Woraus besteht der Skelettmuskel? Wie kontrahiert es?

Die Muskelanatomie kann sehr komplex werden … und das sogar ohne die Physiologie der Muskelkontraktion zu erwähnen! Dieser Artikel zerlegt den Skelettmuskel in seine kleinsten Teile und untersucht die erstaunlichen Prozesse, die all unsere Bewegungen bewirken…

Jeder der 430 Skelettmuskeln des Körpers besteht aus Muskelgewebe, Bindegewebe, Nerven und Blutgefäßen. Eine faserige Faszie namens Epimysium bedeckt jeden Muskel und jede Sehne. Sehnen verbinden den Muskelbauch mit Knochen und sie heften sich an das Knochenperiost – mehr Bindegewebe, das alle Knochen bedeckt. Die Kontraktion des Muskelbauches zieht an der Sehne und wiederum an dem Knochen, an dem sie befestigt ist.

Extremitätenmuskeln (wie der Bizeps brachii im Oberarm) haben zwei Anhaftungen an Knochen. Der proximale oder Ursprung ist der Ansatz, der dem Rumpf am nächsten liegt. Die distale oder Insertion ist die am weitesten vom Rumpf entfernte Befestigung. Rumpfmuskeln (wie der Rectus abdominus im Magen) haben auch zwei Anhänge – superior (näher am Kopf) und inferior (weiter vom Kopf entfernt).

Ein genauerer Blick auf die Muskelanatomie zeigt, dass jeder Muskelbauch aus Muskelzellen oder -fasern besteht. Muskelfasern werden zu Bündeln (von bis zu 150 Fasern) zusammengefasst, die Faszikuli genannt werden. Jeder Fasiculus oder jedes Bündel ist von Bindegewebe umgeben, das Perimysium genannt wird. Fasern innerhalb jedes Bündels werden durch mehr Bindegewebe genannt Endomysium umgeben.

Jede einzelne Faser besteht aus einer Membran (Sarkolemma) und kann weiter in Hunderte oder sogar Tausende von Myofibrillen zerlegt werden. Myofibrillen sind von Sarkoplasmen umgeben und bilden zusammen die kontraktilen Bestandteile eines Muskels. Siehe Diagramm unten:

Sarkoplasma enthält Glykogen, Fettpartikel, Enzyme und die Mitochondrien. Die Myofibrillen, die es umhüllt, bestehen aus zwei Arten von Protien-Filamenten oder Myofilamenten. Sie sind Aktin und Myosin.

Myosin- und Aktinfilamente verlaufen parallel zueinander entlang der Länge der Muskelfaser. Myosin hat winzige kugelförmige Köpfe, die in regelmäßigen Abständen herausragen. Diese werden als Kreuzbrücken bezeichnet und spielen eine zentrale Rolle bei der Muskelaktivität. Weitere Informationen finden Sie im Artikel zur Gleitfilamenttheorie.

Jede Myofibrille ist entlang ihrer Länge in Abschnitte unterteilt. Jeder Abschnitt wird als Sarkomer bezeichnet und wiederholt sich entlang der Länge einer Muskelfaser. Es ist ähnlich wie ein Meterlineal in Zentimeter und Millimeter aufgeteilt wird. So wie der Millimeter die kleinste Funktion eines Lineals ist, ist das Sarkomer der kleinste kontraktile Teil einer Muskelfaser.

Das Sarkomer ist oft in verschiedene Zonen unterteilt, um zu zeigen, wie es sich während der Muskelaktion verhält. Siehe Diagramm unten:

Die Z-Linie trennt jedes Sarkomer. Die H-Zone ist das Zentrum des Sarkomers und die M-Linie ist der Ort, an dem benachbarte Myosin-Filamente aneinander ankern. Auf dem Diagramm oben sind die dunkleren A-Bänder, wo Myosin-Filamente ausrichten und die helleren I-Bänder sind, wo Aktin-Filamente ausrichten. Wenn sich der Muskel zusammenzieht, nehmen sowohl die H-Zone als auch das I-Band ab, wenn die Z-Linien aufeinander zu gezogen werden. Siehe das folgende Diagramm:

Eine Untersuchung der Muskelanatomie wäre nicht vollständig, ohne einen genaueren Blick darauf zu werfen, wie sich Muskeln zusammenziehen …

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