Allgemeine Anatomie Skelett (Fach) / Muskeln (Lektion)

Beschreibung der Muskeln

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• Aufbau eines Skelettmuskel Aufbau eines SkelettmuskelsEin Skelettmuskel besteht aus einem kontraktilen Muskelbauch, dessen Fasern bzw. Faserbündel von Bindegewebe umhüllt werden. An seinen Enden geht der Muskelbauch jeweils in eine Sehne (Tendo) über, die den Muskeln am Knochen befestigen und seine Kontraktion auf das Skelett übertragen. Die Anheftungsstellen am Knochen werden als Ursprung (Origo) und Ansatz (Insertio) bezeichnet. Der Feinbau der Skelettmuskulatur wird in der Histologie besprochen.
• Muskeltypen Einteilung nach der Muskelform: mehrköpfige Muskeln: Manche Muskeln können mit mehreren Ursprungssehnen entspringen, die sich im Verlauf in einem Muskelbauch bzw. einer Ansatzsehne vereinigen. Nach der Anzahl dieser sog. Muskelköpfe unterscheidet man zweiköpfige (z.B. M. biceps brachii), dreiköpfige (z.B. M. triceps surae) und vierköpfige Muskeln (M. quadriceps femoris).mehrbäuchige Muskeln: Hier liegen mehrere Muskelbäuche hintereinander und werden durch Zwischensehen verbunden (z.B. M. rectus abdominis).platte Muskeln: Diese flächenhaften Muskeln gehen in eine platte Sehne (Aponeurose) über (z.B. M. obliquus abdominis).ringförmige Muskeln (z.B. M. orbicularis, M. sphincter ani externus)spindelförmige Musken (z.B. M. brachioradialis).
• Einteilung nach dem Faserverlauf: Einteilung nach dem Faserverlauf: parallelfaserige Muskeln: Muskelfasern verlaufen parallel (z.B. M. rectus abdominis).gefiederte Muskeln: Muskelfasern bilden mit der Längsrichtung der Sehne einen spitzen Fiederungswinkel. Bei einem einfach gefiederten Muskel (sog. M. unipennatus, z.B. M. semimembranosus) erreichen die Muskelfasern die Sehne von nur einer Seite, bei doppelt gefiederten Muskeln (sog. M. bipennatus, z.B. M. tibialis anterior) dagegen von 2 Seiten.
• Einteilung nach der Gelenkbeteiligung: Einteilung nach der Gelenkbeteiligung: eingelenkige Muskeln: Wirkung auf ein Gelenk (z.B. M. deltoideus mit Wirkung auf das Schultergelenk).mehrgelenkige Muskeln: Wirkung auf mehrere Gelenke (z.B. M. biceps brachii = zweigelenkiger Muskel mit Wirkung auf das Ellenbogengelenk und das Schultergelenk). Darüber hinaus gibt es auch Muskeln, die keine Beziehung zu Gelenken haben (z.B. die mimische Muskulatur).
• Hilfseinrichtungen von Muskeln und Sehnen. Hilfseinrichtungen von Muskeln und SehnenFaszien sind kollagene Bindegewebshüllen, die einzelne Muskeln oder Muskelgruppen umgeben. Sie dienen der Verschieblichkeit der Muskeln untereinander und gegenüber der umgebenden Gewebe. Sehnenscheiden (Vaginae tendines) sind ähnlich aufgebaut wie Gelenkkapseln. Sie bilden Führungskanäle für die langen Sehnen der Hand und des Fußes und verbessern ihre Gleitfähigkeit an Stellen mit besonderer Belastung oder Reibung. Retinacula sind bindegewebige, meist ringförmige Haltebänder der Sehnen. Sie finden sich z.B. auf der Beuge- oder Streckseite (Retinaculum flexorum oder extensorum) von Unterarm und Unterschenkel und verhindert dort eine Dislokation der Sehnen bei Muskelkontraktion. Schleimbeutel (Bursae synoviales) sind mit Synovia gefüllte Hohlräume, die wie Gelenkkapseln aufgebaut sind. Sie dienen als Polster und ermöglichen das Gleiten von Muskeln und Sehnen auf Knochenvorsprüngen. Manche Schleimbeutel stehen mit der Gelenkhöhle in Verbindung (kommunizierende Bursa). Sesambeine (Ossa sesamoidea) sind in Sehnen eingelagerte Knochen. Sie finden sich an Stellen mit hoher Druckbelastung. Manche Sesambeine (z.B. die Patella) wirken auch alsHypomochlion (Drehpunkt eines Hebels) und verbessern die Hebelwirkung der Sehne.
• Pathologische Veränderungen der Skelettmuskulatur - Myopathie = Muskelerkrankungen im engeren Sinne. - Muskelatrophie = Muskelschwund, der meist infolge einer verminderten Beanspruchung entsteht. - Myositis = Muskelentzündung - Ruptur = Einreißen einer Gewebestruktur (z.B. Band, Sehne, Muskels), z.B. Achillessehnenruptur. - Tendovaginitis = Sehnenscheidenentzündung. Pathologische Veränderungen der SkelettmuskulaturMyopathie = Muskelerkrankungen im engeren Sinne.Muskelatrophie = Muskelschwund, der meist infolge einer verminderten Beanspruchung entsteht.Myositis = MuskelentzündungRuptur = Einreißen einer Gewebestruktur (z.B. Band, Sehne, Muskels), z.B. Achillessehnenruptur.Tendovaginitis = Sehnenscheidenentzündung.
• Muskel IMPP compact IMPP compact Muskelatrophie = Muskelschwund, der meist infolge einer verminderten Beanspruchung entsteht. Einen Discus (articularius) gibt es z.B. im Kiefergelenk.
• Gelenken und Arten: GelenkeGelenke (Articulationes) sind Knochenverbindungen, die 2 oder mehrere Knochen miteinander verbinden. Lerntipp!Terminologie „Articulatio“Singular: Articulatio, Abk: Art. (z.B. Art. coxae = Hüftgelenk)Plural: Articulationes, Abk: Artt. (z.B. Artt. coxae = Hüftgelenke)Grundsätzlich unterscheidet man 2 Gelenkarten: unechte Gelenke = Synarthrosenechte Gelenke = Diarthrosen Das sog. Nussgelenk (Enarthrosis) ist eine Sonderform des Kugelgelenks, bei dem die Gelenkpfanne mehr als die Hälfte des Gelenkkopfes umfasst. Dadurch wird die Bewegungen in ihrem Umfang früher eingeschränkt als bei einem „freien“ Kugelgelenk. Ein Beispiel ist das Hüftgelenk. Gelenktype                    Bewegung                                  Beispieleplanes Gelenk  Translation und um die eigene Achse       WirbelbogengelenkScharniergelenk (Ginglymus)um 1 quer liegende Achse                                                                          Ellenbogengelenk, oberes    SprunggelenkRad- oder Zapfengelenk    um 1 längs verlaufende Achse   proximales RadioulnargelenkEigelenk/Ellipsoidgelenk  um 2 Achsen     proximales HandgelenkSattelgelenk                       um 2 Achsen     DaumengrundgelenkKugelgelenk                      um 3 Achsen      Schultergelenk
• Synarthrosen SynarthrosenSynarthrosen sind unechte Gelenke und besitzen im Gegensatz zu den Diarthrosen keinen Gelenkspalt. Stattdessen sind bei Synarthrosen die Gelenkflächen über Bindegewebe, Knorpel oder Knochen direkt miteinander verbunden. Entsprechend unterscheidet man folgende Formen: Syndesmosen (Bandhaften): z.B. Syndesmosis tibiofibularis, Membrana interosseaSynchondrosen (Knorpelhaften): z.B. Symphysis pubica, Rippenknorpel, Bandscheiben, Os coxae vor dem Schluss der WachstumsfugenSynostosen (Knochenhaften): z.B. Os coxae nach der synostotischen Verschmelzung der Wachstumsfugen, Os sacrum nach Verschmelzung der Kreuzbeinwirbel. Hemiarthrosen (Halbgelenke) sind ursprünglich Synchondrosen, bei denen sich im Laufe des Lebens in den Knorpelhaften ein mit Synovia gefüllter Spalt ausbildet (z.B. Unkovertrebralgelenke, Symphysis pubica).
• Diarthrosen DiarthrosenDiarthrosen sind echte Gelenke, bei denen die beteiligten Knochenenden durch einen Gelenkspalt voneinander getrennt sind. Dieser ermöglicht eine Bewegung der Knochen gegeneinander, die je nach Gelenktyp und ausgebildetem Bandapparat unterschiedlich gut ist. Amphiarthrosen (straffe Gelenke) sind Diarthrosen, deren Beweglichkeit aufgrund eines straffen Bandapparats oder einer straffen Gelenkkapsel stark eingeschränkt ist. Hierzu zählen z.B. das Iliosakralgelenk oder die Gelenke der Hand- und Fußwurzel. Aufbau von DiarthrosenWesentliche Bestandteile von Diarthrosen sind: mindestens 2 KnochenendenGelenkknorpelGelenkspalt und GelenkhöhleGelenkschmiere (Synovia)Gelenkkapsel.Bei den Gelenkenden der Knochen unterscheidet man grundsätzlich einen Gelenkkopf (Caput articulare) und eine Gelenkpfanne (Fossa articulare), deren Gelenkflächen von hyalinem Knorpel (Gelenkknorpel) überzogen sind. Zwischen den Gelenkkörpern befindet sich der Gelenkspalt, der weitere intraartikuläre Hilfseinrichtungen (Meniscus, Discus, Gelenklippe) enthalten kann. Der Gelenkspalt und die artikulierenden Knochen werden von einer Gelenkkapsel (Capsula articularis) luftdicht umschlossen. Der Raum innerhalb der Gelenkkapsel bildet die Gelenkhöhle (Cavitas articularis). Die Gelenkkapsel besteht aus 2 Schichten: der äußeren Membrana fibrosa und der inneren Membrana synovialis (Synovialmembran). Die Membrana synovialis bildet die Gelenkschmiere (Synovia), die ein reibungsloses Gleiten der Gelenkflächen ermöglicht. Außerdem ernährt sie den Gelenkknorpel und unterstützt seine stoßdämpfende Wirkung. Bei
• Gelenkerguss Blick in die Klinik! GelenkergussBei einer Entzündung oder nach Verletzungen kann vermehrt Synovialflüssigkeit produziert werden (Gelenkerguss). Ein blutiger Gelenkerguss (Hämarthros) kann bei Kapsel- oder Knochenverletzungen entstehen.
• Hilfseinrichtungen von Gelenken Hilfseinrichtungen von GelenkenZu den Hilfsstrukturen des Gelenks zählen: Disci: Zwischenscheiben aus Faserknorpel und Bindegewebe, die inkongruente Gelenkflächen ausgleichen und dadurch die Druckbelastung der Gelenkknorpel reduzieren. Sie kommen in zahlreichen Gelenken vor, z.B. im proximalen Handgelenk, Sternoklavikular- oder Kiefergelenk.Menisci: Sichel- oder c-förmige Faserknorpelscheiben mit einem keilförmigen Querschnitt, die nur im Kniegelenk ausgebildet sind als Meniscus medialis (Innenmeniskus) und Meniscus lateralis (Außenmeniskus). Sie haben die gleiche Funktion wie Disci.Labra articularia (Gelenklippen): Faserknorpelige Auflagerungen an den knöchernen Rändern der Schulter- und Hüftgelenkpfanne (Labrum glenoidale bzw. Labrum acetabulare). Sie vergrößern die Kontaktfläche von Kopf und Pfanne und sorgen dadurch für mehr Stabilität.Ligamenta (Bänder): Sie bestehen meist aus kollagenem Bindegewebe und können intraartikulär oder extraartikulär vorkommen. Intraartikuläre Bänder finden sich z.B. im Kniegelenk (Kreuzbänder). Extraartikuläre Bänder können als Verstärkungsband in die Gelenkkaspel eingebaut sein oder auch keine Verbindung zur Kapsel haben. Wichtige Aufgaben von Bändern sind die Führung oder Hemmung von Gelenkbewegungen.Gelenktypen und BewegungsmöglichkeitDie Bewegungsmöglichkeit eines Gelenks wird durch die Form der Gelenkkörper bzw. -flächen sowie durch den Muskel- und Bandapparat bestimmt. Grundsätzlich unterscheidet man Bewegungen entlang von Achsen (Translation = Verschiebebewegungen) und Bewegungen um Achsen (Rotation = Drehbewegungen). Die Bewegungsmöglichkeiten entlang oder um die 3 Hauptachsen (Sagittalachse, Transversalachse, Longitudinalachse) gibt die Freiheitsgrade wieder. Somit kann ein Gelenk theoretisch 6 Freiheitsgrade besitzen (3 für Rotation und 3 für Translation). Da Gelenkpartner nicht ganz frei sind, haben sie normalerweise 3 oder weniger Freiheitsgrade. Gelenke können nach Anzahl der Freiheitsgrade unterteilt werden: einachsige Gelenke: Bewegung um 1 Achse möglich (1 Freiheitsgrad) → 2 Hauptbewegungenzweiachsige Gelenke: Bewegung um 2 senkrecht zueinander stehenden Achse möglich, die sich im Zentrum des Gelenks schneiden (2 Freiheitsgrade) → 4 Hauptbewegungendreiachsige Gelenke: Bewegung um alle 3 Hauptachsen möglich (3 Freiheitsgrade) → 6 Hauptbewegungen.Nach der Form der Gelenkkörper unterscheidet man die nachfolgend dargestellten Gelenktypen.
• Pathologische Veränderungen an Gelenken Pathologische Veränderungen an GelenkenArthrose = degenerative (d.h. altersbedingte), nicht-entzündliche Veränderung des Gelenks („Gelenkverschleiß“)Arthritis = Entzündung des GelenksDistorsion = Verstauchung, Zerrung, Verdrehung eines Gelenks (z.B. Spunggelenksdistorsion)Luxation = Ausrenkung bzw. Auskugelung eines Gelenks (z.B. Schultergelenksluxation)Pseudoarthrosen = „Falschgelenk“, das sich infolge einer nicht ausreichenden knöchernen Heilung nach Frakturen bildet. Ursachen sind im Wesentlichen eine mangelnde Durchblutung oder ein mangelnder Kontakt der Knochenfragmente.
• Aufbau eines Röhrenknochens Aufbau eines RöhrenknochensDie Röhrenknochen bestehen aus einem Knochenschaft (Diaphyse) und je zwei verdickten Enden (proximale und distale Epiphyse). An den beiden Enden der Knochen befinden sich Gelenkflächen, die in der Regel mit Knorpel überzogen sind. Zwischen Diaphyse und Epiphyse liegt die Metaphyse, die eine wichtige Rolle bei der Knochenentwicklung spielt. Während der Wachstumsphase befindet sich hier eine knorpelige Zone (Wachstums- oder Epiphysenfuge), die nach Abschluss des Skelettwachstums verknöchert. Apophysen sind größere Knochenvorsprünge, an denen Muskeln, Sehnen und Bänder inserieren. Weitere Anheftungstellen können außerdem ein Knochenfortsatz (Processus), eine aufgeraute Knochenfläche (Tuberositas) sowie kamm- oder linienförmige Knochenerhebungen (Crista, Linea, Labium) sein. Als Condylus (Gelenkknorren) bezeichnet man den Gelenkfortsatz eines Knochens bzw. den die Gelenkfläche tragenden Knochenteil (z.B. Condylus femoris). Epicondylus ist ein Knochenvorsprung am Condylus, der nicht an der Gelenkbildung beteiligt ist und als Muskelansatz dient
• Funktion der Knochen Funktion der KnochenKnochen bilden zusammen mit den Gelenken und Bändern den passiven Bewegungsapparat, der durch den aktiven Bewegungsapparat (Muskeln) bewegt wird. Knochen besitzen in diesem Zusammenhang nicht nur eine Stützfunktion, sondern schützen auch wichtige Organe (z.B. Herz und Lunge durch den knöchernen Thorax, das Gehirn durch die Schädelknochen). Eine weitere wichtige Aufgabe der Knochen ist die Speicherung von Calcium. Die Regulation des Calciumhaushalts wird in der Physiologie besprochen. Im roten Knochenmark findet die Blutbildung (Hämatopoese) statt. Beim Erwachsenen kommt es nur noch in den Epiphysen der Röhrenknochen sowie in kurzen und platten Knochen vor.
• Pathologische Veränderungen an Knochen Pathologische Veränderungen an KnochenFraktur = KnochenbruchOstitis/Osteomyelitis = Entzündung des KnochensOsteoporose = Erkrankung mit Verlust der von Knochenmasse und -struktur, verbunden mit einem erhöhten FrakturrisikoOsteomalazie = Erkrankung mit gestörter Mineralisierung des erwachsenen Skeletts (beim wachsenden Skelett spricht man von Rachitis).
• Physio Die Muskulatur ist ein Gewebe, Die Muskulatur ist ein Gewebe, das für die Entwicklung der mechanischen Kraft verantwortlich ist. Durch sie können wir laufen, durch sie wird unsere Nahrung durch den Verdauungstrakt befördert und durch sie schlägt unser Herz. Diese Funktionen werden durch unterschiedliche Arten von Muskulatur wahrgenommen: der Skelettmuskulatur,der Herzmuskulatur undder glatten Muskulatur.Die Skelettmuskulatur und die Herzmuskulatur gehören zur quergestreiften Muskulatur. Glatte MuskulaturSie besteht aus einzelnen Zellen, die langsamere Bewegungen ausführen als die quergestreiften Muskelzellen. Die glatte Muskulatur kommt im Verdauungstrakt, im Urogenitaltrakt, im Bronchialsystem und an den Gefäßen vor. Sie wird unwillkürlich über das vegetative Nervensystem innerviert. HerzmuskelEr besteht aus einzelnen Zellen, die ein funktionelles Synzytium bilden. Sie werden über das vegetative Nervensystem innerviert, können sich aber auch selbst aktivieren. Die drei Muskelarten unterscheiden sich in der Anordnung der Fasern zueinander und in ihren Kontraktionseigenschaften. Die Kontraktion selbst funktioniert aber in allen drei Typen nach demselben Prinzip. Muskelgewebe im Überblick
• Muskelfasertypen, rote und weiße Muskulatur Die Rückenmuskulatur hat die Aufgabe, uns den ganzen Tag lang in aufrechter Position zu halten. Mit unserer Extremitätenmuskulatur müssen wir sprinten oder Bälle werfen. Um diesen Aufgaben gerecht werden zu können, haben sich verschiedene Muskelfasertypen entwickelt, die sich deutlich unterscheiden. Die Muskelfasertypen können nach Aktivität oxidativer Enzyme z.B. der Lactatdehydrogenase-Aktivität (LDH) in langsam und schnell oxidative oder glykolytische FasernKontraktionseigenschaft der Skelettmuskelfasern in Typ-I-Fasern bzw. Typ-S-Fasern (s = „slow“) und Typ-II-Fasern bzw. Typ-F-Fasern (f = „fast“)und nach Farbe in rote und weiße Muskulatur eingeteilt werden.
• Muskeln Fasertypus FeedbackMuskelfasertypenDie Muskelfasern der verschiedenen Muskeln und auch innerhalb eines Muskels sind nicht gleich. Nach morphologischen und funktionellen Aspekten werden zwei Fasertypen unterschieden: Typ-I-FasernDie schmalen Typ-I-Fasern enthalten viel Sarkoplasma, zahlreiche Mitochondrien und viel Myoglobin. Myoglobin ist ein sauerstoffbindendes Protein im Zytoplasma, das mit dem Hämoglobin verwandt ist. Es ist für die bräunliche Farbe der Skelettmuskulatur verantwortlich. Die Typ-I-Fasern kontrahieren sich langsam – weshalb sie auch Typ-S-Fasern genannt, aber lang anhaltend, kraftvoll und fein abgestimmt. Ihre Hauptenergiequelle ist das ATP aus der oxidativen Phosphorylierung der vielen Mitochondrien. Sie werden auch langsam oxidative Fasern (SO-Fasern) genannt.Typ-II-FasernDie breiteren Typ-II-Fasern enthalten weniger Mitochondrien, weniger Myoglobin, aber mehr Myofibrillen. Sie kontrahieren sich schnell, sind aber leicht ermüdbar (Typ-F-Fasern).
• Typen von Skelettmuskelfasern im M. psoas Typen von Skelettmuskelfasern im M. psoasDie Reaktionsprodukte der Succinatdehydrogenase (SDH), einem Enzym, das nur in den Mitochondrien vorkommt, lagern sich um die Mitochondrien herum ab. Je mehr Mitochondrien in der Muskelfaser sind (Typ-I-Fasern), desto dunkler erscheinen sie im Gefrierschnitt, Typ-II-Fasern dagegen hell. (Histochemische Reaktion auf das Enzym Succinatdehydrogenase, Vergrößerung 130-fach.)
• Muskeln Rote und weiße Fasern Rote und weiße MuskulaturWeiße MuskelfasernWeiße Muskelfasern (Typ-IIb-Fasern) sind auf schnelle Bewegungen spezialisiert, ermüden dafür aber rasch. Sie werden auch als phasische Fasern oder als Fast-fatigue-Fasern (FF-Fasern) bezeichnet. Die rasche Kontraktionsfähigkeit erklärt sich durch eine besonders hohe ATPase-Aktivität der Myosinköpfchen. Durch die schnellere ATP-Spaltung kann auch der Filament-Gleitmechanismus schneller ablaufen. Der dadurch höhere ATP-Bedarf muss natürlich durch eine schnelle ATP-Regeneration gedeckt werden. In weißen Muskelfasern wird ATP hauptsächlich aus der anaeroben Glykolyse gewonnen. Sie sind deshalb besonders reich an entsprechenden Enzymen (z.B. LDH) und besitzen große Glykogenvorräte. Dafür sind sie aber nur mit geringen Mengen des Sauerstoff-Speicherenzyms Myoglobin ausgestattet. Auch Mitochondrien gibt es weniger.Rote MuskelfasernRote Muskelfasern (Typ-I-Fasern) bilden den Großteil der Fasern in Muskeln mit Haltefunktion. Sie kontrahieren langsamer als weiße Fasern, sind dafür aber ausdauernder. Sie werden als tonische Fasern bezeichnet. Ihren Energiebedarf decken sie hauptsächlich aus dem aeroben Stoffwechsel und besitzen nur eine geringe LDH-Aktivität. Entsprechend besitzen sie viele Mitochondrien und Blutkapillaren. Als zusätzlichen Sauerstoffspeicher enthalten sie viel Myoglobin, welches auch für die rote Färbung verantwortlich ist. Schnelle rote FasernDie Typ-IIa-Fasern kontrahieren schnell und ermüden weniger schnell als Typ-IIb-Fasern. Sie gehören zu den Typ-F-Fasern und werden aufgrund ihrer Eigenschaften auch als Fast-resistant-Fasern (FR-Fasern) bezeichnet. Ihre aerobe Kapazität ist hoch, da sie viele Mitochondrien besitzen. Sie erholen sich schnell. Intermediäre FasernSie ordnen sich zwischen den Typ-II- und Typ-I-Fasern ein, was den histologischen Aspekt (Mitochondrien- und ihr Myoglobin-Gehalt) als auch den Funktionellen betrifft (Kontraktion, Ausdauer). Vergleich roter und weißer Muskelfasern.Fasertyp Bewegung Myosin-ATPase  Mitochondrien Myoglobin Glykogen LDHweiß (IIb) schnell     schnell                wenig               wenig        viel            vielrot (I)      langsam    langsam              viel                   viel            wenig      wenig Die Verteilung der Muskelfasertypen ist je nach Muskel unterschiedlich.Lerntipp!Unterschiede zwischen weißen und roten MuskelfasernWer sie kennt, kann damit punkten! Es reicht aber, wenn du dir klar machst, welcher Fasertyp welche Eigenschaften hat. Dann kannst du dir die entsprechende Enzymausstattung auch herleiten.
• IMPP compact Rote Weiße Muskeln fasern IMPP compact Weiße Muskelfasern oder FF-Fasern sind verantwortlich für schnelle Bewegungen und ermüden rasch. Typ-I-Muskelfasern (rote Fasern) sind langsam, haben einen hohen Myoglobingehalt, eine niedrige LDH-Aktivität und ermüden nur langsam.

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