Muskelgewebe Flashcards

1
Q

Wie werden Aktinfilamente stablisiert?

A

Nebulin und Tropomyosin verhindern die Depolarisation

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2
Q

Welche Proteine blockieren die Myosinbindungsstellen am Aktin?

A

Tropomyosin

In glatter Muskulatur auch noch Caldesmon, Calponin

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3
Q

Welche Proteine interagieren mit den Aktinfilamenten der Muskulatur?

A

Troponin in quergestreifter Muskulatur

Calmodulin in glatter Muskulatur

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4
Q

Was ist die Aufgabe der Myosinfilamente?

A

Gleiten unter ATP-Verbrauch an Aktinfilamenten entlang —> Kontraktion

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5
Q

Was befindet sich an den Myosinköpfen?

A

Bindestelle für Aktin

ATPase Aktivität

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6
Q

Wie sind Sarkomere aufgebaut?

A

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
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7
Q

Wie sind die Sarkomere verankert?

A
  • Quervernetzung der Z-Scheiben, Intermediärfilamente
  • Verbindung von Aktin mit Sarkolemm und EZM über Dystrophin-Glykoprotein-Komplex
  • Verankerung im Endomysium mittels Kollagenfibrillen
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8
Q

Was ist die Funktion von Titin?

A

Elastisch, schützt vor Überdehnung, bringt Sarkomer nach dehnung in den Ausgangszustand zurück

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9
Q

Wie läuft der Kontraktionszyklus ab?

A
  • 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
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10
Q

Was sind die Bedingungen für den Ablauf des Kontraktionszykluses?

A

Ausreichend ATP, viel Ca intrazellulär

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11
Q

Wie oft kann der Kontraktionszyklus wiederholt werden?

A
  • solange genug Ca vorhanden ist

- abhängig von ATPase-Aktivität 10-100 Zyklen/sek

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12
Q

Woher kommt die Energie für den Ablauf des Querbrückenzyklus?

A
  • Phosphokreatinstoffwechsel
  • Myokinase = Adenylatkinase
  • Glucose-Alanin-Zyklus
  • Cori-Zyklus
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13
Q

Wo findet die Kreatinsynthese statt? Nenne die Reaktion und das Enzym.

A

In der Niere:
Arginin-Glycin-Amidinotransferase: Arginin + Glycin —> Ornithin + Guanidinoacetat

Dann in der Leber:
Guanidinoacetat-Methyltransferase mit SAM: Methylierung von Guanidinoacetat zu Kreatin

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14
Q

Welche Reaktion macht die Kreatinkinase?

A

Kreatin + ATP —> Phosphokreation + ADP

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15
Q

Wie wird Kreatin abgebaut?

A

Phosphokreatin wird nicht-enzymatisch unter Abspaltung des Phosphatrests und Ringschluss in Kreatinin umgewandelt —> Ausscheidung über Urin

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16
Q

Welche Reaktion katalysiert die Myokinase?

A

ADP + ADP —> ATP + AMP

Im Intermembranraum der Mitochondrien

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17
Q

Wie läuft der Glucose-Alanin-Zyklus ab?

A
  • Alanin vom Muskelabbau —> Transport zur Leber
  • Alanin-Aminotransferase: Alanin —> Pyruvat
  • Pyruvat —> Gluconeogenese —> Glucose —> Transport zum Muskel
  • energiegewinnender Abbau von Glucose
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18
Q

WIe läuft der Cori-Zyklus ab?

A
  • 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
19
Q

Was sind Eigenschaften der glatten Muskelzelle?

A
  • 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
20
Q

Was charakterisiert Single-unit-Typen?

A
  • Zellverband, Zellen durch gap junctions verbunden
  • kontrahieren gemeinsam
  • Kontraktionsreize: Schrittmacherzellen
21
Q

Was charakterisiert multi-unit-Typen?

A
  • Einzelzellen, kontrahieren einzeln

- Kontraktionsreize: neuromuskuläre Erregungsübertragung

22
Q

Wie läuft die Elektro-mechanische Kopplung bei der glatten Muskulatur ab?

A
  • 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
23
Q

Wodurch wird die Kontraktion in der glatten Muskulatur gesteuert?

A

Phosphorylierung des Myosinfilaments

Blockierung der Bindungsstellen am Aktinfilament

24
Q

Wie wird die Kontraktion in der glatten Muskulatur beendet?

A

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
25
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
26
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
27
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
28
Welche Transmitter und Rezeptoren sind an der motorischen Endplatte beteiligt?
Acetylcholin bindet an nicotinergen Acetylcholinrezeptor
29
Wie wird die synaptische Übertragung an der motorischen Endplatte beendet?
Acetylcholinesterase spaltet Acetylcholin zu Cholin + Acetat
30
Erkläre die neuromuskuläre Übertragung an der motorischen Endplatte
1. AP breitet sich über Axon eines alpha-Motoneurons aus 2. Axon verzweigt sich, erreicht mehrere Muskelfasern gleichzeitig 3. chemische Synapse: motorische Endplatte 4. durch AP an Präsynapse: Ausschüttung von ACh 5. ACh bindet an nicotinerge ACh-Rezeptoren —> Depolarisation 6. Erhöhung des Endplattenpotentials, wenn CShwellenpotential überschritten wird —> exzitatorisches postsynaptisches Potential 7. durch EPSP Öffnung von spannungsaktivierten Na+ Kanälen —> AP 8. Ausbreitung des AP übers Sarkolemm —> Kontraktion
31
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
32
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
33
Wie erfolgt die elektromechanische Kopplung am Sekelttmuskel?
1. AP breitet sich bis zu T-Tubuli aus 2. spannungsabhängige Ca Kanäle = Dihydropyridin-Rezeptoren öffnen —> Konformationsänderung 3. Protein-Protein-Interaktion DHP-Rezeptor mit Ryanodin-Rezeptor im SR 4. Ca Einstrom aus SR ins Sarkoplasma 5. Ca Konzentration steigt 6. Konformationsänderung der Begleitprotein durch Bindung von Ca —> Myosinbindungsstellen auf Aktin werden durch Tropomyosin freigegeben 7. Interaktion Aktin & Myosin —> Kontraktion 8. Beendigung der Kontraktion durch Senkung der [Ca] und Repolarisation durch Cl Kanäle
34
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
35
Was kennzeichnet eine Unterstützungszuckung?
- erst isometrische, dann isotonische Kontraktion | - Bsp.: Aufheben eines schweren Gegenstandes —> Kraft bei konstanter Länge, dann Verkürzung um Gegenstand aufzuheben
36
Was ist eine Anschlagszuckung?
- erst isotonisch, dann isometrische Kontraktion | - Bsp.: Kieferschluss
37
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
38
Was ist eine tetanische Kontraktion?
- Verschmelzung von Kontraktionen - erfolgt, wenn 2. AP eintritt obwohl Muskel noch kontrahiert ist —> Steigerung der Aktionspotentialfrequenz —> Steigerung Kraftentwicklung
39
Was ist das Hebelgesetz?
Kraft * Kraftarm = Last * Lastarm
40
Definition Muskelleistung
Muskelleistung = Muskelkraft * Verkürzungsgeschwindigkeit P = F * s/∆t [W]
41
Wann erreicht die Skelettmuskelkraft ihr Maximum?
Bei 1/3 Maximalkraft
42
Was kann bei der Elektromyografie dargestellt werden?
Tonische und phasische Muskelaktivität = Haltearbeit & Bewegungsarbeit
43
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