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Muskelkontraktion

Was bei einer Muskelkontraktion genau abläuft, wird hier nochmal stichpunktartig aufgeführt:
Bei Erregung der Muskelfaser werden Calcium-Ionen (Ca²+) aus dem endoplasmatischen Retikulum (ER) der Muskelfaser freigesetzt
Die Ca²+-Ionen gelangen durch Diffusion an das Troponin-Molekül (ein Muskelprotein) und werden von diesem gebunden
Die Troponin-Moleküle verändern daraufhin ihre Form, so drängen sie Tropomyosinfäden aus ihrer Lage, so dass Bindungsstellen auf den Aktinfilamenten freigelegt werden, an welchen dann Myosinköpfe gebunden werden können
Die Myosinköpfe gehen mit den benachbarten Aktinfilamenten eine Bindung ein und klappen dann um. Dadurch ziehen sie das Aktinfilament entweder ca. 10 nm weit am Myosinfilament vorbei oder sie dehnen das elastische Halsstück
Im ersten Fall verkürzt sich der Muskel, die Muskelspannung (Tonus) bleibt dabei gleich (isotonische Kontraktion)
Im zweiten Fall erhöht sich die Spannung. Dies gilt z.B. Für den vergeblichen Versuch einen schweren Koffer anzuheben. Die Längsabmessung des Muskels ändert sich aber nicht (isometrische Kontraktion)
Die Bindung eines Myosinkopfes an Aktin dauert 10-100 ms
Die Bindung löst sich unter Beteiligung von ATP
Der abgeknickte Myosinkopf richtet sich auf und bindet sich erneut an das Aktinfilament
Durch das wiederholte Abknicken und Aufrichten der Myosinköpfe werden die beiden Filamente aneinander vorbei gezogen
Rolle des ATPs bei der Muskelkontraktion
Die Energie für die Ruderbewegung wird vom ATP geliefert
Pro Ruderbewegung wird ein Molekül ATP gespalten
Das ATP wird allerdings nicht direkt für den Ruderschlag eingesetzt, sondern dient zur Lösung der Bindung des Myosinkopfes an das Aktinfilament
Beim Fehlen von ATP bleiben alle Myosinköpfe fest am Aktin haften. Der Muskel wird starr: ATP-Mangel ist die Ursache der Totenstarre
Wenn Ca²+-Ionen und das in der lebenden Faser vorhandene ATP mit dem Aktin-Myosin-Komplex zusammenkommen, verkürzt sich der Muskel. Das Zurückpumpen der Ca²+-Ionen in das ER beendet die Kontraktion.

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