im Muskel verschiedenen Strukturen gebündelt und in feste Hüllen verpackt.
Ein Muskel ist in seiner groben Struktur so aufgebaut, dass Festigkeit und Funktionalität optimal unterstützt werden. Wie bei einem Tau setzt sich der Muskel aus einzelnen Strukturen zusammen. Von innen nach außen gesehen ergibt sich folgender Aufbau:
* Die Muskelfaser ist der grundlegende Baustein jedes Skelettmuskels. Sie besteht aus einer Zelle, die mehrere Zellkerne aufweisen kann. Eine einzige Muskelfaser kann bis zu 15 Zentimeter lang und ungefähr 0,1 Millimeter dick sein. Muskelfaser ist umgeben von einer Hülle aus Bindegewebe, dem Ednomysium (endo - innen).
* Mehrere Muskelfasern werden zu Muskelfaserbündeln zusammengeschlossen. Ein Muskelfaserbündel wird umschlossen von Septen aus starkem Bindegewebe, dem Perimysium (Peri - zwischen).
* Der ganze Muskel besteht aus vielen Muskelfaserbündeln. Diese werden umhüllt vom Epimysium (Epi - oben/außen).
* Das Epimysium ist noch einmal eingepackt in die Muskelfaszie, eine sehr feste Muskelhülle, die den Muskel in seiner äußeren Form hält. Diese Faszie haben einige vielleicht schon einmal beim Kochen kennengelernt. Filetfleisch ist manchmal von einer sehr festen weißen Schicht umhüllt. Diese Hülle ist die Muskelfaszie. Versuchen sie einmal, die Faszie mit einem Messer in Querrichtung zu zerschneiden. Das ist gar nicht so einfach. Die Faszie setzt sich am Ende des Muskelbauches als Sehne fort.
Blutgefäße und Nerven versorgen den Muskel.
Jeder Muskel ist mit Nerven und Blutgefäßen versorgt. Die zuführenden Arterien dringen durch das Bindegewebe in den Muskel ein und verzweigen sich dort zu einem feinen Kapillarnetz. Dieses Kapillarnetz befindet sich im Endomysium jeder einzelnen Muskelfaser. Die ausführenden Venen sind analog angelegt. Auch die Nerven teilen sich ähnlich wie die Blutgefäße auf. Ein Nerv und die dazugehörende Muskelfaser werden auch als motorische Einheit bezeichnet.
Feinstruktur
Jede Muskelfaser besteht aus vielen Myofibrillen.
Die Feinstruktur einer jeden Muskelfaser ist sehr komplex. Muskelfasern bestehen aus in Längsrichtung verlaufenden Strukturen, die Myofibrillen genannt werden. Die Myofibrillen sind wie langgestreckte Fäden übereinander zu Bündeln zusammengefasst. Zieht man einen dieser Myofibrillen aus dem "Fadenbündel" der Muskelfaser heraus, so kann man deutlich eine farbliche Struktur entdecken. Die farbigen "Stücke" wechseln sich ab und wiederholen sich auf der gesamten Länge. Jedes dieser "Stücke" wird Sarkomer genannt. Die Sarkomere sind durch einen dünnen Streifen getrennt, der sich Z-Streifen oder Z-Bande nennt.
Aktin und Myosin sind verantwortlich für die Muskelkontraktion.
Jedes Sarkomer ist zwei Myofilamenten zusammengesetzt, dem Aktin-Filament und dem Myosin-Filament. Die Aktinfilamente sind dünne Strukturen, die auf jeder Seite von den Z-Streifen aus in die Mitte ragen. Dabei berühren sie sich aber nicht. In die dünnen Aktinfilamente hinein ragt das Myosinfilament. Das Myosin ist ähnlich gebaut wie ein Bündel Minigolfschläger. Die "Schlägerköpfe" ragen in die dünnen Aktinfilamente hinein. Sie können bei der Muskelkontraktion eine direkte Verbindung mit dem Aktin eingehen und die Köpfe kippen. Die Köpfe gleiten dann an den Aktinfilamenten vorbei und verkürzen so den Muskel.
Muskelfaser
Der Muskel setzt sich zunächst aus einer großen Anzahl von Faserbündeln zusammen, in denen sich die Muskelfasern (Muskelzellen) befinden.Die Muskelfasern bestehen aus einer Vielzahl sogenannter (Myo-)Fibrillen.
Die Fibrillen selbst bestehen aus den relativ dünnen, an den "Z-Linien" miteinander verbundenen Aktinfilamenten und den dazwischen liegenden, etwas dickeren Myosinfilamenten. Diese winzigsten Strukturen, deren Anordnung aus der Abbildung hervorgeht, sind die eigentlichen Akteure bei der Muskelkontraktion.
(Myo)Fibrille
Wie sie miteinander in Wechselwirkung treten, beschreibt die Gleit-Filament-Theorie. Sie fasst die Ergebnisse zahlreicher physiologischer und biochemischer Untersuchungen zu einem Erklärungsmodell zusammen. Auch wenn dieses Modell noch eine Reihe von Fragen offen lassen muss, macht es den Gesamtmechanismus weitgehend durchschaubar:
Myosinköpfchen und Aktinfilament haben eine hohe Affinität, d. h. sie sind bestrebt, spontan Bindung miteinander einzugehen
Unter Einwirkung von Kalzium auf das Troponin wird diese Blockierung aufgehoben, so dass sich das Brückenbildung Myosinköpfchen an das Aktinfilament anheften kann. Bei Zufuhr von Energie kommt es jetzt zu einer Strukturveränderung innerhalb des Myosinmoleküls, was dazu führt, dass das Köpfchen in der Weise, um ca. 45° "umkippt" und dabei den angehefteten Aktinfaden um ein Stückchen verschiebt. Nach dem Umkippen löst sich das Köpfchen sehr rasch vom Aktin, richtet sich wieder auf und kann sofort eine erneute Bindung mit dem Aktin eingehen, wobei die jetzige Bindungsstelle gegenüber der ersten etwas versetzt liegt. Dieser Zyklus : Brückenbildung und Verschiebung heften, Umkippen, Lösen, Aufrichten - zwischen Aktin- und Myosinfilament wird in Sekundenbruchteilen mehrfach durchlaufen. Die Myosinköpfchen arbeiten nicht synchron. Während sich die einen ziehen, richten sich die anderen auf. Die Aktinfilamente werden aufeinander zubewegt, das Sarkomer verkürzt sich. Bei tausenden von Sarkomeren, die in der Muskelfaser hintereinanderliegen, führt dies zu einer deutlichen Verkürzung des gesamten Muskels
Dieses Referat wurde eingesandt vom User: scorpion1188
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