Muskelgewebe Flashcards
Wie werden Aktinfilamente stablisiert?
Nebulin und Tropomyosin verhindern die Depolarisation
Welche Proteine blockieren die Myosinbindungsstellen am Aktin?
Tropomyosin
In glatter Muskulatur auch noch Caldesmon, Calponin
Welche Proteine interagieren mit den Aktinfilamenten der Muskulatur?
Troponin in quergestreifter Muskulatur
Calmodulin in glatter Muskulatur
Was ist die Aufgabe der Myosinfilamente?
Gleiten unter ATP-Verbrauch an Aktinfilamenten entlang —> Kontraktion
Was befindet sich an den Myosinköpfen?
Bindestelle für Aktin
ATPase Aktivität
Wie sind Sarkomere aufgebaut?
Z-Streifen: trennen Sarkomere voneinander, dienen Aktinfilamenten als Verankerung
I-Bande: Aktinfilamente
A-Bande:
- außen Aktin und Myosin
- zentral: H-Zone my Myosinfilamenten (ohne Köpfe)
- M-Streifen mittig, Verankerung der Myosinfilamente
Wie sind die Sarkomere verankert?
- Quervernetzung der Z-Scheiben, Intermediärfilamente
- Verbindung von Aktin mit Sarkolemm und EZM über Dystrophin-Glykoprotein-Komplex
- Verankerung im Endomysium mittels Kollagenfibrillen
Was ist die Funktion von Titin?
Elastisch, schützt vor Überdehnung, bringt Sarkomer nach dehnung in den Ausgangszustand zurück
Wie läuft der Kontraktionszyklus ab?
- Ruhestellung: keine Interaktion zw. Aktin und Myosin, da Bindungsstellen blockiert
- Aufrichten des Myosinkopfes
- Myosin-ATPase: ATP —> ADP + Pi, Myosin ändert seine Konformation
- Querbrückenbildung: Ca bildet an Begleitproteine —> Myosinbindungsstellen frei
Myosin bindet an Aktin im 90° Winkel - Kraftschlag des Myosinkopfes: ADP + Pi werden abgegeben, Myosinkopf knickt um 45° ab —> Verkürzung Sarkomer
- ATP bindet an Myosinkopf —> Konformationsänderung —> Querbrücken werden gelöst
Was sind die Bedingungen für den Ablauf des Kontraktionszykluses?
Ausreichend ATP, viel Ca intrazellulär
Wie oft kann der Kontraktionszyklus wiederholt werden?
- solange genug Ca vorhanden ist
- abhängig von ATPase-Aktivität 10-100 Zyklen/sek
Woher kommt die Energie für den Ablauf des Querbrückenzyklus?
- Phosphokreatinstoffwechsel
- Myokinase = Adenylatkinase
- Glucose-Alanin-Zyklus
- Cori-Zyklus
Wo findet die Kreatinsynthese statt? Nenne die Reaktion und das Enzym.
In der Niere:
Arginin-Glycin-Amidinotransferase: Arginin + Glycin —> Ornithin + Guanidinoacetat
Dann in der Leber:
Guanidinoacetat-Methyltransferase mit SAM: Methylierung von Guanidinoacetat zu Kreatin
Welche Reaktion macht die Kreatinkinase?
Kreatin + ATP —> Phosphokreation + ADP
Wie wird Kreatin abgebaut?
Phosphokreatin wird nicht-enzymatisch unter Abspaltung des Phosphatrests und Ringschluss in Kreatinin umgewandelt —> Ausscheidung über Urin
Welche Reaktion katalysiert die Myokinase?
ADP + ADP —> ATP + AMP
Im Intermembranraum der Mitochondrien
Wie läuft der Glucose-Alanin-Zyklus ab?
- Alanin vom Muskelabbau —> Transport zur Leber
- Alanin-Aminotransferase: Alanin —> Pyruvat
- Pyruvat —> Gluconeogenese —> Glucose —> Transport zum Muskel
- energiegewinnender Abbau von Glucose
WIe läuft der Cori-Zyklus ab?
- bei O2-Mangel: LDH reduziert Pyruvat zu Lactat = anaerobe Glykolyse
- Lactat wird über Blut zur Leber transportiert, LDH oxidiert es zu Pyruvat
- Pyruvat = Ausgangsstoff der Gluconeogenese —> Glucose wird zum Muskel transportiert
- im Muskel: Glucose zur Energiegewinnung
Was sind Eigenschaften der glatten Muskelzelle?
- spindelförmige Zelle mit 1. Kern
- Caveolae zur Ca-Aufnahme
- schwach ausgeprägtes SR
- Myofilamente ungeordnet
- keine Sarkomere
- Aktivierung durch Phosphorylierung der leichten Myosinkette durch die MLKK
- Verankerung in Dense bodies statt Z-Streifen
- dense bodies durch Desmin, Vimentin, etc. verbunden
Was charakterisiert Single-unit-Typen?
- Zellverband, Zellen durch gap junctions verbunden
- kontrahieren gemeinsam
- Kontraktionsreize: Schrittmacherzellen
Was charakterisiert multi-unit-Typen?
- Einzelzellen, kontrahieren einzeln
- Kontraktionsreize: neuromuskuläre Erregungsübertragung
Wie läuft die Elektro-mechanische Kopplung bei der glatten Muskulatur ab?
- Reiz öffnet Ca-Kanäle —> Ca-Einstrom
- Ca-Ausschüttung aus dem SR via Phospholipase C und IP3
- Ca bindet an Calmodulin
- Calcium-Calmodulin-Komplex aktiviert Myosin-leichte-Ketten-Kinase
- MLKK phosphoryliert leichte Kette des Myosins
- ATPase-Aktivität —> Myosin interagiert mit Aktin —> Kontraktion
Wodurch wird die Kontraktion in der glatten Muskulatur gesteuert?
Phosphorylierung des Myosinfilaments
Blockierung der Bindungsstellen am Aktinfilament
Wie wird die Kontraktion in der glatten Muskulatur beendet?
Myosin muss dephosphoryliert werden, interagiert dann nicht mehr mit Aktin
- [Ca] niedrig —> Myosin-leichte-Ketten-Phosphatase aktiv
- NO, cGMP, Proteinkinase G, cAMP und PKA aktivieren MLKP
- cGMP und cAMP hemmen MLKK
Wie kann die Ca-Konzentration in glatten Muskelzellen gesenkt werden?
- Ca wird durch Transporter ins SR/EZM gepumpt
- Hyperpolarisation der Zellmembran: Öffnung von spannungsaktivierten Ca-Kanälen wird verhindert —> kein Ca-Einstrom
Was sind die Merkmale einer Skelettmuskelfaser?
- viele randständige Kerne
- T-Tubuli
- SR: L-Tubuli mit Terminalzisternen
- regelmäßige Anordnung —> Sarkomere
- Verankerung der Sarkomere im Z-Streifen mittels Intermediärfilamenen und in der Zellmembran
- Regeneration über Satellitenzellen
Welche Strukturen sind bei der Kontraktion der Skelettmuskulatur beteiligt?
- Motorische Endplatte: Muskelfaser wird von einem alpha-Motoneuron innerviert
- motorische Einheit: Summe aller Muskelfasern, die von einem alpha-Motoneuron innerviert werden
Welche Transmitter und Rezeptoren sind an der motorischen Endplatte beteiligt?
Acetylcholin bindet an nicotinergen Acetylcholinrezeptor
Wie wird die synaptische Übertragung an der motorischen Endplatte beendet?
Acetylcholinesterase spaltet Acetylcholin zu Cholin + Acetat
Erkläre die neuromuskuläre Übertragung an der motorischen Endplatte
- AP breitet sich über Axon eines alpha-Motoneurons aus
- Axon verzweigt sich, erreicht mehrere Muskelfasern gleichzeitig
- chemische Synapse: motorische Endplatte
- durch AP an Präsynapse: Ausschüttung von ACh
- ACh bindet an nicotinerge ACh-Rezeptoren —> Depolarisation
- Erhöhung des Endplattenpotentials, wenn CShwellenpotential überschritten wird —> exzitatorisches postsynaptisches Potential
- durch EPSP Öffnung von spannungsaktivierten Na+ Kanälen —> AP
- Ausbreitung des AP übers Sarkolemm —> Kontraktion
Wie wirken nicht-depolarisierende Muskelrelaxanzien und wie kan die Wirkung bekämpft werden? Nenne ein Beispiel
- kompetitive Antagonisten am nicotinergen ACh-Rezeptor ohne diesen zu aktivieren
- können durch ausreichend ACh wieder verdrängt werden —> Acetylcholinesterasehemmer
Curare
Wie wirken depolarisierende Muskelrelaxantien? Nenne ein Beispiel
- Agonisten am nicotinergen ACh-Rezeptor
- dauerhafte Depolarisation der postsynaptischen Muskelzellmembran
- da keine Repolarisation —> keine AP können ausgelöst werden —> Lähmung
Succinylcholin
Wie erfolgt die elektromechanische Kopplung am Sekelttmuskel?
- AP breitet sich bis zu T-Tubuli aus
- spannungsabhängige Ca Kanäle = Dihydropyridin-Rezeptoren öffnen —> Konformationsänderung
- Protein-Protein-Interaktion DHP-Rezeptor mit Ryanodin-Rezeptor im SR
- Ca Einstrom aus SR ins Sarkoplasma
- Ca Konzentration steigt
- Konformationsänderung der Begleitprotein durch Bindung von Ca —> Myosinbindungsstellen auf Aktin werden durch Tropomyosin freigegeben
- Interaktion Aktin & Myosin —> Kontraktion
- Beendigung der Kontraktion durch Senkung der [Ca] und Repolarisation durch Cl Kanäle
Was unterscheidet den anatomischen und den physiologischen Querschnitt eines Muskels?
Anatomisch: Querschnitt an dickster Stelle des Muskelbauchs
Physiologisch: Querschnitt aller Muskelfasern
- bei gefiederten Muskeln größer als anatomischer Querschnitt
Was kennzeichnet eine Unterstützungszuckung?
- erst isometrische, dann isotonische Kontraktion
- Bsp.: Aufheben eines schweren Gegenstandes —> Kraft bei konstanter Länge, dann Verkürzung um Gegenstand aufzuheben
Was ist eine Anschlagszuckung?
- erst isotonisch, dann isometrische Kontraktion
- Bsp.: Kieferschluss
Wodurch kann die Kraftentwicklung bei Skelettmuskeln gesteuert werden?
- Länge der Sarkomere —> optimale Überlappung von Aktin und Myosin
- Aktionspotentialfrequenz des alpha Motoneurons —> tetanische Kontraktion
- Anzahl der gleichzeitig aktivierten motorischen Einheiten
Was ist eine tetanische Kontraktion?
- Verschmelzung von Kontraktionen
- erfolgt, wenn 2. AP eintritt obwohl Muskel noch kontrahiert ist
—> Steigerung der Aktionspotentialfrequenz —> Steigerung Kraftentwicklung
Was ist das Hebelgesetz?
Kraft * Kraftarm = Last * Lastarm
Definition Muskelleistung
Muskelleistung = Muskelkraft * Verkürzungsgeschwindigkeit
P = F * s/∆t [W]
Wann erreicht die Skelettmuskelkraft ihr Maximum?
Bei 1/3 Maximalkraft
Was kann bei der Elektromyografie dargestellt werden?
Tonische und phasische Muskelaktivität
= Haltearbeit & Bewegungsarbeit
Was für Skelettmuskelfasertypen gibt es? Woraus wird die Energie bezogen?
Typ-I: slow-twitch, langanhaltende Kontraktion
- Verbrennung von FS, viel O2 und Mitochondrien benötigt
Typ II: fast twitch, kurze und kraftvolle Kontraktionen
- anaerobe Glykolyse, viel LDH zur Lactatumwandlung
