Skelettmuskeln bestehen aus Bündeln langer, zylindrischer, multinukleierter Muskelzellen. Jede Faser enthält viele Myofibrillen – die kontraktile Elemente, bestehend aus Aktin- und Myosinfilamenten.
Hierarchische Organisation
- Muskel (ganzes Organ)
- Faszikel (Bündel von Fasern, eingehüllt in Perimysium)
- Muskelfasern (Zellen, eingehüllt in Endomysium; multinukleiert, 10–100 µm Durchmesser, cm Länge)
- Myofibrillen (1–2 µm Durchmesser, verlaufen über die Faserlänge; ~Tausende pro Faser)
- Sarkomere (funktionelle Einheit, 2–3 µm; Z-Scheibe bis Z-Scheibe)
- Filamente: Dick (Myosin) + dünn (Aktin, Troponin, Tropomyosin)
Kontraktionsmechanismus (Gleitfilament-Theorie)
- Aktionspotential → T-Tubuli → Sarkoplasmatisches Retikulum (SR) gibt Ca²⁺ frei
- Ca²⁺ bindet an Troponin → Tropomyosin verschiebt sich → Myosinbindungsstellen auf Aktin freigelegt
- Myosinköpfe binden an Aktin → Kraftschlag (ADP/Pi-Freisetzung) → Filamente gleiten
- ATP bindet an Myosin → Ablösung → ATP-Hydrolyse → Rückspannen
- Zyklus wiederholt sich, solange Ca²⁺ und ATP vorhanden sind
Wichtige Strukturen
- Sarkoplasmatisches Retikulum: Ca²⁺-Speicher; terminale Zisternae am A-I-Übergang
- T-Tubuli: Invaginationen des Sarcolemma; leiten AP tief in die Faser
- Triade: T-Tubulus flankiert von zwei terminalen Zisternae – Ort der Erregungs-Kontraktions-Kupplung
- Sarcolemma: Fasmembran; erhält ionisches Milieu aufrecht; Rezeptoren für Hormone/Neurotransmitter
- Sehnen: Dichtes Bindegewebe; befestigt Muskel am Knochen; überträgt Kraft
Diese elegante Nanomaschinerie treibt jede willkürliche Bewegung an.
