Skelettmuskelkontraktion: Schritt-für-Schritt Erregungs-Kontraktions-Kopplung

Die Skelettmuskelkontraktion wird durch ein motorisches Neuron-Aktionspotential ausgelöst und über Erregungs-Kontraktions-Kopplung (E-K-K) ausgeführt. Die Abfolge:

1. Aktionspotential trifft am motorischen Neuronendknöpfchen ein.
2. Spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle öffnen → Ca²⁺-Instrom.
3. Acetylcholin (ACh) wird durch Vesikelfusion in den synaptischen Spalt freigesetzt.
4. ACh bindet an nikotinische Rezeptoren auf dem Motor-Endplattenbereich → Na⁺-Instrom → Endplattenpotential.
5. Depolarisation breitet sich über T-Tubuli (Invaginationen des Sarcolemmas) aus.
6. DHPR (L-Typ Ca²⁺-Kanal) im T-Tubulus erkennt Spannungsänderung → Konformationsänderung.
7. RyR1 (Ryanodin-Rezeptor) auf dem Sarkoplasmatischen Retikulum (SR) öffnet → massive Ca²⁺-Freisetzung (Ca²⁺-induzierte Ca²⁺-Freisetzung).
8. Ca²⁺ bindet an Troponin C an dünnen (Actin) Filamenten → Tropomyosin verschiebt sich → Myosin-Bindungsstellen freigelegt.
9. Querbrückenzyklus: Myosinköpfe binden an Actin → Kraftschlag (ADP/Pi-Freisetzung) → Filamentgleiten → ATP bindet an Myosin → Ablösung → Neuspannung.
10. Anhaltende Kontraktion: Wiederholte APs erhalten hohen zytosolischen Ca²⁺ aufrecht.
11. Entspannung: AP stoppt → SERCA pumpt Ca²⁺ zurück ins SR → Troponin gibt Ca²⁺ frei → Tropomyosin blockiert Stellen → Querbrücken lösen sich.

Wichtige Punkte

• Jede Motoreinheit (Neuron + seine Fasern) kontrahiert alles-oder-nichts.
• Kraft wird graduiert durch Rekrutierung (Anzahl der Einheiten) und Entladungsfrequenz (Tetanus).
• ATP wird sowohl für Kontraktion (Myosin-ATPase) als auch Entspannung (SERCA) benötigt.