Muscle and Joints Flashcards
Kniegelenk (Aufbau/Hinten)
Muskelfaser
Als Muskelfaser (auch Muskelfaserzelle oder Myozyt) bezeichnet man die zelluläre, spindelförmige Grundeinheit eines Skelettmuskels. Die Muskelzellen des Herzmuskels und die glatte Muskulatur sind keine Muskelfasern. .
Muskelfibrille
Muskelfibrille, auch Myofibrille genannt, ist in den Muskelzellen (Muskelfasern) eine Funktionseinheit auf der Ebene eines Zellorganells, die der Zelle eine aktive Verkürzung (Kontraktion) ermöglicht.
Eine Muskelfibrille besteht aus Hunderten hintereinandergeschalteten Baueinheiten mit gleichem inneren Aufbau, den Sarkomeren. Betrachtet man eine Muskelfibrille mit dem Lichtmikroskop, so wird eine typische Querstreifung sichtbar, die durch die regelmäßige Verteilung der Muskelfilamente verursacht wird. Es entsteht ein typisches Bandenmuster.
Die Sarkomere bestehen im Wesentlichen aus parallel angeordneten dicken Proteinfasern, dem Myosin. Zwischen die Myosinfilamente ragen die dünneren Aktinfilamente. Der ganze Komplex wird durch Titin, das größte Protein des menschlichen Körpers, stabilisiert. α-Aktinin bildet in regelmäßigen Abständen feste Anheftungsscheiben, von denen dünne Titin-Fäden ausgehen. Zwischen diesen Fäden liegen die Myosinmoleküle. Ihre Enden überlappen sich mit den Enden der Aktinfäden.
Die Muskelfibrille verkürzt sich durch Filamentgleiten
Bei einer Kontraktion werden aus dem sarkoplasmatischen Retikulum Calcium-Ionen ausgeschüttet, die zwischen die Myosin- und Aktinfilamente diffundieren. Die Calcium-Ionen (Ca2+) lösen Wechselwirkungen zwischen den Myosin- und Aktinfilamenten aus, so dass sich die Aktinfilamente zwischen die Myosinfilamente schieben (Gleitfilament-Mechanismus der Muskelkontraktion). Dadurch verkürzt sich das einzelne Sarkomer und mit diesem alle Muskelfibrillen einer Muskelfaser. Die Muskelfaser zuckt. Die Verkürzung vieler Muskelfasern führt zur kraftvollen Kontraktion des Muskels.
Sarkomer
Das Sarkomer ist die kleinste funktionelle Einheit der Muskelfibrille (Myofibrille) und somit der Muskulatur.
Jedes Sarkomer ist hauptsächlich aus drei mikroskopisch kleinen, kontraktilen Proteinen aufgebaut, die sich zu Filamenten (Proteinfäden) zusammensetzen, welche aus Aktin, Myosin und Titin bestehen.
Die Z-Scheiben (“Zwischen”-Scheiben, auch Z-Streifen oder Z-Linien genannt), welche mit den relativ dünnen und daher helleren Aktinfilamenten verbunden sind, begrenzen das Sarkomer an seinen Enden.
Muskelkontraktion
Bei einer Muskelkontraktion bewegen sich die Aktinfilamente zusammen mit den Z-Scheiben in Richtung der M-Scheibe und den mit ihnen verbundenen Myosinfilamenten. Obwohl bei der Kontraktion die Filamente ihre Eigenlänge mit Ausnahme von Titin nicht verändern, verändert sich die Länge des Sarkomers: Bei einer Kontraktion wird das Sarkomer kürzer, bei einer Dehnung länger.
Glatte Muskulatur
Die glatte Muskulatur ist das kontraktile Gewebe vieler Hohlorgane, Blut- und Lymphgefäße sowie anderer Strukturen bei Tieren und somit auch beim Menschen. Im Gegensatz zur quergestreiften Muskulatur ist sie nicht der willkürlichen Kontrolle unterworfen.
Eine Ausnahme von dieser Systematik bildet der Herzmuskel, der nicht aus glatter Muskulatur besteht, obwohl es sich beim Herzen um ein inneres Hohlorgan handelt.
Muskelkontraktion
Where does ATP bind in the muscle cell?
ATP bind to the Myosinhead.
What happens after the ATP bind to the myosinhead?
ATP hydrolysis to ADP+P which releases energy that allow the myosin to get into the high energy position.
What is the function of tropomyosin?
Tropomyosin blocks the myosin head from crawling up the actin.
What is the function of Ca2+?
Ca2+ binds to troponin and changes its confirmation and moves tropomyosin out of the way.
What does happen if the Ca2+ concetration is high in the muscle cell?
The muscle will contract.
Where is the sarcoplasmic reticulum (DE: sarkoplasmatisches Retikulum)?
It can be found in the muscle cell.
Why does the muscle cell have a high Ca2+ concentration?
The sarcoplasmic reticulum has Ca2+ pumps on its membrane which transport Ca2+ in the sarcoplasmic reticulum. Na+ neurons are released when an action potential is transmitted through the synapse of the motor neuron (DE: Motoneuron) , Na+ bind to the proteins on the muscle cell anc Ca+ is released from the sarcoplasmic reticulum.
