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Quergestreifte Muskulatur: Kontraktiler Apparat

  •  IMPP-Relevanz
  • Lesezeit: 9 min
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Steckbrief

Die kleinste kontraktile Einheit in einer Skelettmuskelfaser ist das Sarkomer. Es besteht aus dünnen (Aktin) und dicken (Myosin) Myofilamenten. Die Myosinfilamente sind in der Mitte des Sarkomers an der M-Linie verankert, die Aktinfilamente an den Z-Scheiben am Rand des Sarkomers. Während der Kontraktion verschieben sich die Filamente gegeneinander, wobei sich das Sarkomer verkürzt.

Die Plasmamembran der Muskelfaser (Sarkolemm) bildet tiefe Einstülpungen, das T-Tubulus-System, das weit in die Muskelfaser hineinreicht und an bestimmten Stellen (Triaden) in engem Kontakt mit den terminalen Zisternen des sarkoplasmatischen Retikulums (L-Tubulus-System) steht. Dadurch kann die gesamte Muskelfaser schnell erregt werden und es können sich alle Sarkomere synchron kontrahieren, so dass eine makroskopische Muskelkontraktion zustande kommt.

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    Das Sarkomer

    Der kontraktile Apparat der Skelettmuskelfaser ist aus vielen einzelnen Myofibrillen aufgebaut. Die kleinste Einheit des kontraktilen Apparats ist das Sarkomer. Es besteht aus sich überlappenden Aktin- und Myosinfilamenten. Das Sarkomer wird von 2 Z-Scheiben begrenzt, an denen die Aktinfilamente und das Titin befestigt sind. Die Myosinfilamente sind in der Mitte des Sarkomers an der M-Linie verankert. Die Myosinfilamente bewirken die eigentliche Muskelkontraktion. Weitere akzessorische Proteine, die eine Rolle bei der Regulation der Kontraktion spielen, sind Troponin (bzw. Calmodulin in der glatten Muskulatur) und Tropomyosin.

    Image description
    Molekularer Aufbau eines Sarkomers mit den für die Kontraktion wichtigen Elementen

    Aktin- und Myosinfilamente überlappen sich und interagieren bei der Kontraktion miteinander, wobei die Myosinfilamente die eigentliche Muskelkontraktion bewirken.

    (Quelle: Königshoff, Brandenburger, Kurzlehrbuch Biochemie, Thieme, 2018)

    Aktinfilamente

    Image description
    Tubulussystem der Skelettmuskulatur

    Dreidimensionaler ultrastruktureller Aufbau der quer gestreiften Skelettmuskulatur mit dem T- und L-System sowie den Triaden. Die vielkernigen Muskelzellen sind vom Sarkolemm umgeben. Eine Muskelzelle besteht aus vielen Myofibrillen, die sich wiederum aus Sarkomeren zusammensetzen.

    (Quelle: Aumüller et al., Duale Reihe Anatomie, Thieme, 2020)
    Image description
    Neuromuskuläre Endplatte

    Links ist schematisch gezeigt, wie sich das Axon eines α-Motoneurons aufzweigt und mehrere Synapsen mit der Muskelfaser bildet. Rechts eine elektronenmikroskopische Aufnahme einer neuromuskulären Endplatte. Ax, Axonende mit Mitochondrien (Mi); SZ, Schwann-Zelle; BL, Basallamina; Z, Z-Scheibe. Der Balken entspricht 500 nm.

    (Quelle: Grafik: Behrends et al., Duale Reihe Physiologie, Thieme, 2021; EM-Bild: Lüllmann-Rauch, Asan, Taschenlehrbuch Histologie, Thieme, 2019)
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      zuletzt bearbeitet: 09.12.2022
      Fachlicher Beirat: Prof. Dr. med. Albrecht Schwab, 28.09.2022
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