Muskelgewebe

Wird eine Muskelzelle durch einen elektrischen oder chemischen Reiz stimuliert, breitet sich eine elektrische Erregung über dem Sarkolemm aus. Die Übersetzung des elektrischen Reizes in eine mechanische Kontraktion wird elektromechanische Kopplung genannt und basiert auf der Verschiebung der beiden kontraktilen Filamente Aktin und Myosin gegeneinander. Wie diese Filamente auf molekularer Ebene miteinander interagieren, um eine Muskelbewegung auszulösen, wird anhand der sog. Filamentgleittheoriebeschrieben.

• Wird eine Muskelzelle durch einen elektrischen oder chemischen Reiz stimuliert, breitet sich eine elektrische Erregung über dem Sarkolemm aus. • Die Übersetzung des elektrischen Reizes in eine mechanische Kontraktion wird elektromechanische Kopplung genannt und basiert auf der Verschiebung der beiden kontraktilen Filamente Aktin und Myosin gegeneinander. • Wie diese Filamente auf molekularer Ebene miteinander interagieren, um eine Muskelbewegung auszulösen, wird anhand der sog. Filamentgleittheorie beschrieben. • Funktion: Krafterzeugung, indem Myosin und Aktin aneinander vorbeigleiten; hierbei verkürzt sich lediglich das Sarkomer • läuft sowohl in glatter als auch in quergestreifter Muskulatur so ab • Kontraktionsbedingungen: Ausreichend ATP und hohe intrazelluläre Calciumkonzentration • Ablauf: • Ruhestellung: Myosinbindungsstelle am Aktin durch Tropomyosin blockiert. keine Interaktion von Myosin & Aktin. Myosin in niedrig energetischer Bindung, 45 °, ATP hat gebunden • Kontraktionszyklus: • 1. Aufrichten des Myosinkopfes: • Hydrolyse von ATP zu ADP & Phosphat → Aufrichtung des Myosinkopfes, energiereiche 90 ° Stellung, Myosinbindungsstelle weiterhin blockiert • 2. Querbrückenbildung: Aktivierung der Muskelzelle: Intrazellulärer Calciumeinstrom. Bindung von Calcium an Troponin. Tropomyosin wird vom Aktin verdrängt. Myosinkopf bindet nun an Aktinfilament.  3. Kraftschlag des Myosinkopfes: • ADP und P werden vom Myosinkopf abgegeben → Abknickung des Myosinkopfes um 45°, Myosinkopf wandert an Aktin entlang, (sog. Kraftschlag) → Verkürzung der Sarkomere • 4. Lösen der Querbrücken: • Bindung eines neuen ATPs an die leere Bindungsstelle des Myosinkopfes → KonformationsänderungLösen der Querbrücken zwischen Myosin und Aktin durch ATP-Bindung • 5. Wiederholung des Zyklus: • Solange die Calciumkonzentration in der Muskelzelle erhöht bleibt, kann der Querbrückenzyklus erneut ablaufen

Um die Querbrücken zwischen den Muskelfilamenten Myosin und Aktin zu lösen, wird ATP benötigt. Stirbt ein Mensch, so wird in seinen Zellen kein weiteres ATP produziert, weshalb Aktin und Myosin nicht mehr voneinander gelöst werden. Die Muskeln werden steif, was als sog. Totenstarre (Rigor mortis) bezeichnet wird. Die Starre tritt dabei in der Regel zuerst in Muskeln auf, die zuletzt benutzt wurden.