Skelettmuskeln sind willkürliche, gestreifte Muskeln, die über Sehnen an Knochen befestigt sind und Fortbewegung, Haltung und Wärmeproduktion ermöglichen. Sie machen etwa 40 % der Körpermasse aus.
Hierarchische Struktur
- Muskel (Organ): Epimysium (dichtes Bindegewebsgewebe)
- Faszikel: Bündel von Fasern, eingehüllt in Perimysium
- Muskelfaser (Zelle): Multinukleiert, 10–100 µm Durchmesser, cm-Länge. Sarcolemma + T-Tubuli.
- Myofibrillen: Kontraktile Organellen (1–2 µm) füllend das Sarkoplasma.
- Sarkomere: Wiederholende Einheiten (Z-Scheibe zu Z-Scheibe) — funktionale kontraktilen Einheit.
- Myofilamente: Dick (Myosin) + dünn (Aktin, Troponin, Tropomyosin).
Sliding-Filament-Mechanismus
- Aktionspotential → T-Tubuli → SR Ca²⁺-Freisetzung → bindet Troponin C → Tropomyosin-Verschiebung → Myosin bindet Aktin → Power Stroke (ADP/Pi-Freisetzung) → ATP bindet → Crossbridge-Lösung → Re-Cocking.
- Sarkomere verkürzt sich; Z-Scheiben konvergieren; Muskelkraft erzeugt.
Motor Units
- Definition: Ein einzelner α-Motoneuron + alle Fasern, die es innerviert.
- Größenprinzip: Kleine Einheiten (slow-twitch, ermüdungsresistent) zuerst rekrutiert; große Einheiten (fast-twitch, ermüdbar) für hohe Kraft.
- Beispiele: Augenmuskeln: ~5 Fasern/Einheit (Präzision). Wadenmuskel: ~2000 Fasern/Einheit (Kraft).
Fasertypen
| Typ | Myosin-ATPase | Metabolismus | Ermüdung | Funktion |
|---|
| Typ I (langsam oxidativ) | Langsam | Oxidativ (mitochondrienreich, Myoglobin) | Resistent | Haltung, Ausdauer |
| Typ IIa (schnell oxidativ-glykolytisch) | Schnell | Gemischt | Mittel | Anhaltende Kraft |
| Typ IIx (schnell glykolytisch) | Am schnellsten | Glykolytisch | Schnell | Burst-Kraft, Sprint |
Wichtige Funktionen jenseits der Bewegung
- Haltung & Gelenkstabilität: Tonische Low-Level-Kontraktionen.
- Thermogenese: Frösteln (unwillkürlich) + Nicht-Frösteln (Muskeltonus).
- Metabolischer Reservoir: Aminosäure-Speicher (Glutamin, Alanin) für Gluconeogenese.
- Endokrin: Myokine (IL-6, Irisin, Myostatin) vermitteln Muskel-Organ-Kommunikation.
