Bewegung auf zellulären Niveau beruht auf
Tubulin: Tubulin Polymere(Mikrotubuli) : sind dynamisch instabil, werden durch Centrosomenkomplexe organisiert Funktionen: Vesikel und Organellen Transport, Cilien und Flagellen, Mitotische Spindel Mikrotubuli bilden eone Röhren Struktur und können an beiden Enden sowohl wachsen als auch schrumpfen. Actin: zumeist in den Randbereichen der Zelle, erhalten die Polarisierung der Zelle indem sie Proteine an ihrem Platz halten. Die Aktinpolymerisierung erlaubt Bewegung auf zellulärem Niveau. Am Minus Ende eines Aktin Polymers werden Monomere abgespalten welche unter Austausch von ADP durch ATP an das plus Ende addiert werden. ATP wird dann hydrolisiert. 50% des ADP Haushalts kann für die Remodellierung der Actinfilamente genutzt werden. Listerien (intrazellulöre Bakterien) nutzen das Aktinoskelett um sich in der Zelle fortzubewegen Intermidiär Filamenten: Zusammen genommen das Cytoskelett. und den Motorproteinen
Kinesine
Dyneien
Kinesine sind Motorproteine welche auf den Mikrotubuli durch ATP Hydrolyse, mit ihrem N-Terminus gebunden, entlang "laufen". von minus zu plus und irreversibel für 8mm Transport werden 1 Million ATP Moleküle benötigt. Dynein sind den Kinesinen ähnlich aufgebaute Strukturen, welche den retrograden Transport ( von plus zu minus) durchführen. Sie transportieren wie Kinesine Vesikel und Organellen Der kopf beider Proteine ist immer am Mikrotubuli gebunden während der Schwanz spezifisch die Arte des Transportmoleküls festlegt Cillien von Flagellen nutzen Mikrotubulli und Motorproteine als direktes Fortbewegungsmittel. Die FOrmel für den ufbau einer Cillie lautet 9 mal 2 plus 2in der mitte. Der Komplex schfft eine Spindel was das chrakteristische Schlahen der Cillien herbeiführt.
Arten von Muskeln
Sklett Muskel: kann bewusst regiuliert werden Herzmuskel Glatte Msukulatur: Bestandteil der Organe
Skelettmuskulatur
Troponin
Aufbau: besteht aus Muskelfasern deren Zellen sehr grosse Ausnahmen annehmen können. Jede Msukelfaser besteht aus tausenden Myofibrillen. diese bestehen widerum aus Myofilamenten. In den Myofibrillen ist die Kleinste funktionelle Einheit das Sarkomer. Das Sarkomer bestetht aus Filamenten welche aus Aktin, Myosin und Titin bestehen. Am Rand gint es aussedem die so genannten Z Scheiben welceh bei Kontraktion mitbewegt werden. In einer Msukelfibrille sind hunderte von Sarkomeren hintereinander geschaltet. Die eigentliche Bewegung geschieht nun indem Myosin neben Polyaktin Ketten liegen. Myosin besteht aus 2 langen, schweren Ketten und hat am N-Terminus 2 Köpfchen welche etwas leichtere und komprimiertere Ketten sind. Diese Köpfchen sind an den Aktinfilamenten gebunden. Bei Muskelkontraktion ändern die Myosin Köpfchen ihre Stellung, sodass sich das gesammte Sarkomer zusammenzieht. Ein Sarkomer besthet aus etwa 100 Troponin: für die Regulation der Muskelkontraktion verantwortlich, Bei Bindung von Calciumionen an das Troponin gibt es die Bindungsstellen für das Myosin am Aktin frei und ermöglicht so die Muskelkontraktion Für den Kontraktionszyklus ist ATP (zur Rückstellung des MYosinkopfes nach der Kontraktion) und Ca zur Bindung ans Aktin nötig die Totenstarre basiert darauf, dass kein ATP mehr vporhanden ist, um die Myosinköppfchen zu lösen
Leitund des Befehls zur Bewegung
Der Komplex von Neutŕonen die an Muskeln binden nennt man neuromotorische Endplatte. Die Synapse besteht hier aus dem Endköpfchen des Axons und des Sacolemmas.(Plasmamembran einer Msukelzelle). Das Sacolemma ist an einigen Stellen eingestülpt um den schnelleren elektrischen Transport zu gewährleisten. Diese Einstülpungen nennt man transversale Tubuli. Nahe den T Tubulis befinden sich die Sarcoplasmatischen Reticulums (Sonderform des ER). In diesen ist Ca gespeicher welches be eintreffen des Aktionpotentials ausgeschüttet wird und durch Aktivierung von Troponin die Muskelkontraktion in Gang setzt. Am sarkoplasmatisch R befinden sich Ryanodinrezeptoren welche sich erst bei eintreffen des Aktionpotentials öffnen. am Sarcolemma befinden sich dagegen Dihzdropzridinrezeptoren welche spannungsgesteuert sind Der Neurotransmitter für die Muskelkontraktion ist immer Acetylcholin Jede Muskelfaser hat nur eine motorische endplatte. Wenne ein Motorneuron aktiviert wird, dann kontrahieren alle Muskelfasern der Einheit
einzelzuckung, Summation, Tetanus
isotonische und isometrische Kontraktion, Exzentrisch
Bei Summation sind es viele kleine Kontraktionen, bei Tetanus eine lang anhaltende Kontraktion isometrisch: keine Längenänderung am Muskel, Zug an einem unbeweglichen Objekt, Haltrmuskeln isotonisch: Muskeln verkürzen sich bei Kraftentwicklung Exzentrisch: Muskeln Produzieren Kraft aber werden länger
Wie merken Muskeln, dass sie überdehnt sind
Abhängigkeit der Kontraktionskraft vom Dehnungsgrat
Muskeln haben je nach Grösse eine verschiedene Anzahl an Muskelspindeln. Dabei handelt es sich um 5-10 Muskelfasern welche von einer Bindegebshülle umgeben sind. Es sind Sinnesorgarne die den Dehnungszustand der Muskeln erfassen. bei Überdehnung lösen sie einen Dehnreflex aus. Die Information über den erhöhten Dehnungszustand wird dabei ins Gehirn geleitet, von wo aus das Signal zur Kontraktion des Muskels ausgesendet wird. Auch monosynaptische Eigenreflexe sind möglich Die Kontraktionskraft ist unter anderem von dem Dehnungsgrad abhängig. Die optimale Kraft kann bei einer Sarkomer Länge von 2,2 Mikrometer entwickelt werden. Ist der Muskel zu viel oder zu wenig gedehnt, dann nimmt die Kraftentwicklung ab.
Glatte Muskulatur
Unterschiede zur Skelettmuskulatur
die glatte Muskulatur befindet sich um Hohlorgarne. Sie besthet aus Spindel förmigen Zellen mit 2-10Mikrometer Durchmesser un einer Lännge von mehreren hundert mikrom. Sie besteht aus 2 Lagen. Ring und längsMuskeln grundsätzliche Wirkungsweise ist die Peristaltik. Dabei werden längs und Ringmuskel abwechselnd kontrahiert. Unterschiede: Es gibt keine motorische endplatte. Trnasmitter werden von den Neuronen welche hier so gennante Variosities haben in weite Synapsen entlassen, weniger sarcomere Reticula, keine Transversale Tubuli dafür sackartige Einstülpungen so genannte Caveolae, keine Sarcomere oder Streifung, dicke und dünne Filamente, Kein Troponin Momplex, gemeinsame Kontraktion durch gap junctions, weniger Myosin und Actin als in Skelettmuskeln, die Intermidiörfilamente sind an dnese bodies bebunden, welche analog zu den Z Platten sind.es handelt sich um eine langsame lang anhaltende Kontraktion die einen geringen Energiebedarf hat. Glatte Muskulatur adaptieren auf Zugreize und können weiterhin kontraktieren. Nötig zum Beispiel bei de3r Grössenanpassung des Darms Glatte Muskelzellen kontrahieren als single unit. Dabei sind die Muskelzellen mit Gap junctions verbunden
Kontraktionsvorgang der glattten Muskulatur auf molekularer Ebene
Quellen ATP
ATP Creatin shuttle
Ca Kozentration wird erhöht- Ca bindet an Calmodulin(CaM)- CacaM aktiviert die myosin Licht Ketten Kinase(MLCK)- MLCK phosphoryliert die leichten Ketten in den Köpfen des Myosin und erhöht die ATPase Aktivität. Köpfe klappen um und es kommt zur Konraktion Entspannungsvorgang: Ca wird aus der Zelle gepumpt oder geht zurück ins SR- caM löst die Bindung zu Ca- die Myosin Phosphatase entfernt phosphat vom Myosin was die ATPase Aktivität herabsetzt. Quellen des ATP: Phosphocreatine, Glycolyse, oxidative Phosphorylierung AtP creatin shuttle: ATP wird hydrolisiert, ADP bindet mit dem vom Creatinmonophospaht bereit gestellten Phosphat.
