Histologie (Fach) / Muskelgewebe (Lektion)

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Lichtmikroskopischer und ultrastruktureller Aufbau des Muskelgewebes

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  • Bauelemente des Muskels von groß nach klein Muskel umgeben von Faszie darunter: Epimysium mit Einstrahlen BG Septen Perimysium externum: umgibt Sekundärbündel -> Spezielle Fiederung Muskel Perimysium internum: umgibt Primärbündel -> enthält ca. 250 Muskelfasern Muskelfaser = Skelettmuskelzelle; Durchmesser ca. 30-80 Mikrometer; Länge wenige mm bis 10 cm); umgeben von Basalmembran = Basallamina + retikuläre Fasern des Endomysium; Plasmamembran Muskelzelle = Sarkolemm; 50-10000 Zellkerne => Synzytium
  • LM Bild Längs- und Querschnitt Muskelzellen Längsschnitt dunkle A, helle I, sowie Z-Scheiben Querschnitt polygonal begrenzte Zellen randständiger Zellkern zarte BG-Septen
  • Muskelfaser Muskelfaser = Skelettmuskelzelle Kerne typischerweise randständig (> 10 % zentral = pathologisch) bis zu 10.000 Zellkerne => Synzytium regelmäßige Anordnung von Myofibrillen (Grundlage der Querstreifung, Länge entspricht ca. Muskelfaserlänge), entstehen durch serielle Anordnung von Sarkomeren
  • Sarkomer Sarkomer = regelmäßige Anordnung v. Myofilamenten Sarkomer = Abschnitt zwischen zwei Z-Scheiben (1/2-I A 1/2 I) Z-Scheibe = a-actinin Verbindung zwischen benachbarten Sarkomeren I-Bande: nur Aktin A-Bande: Aktin + Myosin H-Bande: nur Myosin (je nach Kontraktion unterschiedliche Länge) M-Linie: Verbindung Myosinfilamente untereinander
  • Assoziierte Proteine Sarkomer an Z-Scheibe: Verknüpfung zweier Sarkomere: a-Actinin an Z-Scheibe haftend: Titin mit elastischen Federeigenschaften + Mechanosensorfunktion an Akinfilamenten: Troponin/Tropomyosin Komplex mit Tropomyosin als Blockade der Myosin Bindungsstelle bei ruhendem Muskel CapZ+Tropomodulin: Sicherstellung konstante Länge Aktinfilamente Titin (+ in Bereich A-Bande): Zentrierung Myosinfilamente an M-Linie: Myomesin: Zusammehalten der Myosinfilamente C-Protein
  • Ultrastruktur Querschnitt Muskelgewebe Je nach Höhe des Schnittes unterschiedliches Muster I-Bande: "leere" hexagonale dünne Punktmuster (Aktinfilamente) A-Bande: Overlap Aktin + Myosin -> hexagonale Aktinmuster umgeben zentral gelegene dickere Myosinfilamente H-Bande: hexagonal nur dicke Myosin"punkte" M-Linie: Vernetzung der hexagonal angeordneten Myosinfilamente (Myomesin)
  • Aufbau sarkoplasmatisches Retikulum umgeben jede Miofibrille manschettenartig Einteilung in L-System, terminale Zisternen (junktionales SR) zwischen 2 SR-Segmenten: Transversal Tubulus = Einstülpung des Sarkolemms => 2 jSR + 1 T-Tubulus dazwischen = Triade
  • Elektromechanische Kopplung (Sarkoplasmatisches Retikulum) 2 Arten Skelettmuskel: Ryanodin Rezeptor 1 -> konformationsabhängiger Ca2+ release Herzmuskel: Ryanodin Rezeptor 2 -> Ca2+ induzierter Ca2+ release Mechanismus (Bsp. Ryanodin Rezeptor 1): AP -> Depolarisation T-Tubulus Membran -> Freisetzung Ca+ ins Zytosol, Andocken an Ryanodin 1 Rezeptor (in jSR) -> Konformationsänderung und vermehrter Ca2+ release ins Zytosol -> bindet an Troponin -> Tropomyosin macht Bindungsstelle für Myosin frei -> Kontraktion
  • Costamere laterale Integrin und DGC vermittelte Zell-Matrix Kontakte auf Höhe von M, zu beiden Seiten von Z verankern Myofibrillen über Integrine und Dystroglykane mit EZM enthalten u.a.: Aktin, Talin, Vinculin, Dystrophin, Spectrin, Desmin, Plektin Desmingürtel verbindet Myofibrillen auf Höhe von Z untereinander
  • Dystrophin-Glycoprotein-Komplex Vermittler zwischen subsarkolemmalem Aktin-Zytoskelett und EZM Wirkweise/Mechanismus: Zytoskelettale (subsarkolemmale) und Aktinfilamente d. sarkolemmnahen Myofibrille -> Adaptoren (Dystrophin) -> Transmembranprotein (β-Dystroglycan) -> in Verbindung zu α-Dystroglycan -> mit Laminin in Kontakt stehend -> mit Basallamina in Kontakt stehend => Verbindung zu Extrazellularmatrix (BG)
  • Myotendinöse Verbindung ähnelt Fokalkontakten hoher Gehalt an AchE Myopathien mit Defekten myotendinöser Verbindung: Kollagen VI, Integrin α7 Befestigungsmechanismus wie bei lateraler Verankerung Prinzip: Oberfläche Sarkolemm + BL eingefaltet (Ende Muskelfaser) -> KFi ragen hier hinein, enden an BL (Verankerung); Innenseite Sarkolemm: Befestigung der Aktinfilamente
  • Entwicklung Muskelzellen Mesenchymale Muskelprogenitorzellen -> mitotisch aktive Myoblasten -> Fusion -> Anordnung zu Myotuben -> Reifung BL + weitere Myoblastenfusion -> Reifung zu Muskelfasern (mit Wanderung Kerne in Peripherie)
  • Satellitenzellen = ruhende, limitiert teilungsfähige Myoblasten Bedeutende Rolle bei Regeneration und Muskelwachstum Lage zwischen Sarkolemm und BL entsprechen ca. 4% d. Zellkerne einer Muskelfaser molekulare Marker: Pax7 M-Cadherine c-met Bei Defekten ohne Beschädigung BL: vollständige, narbenfreie Regeneration möglich
  • Myostatin extrazelluläres Signalmolekül der TGF-β Familie hemmt Muskelwachstum  bei Myostatin Gen Inaktivierung => unkontrolliertes Muskelwachstum
  • Glanzstreifen Haft- und Kommunikationskontakte zweier Herzmuskelzellen stark anfärbbare Linien, meist treppenförmige Durchziehung einer Kette von Herzmuskelzellen transversale Abschnitte: Macula adhaerens (Desmosomen) + Fascia adhaerens longitudinale Abschnitte: Gap junctions (Connexin 43) + Macula adhaerens => funktionelles Synzytium, elektrische Kopplung Macula adhaerens und Fascia adhaerens häufig in Mischkontakten  Fascia adhaerens -> Aktin/N-Cadherin Kopplung -> Kraftübertragung
  • Membransystem SR in Herzmuskelzelle SR + junktionales SR wesentlich schwächer ausgebildet T-Tubulus viel weitlumiger, BL hier innen fortsetzend T-Tubulus und jSR bilden Dyaden statt Triaden elektromechanische Kopplung erfolgt Ca2+ induziert über den Ryanodin Rezeptor 2
  • Erregungsbildungs- und Leitungssystem Herzmuskulatur Schrittmacherzellen ungeordnetes Myofibrillensystem hoher Glycogengehalt keine Glanzstreifen keine T-Tubuli kleinflächige Cx 40,45 gap junctions Erregungsleitung wenige Myofibrillen hoher Glycogengehalt Glanzstreifen vorhanden  große Cx40,43 gap junctions Leitungsgeschwindigkeit abhängig von Querschnitt der Zelle + Fläche der gap junctions + Zusammensetzung der gap junctions
  • Glatte Muskulatur - Charakteristika wichtige Medikamententargets Länge ca. 5-10 Mikrometer (Schwangerschaft bis zu 800), Durchmesser ca. 3-10 Mikrometer Kern zentralständig individuelle BL KEINE Querstreifung, glatt meist in Bündel und schichtenförmig in H.E. stärker eosinophil als Fibroblasten
  • Schematische Ultrastruktur u. Kontraktionsmechanismus glatte Muskulatur Verdichtungszonen = dense bodies => entsprechen Z-Scheiben (a-Actinin u. Plektin) hier: Verankerung Aktin + Intermediärfilamente (v.a. Desminfilamente) Anheftungsplaques => entsprechen baulich Fokalkontakten
  • Zwei Bauformen glatter Muskelzellen Spontan aktive glatte Muskelzellen Single-Unit-Type Muskulatur größter Teil der Eingeweidemuskulatur (autonome Peristaltik) viele Nexus Modulation durch Neurotransmitter Nicht-spontan aktive glatte Muskelzellen Multi-Unit-Type Muskulatur v.a. Iris, Arteriolen, Samenleiter, Mm. arrectores pilorum wenige Nexus dichte Innervation

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