Skelettmuskulatur: Elektromechanische Kopplung

Question 1

Was aktiviert den Kontraktionsmechanismus?

Answer 1

Neuromuskuläre Synapse

Question 2

In welcher Konzentration liegt Ca2+ im Ruhezustand vor?

Answer 2

Niedriges zytosolisches Ca2+ (< 10-7 mol/L)

Question 3

In welcher Konzentration liegt Ca2+ während des Aktionspotentials vor?

Answer 3

Erhöhung zytosolisches Ca2+ (> 10-6 mol/L)

Question 4

Welche Strukturen sind bei der Elektromechanische Kopplung beteiligt?
Welche Aufgaben haben die jeweiligen Strukturen?

Answer 4

1. Neuromuskuläre Endplatte:
   Generation des Aktionspotentials
2. Transversal-Tubuli (T-Tubuli):
   Verteilung der Depolarisation über die Muskelfaser
3. Sarkoplasmatisches Retikulum:
   Ort der Ca2+ Speicher und Freisetzung

Question 5

Sarkoplasmatisches Retikulum:

1. Welche Funktionen hat das SR?
2. Wie ist es lokalisiert?

Answer 5

1. Ca2+ Speicher der Muskelfaser
2. Umspannt Myofibrille manschettenartig

Question 6

Sarkoplasmatisches Retikulum

1. Wie ist das L-System im SR lokalisiert?
2. Wie ist das LSR mit dem SR verbunden?

Answer 6

1. Lokalisation:
   - Überwiegend längs, entlang der Myofibrille
   - Besonders dicht im Bereich des H-Streifens
2. Netzförmig mit einander verbunden

Question 7

Sarkoplasmatisches Retikulum:

1. Was ist das jSR bzw. woraus besteht es?
2. Wie ist das jSR im SR lokalisiert?

Answer 7

1. Terminale Zisterne
2. Lokalisation:
   - Zirkulär um die Myofibrille verlaufend
   - Übergang von A- zu I-Bande

Question 8

Transversal-Tubuli (T-Tubuli):

1. Was sind T-Tubuli?
2. Wie sind T-Tubuli lokalisiert?
3. Welche Funktion haben T-Tubuli?

Answer 8

1. Plasmamembran-Einstülpungen
2. Verlaufen quer zur Achse der Muskelfaser und umrunden Myofibrillen
3. Dienen der Weiterleitung der Depolarisation

Question 9

Transversal-Tubuli-Triaden:

1. Aus was besteht eine T-Tubuli-Triade?
2. Wie sind T-Tubuli-Triaden lokalisiert?

Answer 9

1. Jeder T-Tubulus wird von zwei jSR-Zisternen flankiert => Triade
2. Triaden liegen an den Übergängen zwischen I- und A-Bande

Question 10

Triaden und Triadenfüßchen:

Aus welchen 2 Proteinen bestehen Triadenfüßchen?
Wo sind diese jeweils lokalisiert?

Answer 10

• Dihydropyridin-Rezeptor (DHPR) auf T-Tubulus
• Ryanodin-Rezeptor (RyR) = Ca2+-Kanal auf jSR

Question 11

Was ist die Funktion von Triadenfüßchen?

Answer 11

Kontaktstelle der Membranen des T-Tubulus und des jSR

Question 12

Wie kommt es zur De- und Repolarisation des T-Tubulus?

Answer 12

Depolarisation:
1. DHPR vermittelt Öffnung von RyR
2. Ca2+ fließt aus SR ins Zytosol, bindet an Troponin-C

Repolarisation:
Ca2+ wird durch SERCA (SR/ER Ca2—ATPase) wieder in das SR gepumpt
=> Kontraktionsvorgang beendet

Question 13

Motorische Einheit:

1. Was ist die Funktion von α-Motoneuronen?
2. Wie sind Fasern einer motorischen Einheit lokalisiert?

Answer 13

1. Innervieren Muskelfasern
2. Fasern einer motorischen Einheit sind nicht gruppiert, sondern über den Muskel verstreut

Question 14

Beschreibe den Aufbau Motorischer Endplatten (Neuromuskuläre Synapse)!

Answer 14

• Grundlegender Aufbau wie der anderer Synapsen
• Endfüßchen in die Muskelfaser eingebettet; erstrecken sich über 10-20 Sarkomere

Question 15

Was verhindert die Bindung zwischen Aktin und Myosin im Ruhezustand?

Answer 15

Tropomyosin/Troponin Komplex

Question 16

Wie läuft das Aktionspotential ab?

Answer 16

1. Bindung von Ca2+ an Troponin C
2. Konformationsänderung in Tropomyosin ermöglicht Bindung von Myosin an Aktin