Muskelkontraktion erzeugt Kraft über den Schiebefilament-Mechanismus: dünne (Aktin-)Filamente gleiten an dicken (Myosin-)Filamenten innerhalb der Sarkomere vorbei und verkürzen so die Muskelzelle.
Schrittweiser molekularer Prozess
- Ruhezustand: Tropomyosin blockiert die Myosin-Bindungsstellen auf Aktin.
- Aktionspotential: Nervenimpuls löst Ca²⁺-Freisetzung aus dem sarkoplasmatischen Retikulum aus.
- Calciumbindung: Ca²⁺ bindet an Troponin → Tropomyosin verschiebt sich → Myosin-Bindungsstellen werden frei.
- Querbrückenbildung: Myosinköpfe binden an Aktin.
- Kraftschlag: ATP-Hydrolyse → Myosinkopf schwenkt → zieht Aktin zum Zentrum.
- Filamentgleiten: Wiederholte Zyklen verkürzen das Sarkomer.
- Kontraktion: Summierte Zellverkürzung = Muskelkraft.
- Relaxation: Ca²⁺ wird zurücktransportiert → Tropomyosin blockiert die Stellen erneut → Querbrücken lösen sich.
ATP wird sowohl für den Querbrückenzyklus als auch für die Ca²⁺-Rückaufnahme benötigt. Ohne ATP bleiben Muskeln kontrahiert (Totenstarre).
