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Bau und Funktion der Muskulatur

Die Skelettmuskeln ermöglichen uns die Bewegung
Dabei können sie erstaunliche Leistungen vollbringen, wie die Rekorde von Langstreckenläufern zeigen
Es gibt etwa 400 Skelettmuskeln
Zusammen machen sie etwa die Hälfte des Körpergewichtes aus
Jeder einzelne Skelettmuskel besteht aus Bündeln von muskelfasern, die wiederum aus Muskelzellen aufgebaut sind
Betrachtet man Skelettmuskulatur im Mikroskop, so kann man bei starker Vergrößerung eine Querstreifung erkennen
Man bezeichnet diese Muskeln deshalb auch als quergestreifte Muskeln
Diese wiederum bestehen aus Muskelfibrillen
Sie bilden die eigentliche kontraktilen Elemente des Muskels
Diese Myofibrillen haben einen Durchmesser von 1-2µm und bestehen ihrerseits aus vielen hintereinander angeordneten kontaktilien Einheiten den Sarcomeren
Ein Sarcomer ist etwa 2,5µm lang
20 000 davon können in einer Myofibrille hintereinander liegen
in jedem Sarcomer findet man zwei Arten von Proteinfilamaneten : dicke Filamente, die Myosinfilalemente, und dünne Filamente, die Actinfilamente

Actin:
ist ein langes Protein, das sich aus globulären Untereinheiten, dem G-Actin, zusammensetzt
ein Actinfilament eines Sarcomers besteht aus zwei umeinander gewundenen Strängen von filementatigem F-Actin

Myosin:
ist ein Protein aus zwei "schweren" und vier "leichten" Aminosäureketten
die schwere Kette besteht aus eine langen -Helix, an deren Ende zwei kugelige Abschnitte sitzen
diese "Köpfchen" bestehen aus dem Ende der schweren Ketten sowie je zwei zusätzlichen leichten Ketten
in den Myosinfilamenten des Sacromers sind einige hundert solcher Myosinmoleküle zusammenefaßt
sie sind dort regelmäßig so angeordnet, dass die Moysinköpfchen immer aus dem Molekülbündel herausragen
zudem ist das Myosinfilament zweiseitig symmetrisch aus den Myosinmolekülen aufgebaut
von der Mitte aus zeigen sie mit den Köpfchen zu den Filamentenden hin

Muskelkontraktion:
wenn sich eine Myofibrille eines Skelettsmuskels um etwa 20% verkürzt, beruht das darauf, dass jedes der 20 000 Sacromere, die sie aufbauen, sich von 2,5µm auf 2µm zusammenzieht
bei dieser Verkürzung der Sacromere gleiten die Myosinfilamente zwischen die Actinfilamente
der abstand der Sacromergrenzen voneinander wird also geringer
dieses Gleitfilament-Modell ist inzwischen durch viele Elektronenmikroskopische und röntgenstrukturanalytische Untersuchungen bestätigt worden
die Energie für die Muskelkontraktion stammt aus ATP, das dabei zu ADP und P hydrolysiert
dabei bleibt der ATP-Spiegel des Muskels trotz des Verbrauchs erstaunlich konstant
während der Muskelarbeit muß also aus dem Reservoir ständig und relativ schnell ATP bereitgestellt werden
dies geschieht aus einem Vorrat von Creatinphosphat, der seinerseits im ruhenden Muskel aus dem ATP der Zellatmung wie eine Batterie aufgefüllt wird
bei der Muskelarbeit entsteht dann aus dem ADP und Creatinphosphat ATP und Creatin

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