Muskulatur - Schmelzweb

5.10.04
Physiologie
Hr.Smekal
Themen:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
Muskulatur
Energetik/Muskelstoffwechsel
Hormone
Nervensystem
Herz/Kreislauf
Gefäßsystem
Lunge/Atmung
Magen-Darm Trakt
Muskulatur
Definition: Physis = Natur, logos = Lehre
.)Physiologie ist die Wissenschaft von der Funktionweise lebender Organismen und Organsysteme.
Diese Definition gibt den Rahmen von der Zellphysiologie bis zur Ökologie vor.
.)Die Physiologie umfaßt die normalen Lebensvorgänge einschließlich der Muskel-, Neuro-, Kreislauf-,
Sinnes-, und Arbeitsphysiologie.
Formen der Muskulatur:
1) Skelettmuskulatur:
In diesen Muskeln liegen die Aktin- und Myosinfilamente streng geordnet, wodurch der
Eindruck einer Querstreifung entsteht.
2) Glatte Muskeln:
Die strenge Ordnung fehlt im Glatten Muskel.
3) Herzmuskulatur
zu 2) Im glatte Muskeln ist im Gegensatz zur Skelett- und Herzmuskulatur kein Extrem hohes
Ordnungsprinzipien der Anordnung der kontrakitilen Proteine vorhanden. Der glatte Muskel weist daher keine
Querstreifen auf. Er enthält mehr Aktin als der Skelettmuskel. Vernetzungspunkte im Gerüst der Aktinfamente
bilden in der glatten Muskulatur sog. „dense bodies“.
Eine andere Struktur sind die sog. „dense patches“. Sie sind die Aufhängungspunkte der Aktinfamente am
Sarkolemm (Zellmembran mit schlauchartiger Bindegewebshülle der Muskelzellen)>>Kontration>>
Einziehungen der Zellmembrane.
Beispiel: Darm, Eingeweiden, Wand von Blutgefäßen>> Darmperistalk. Veränderung des Gefäßtonus.
2 Typen:
a) Single – unit – Typ:
die glatten Muskelzellen sind über Verbindungsstellen(sog. Cap junctions) zu größeren
Funktionsgruppen zusammengefasst. Auf diese Weise kann ein Muskel von vielen vegetativen
Nervenfasern erreicht und gesteuert werden.
<< Sehr genaue Abstufung der Kontraktion des Gesamtmuskels ist möglich, da sich die
Erregung von einer glatten Muskelzellen auch auf benachbarte Muskelzellen ausbreiten kann.
b) Multi – Unit – Typ :
Ein Muskel wird durch eine (wenige) vegetative Faser innerviert(der Zellverband reagiert wie
eine Einheit)
Besteht aus Einzeleinheiten >> Kontraktion breitet sich nur über rel. Kurze Strecken aus,
reagiert rasch.
Vorkommen: glatte Muskulatur in Gefäßen (prä- kappilärer Abschnitt)
Tonus- Steuerung der glatten Muskulatur:
.) nervös: siehe Sympathikus, Parasympathikus
.) humoral: Beispiel: Östrogene wirken auf Uterusmuskulatur kontrahierend, Progesteron
stabilisierend
1
5.10.04
Physiologie
Hr.Smekal
Die motorische Endplatte:
Elektrische Impulse aus dem Rückenmark >> Freisetzung von Acetylcholin aus dem Verikeln
>>Endplatten potential(meist nicht positiv)
Die Querstreifen des Muskels:
2
5.10.04
Physiologie
Hr.Smekal
Das Sarkomar:
Die Wirkungsweise von Calcium:
Weitere Wirkungsweisen von Calcium im rahmen der Muskelkontraktion:
.) Brückenbildung von Myosin und Aktin
.) Aktivierung der Enzyms Myosin – ATPase >>ATP in ADP und Phosphat gespalten >> Energie wird frei.
.) Aktivierung des Enzyms Phosphorylase >> Spaltung von Muskelglykogen >> ATP- Resynthese aus
Kohlehydrate
Welche Vorgänge verbrauchen Energie?
Die Brückenbildung selbst verbraucht kaum Energie(hohe molekulare „Affinität“ zwischen Aktin- und
Myosinfilamente)>> lagern sich fast ohne Energie verbrauch an
Die energieverbrauchenden Vorgänge sind vor allem das Abknicken der Myosinhälse sowie das Lösen der
Brücken.
3
Physiologie
5.10.04
Hr.Smekal
Der Zeitliche Ablauf einer Muskelzuckung:
Bei einer Muskelkontraktion werden verschiedene Zeit- Abschnitte unterschieden:
Die Latentzeit:
Hier finden die komplizierten Aktivierungsmechanismen statt(Calciumfreisetzung ins Sarkoplasma, Diffusion
und Wirkung an den Myofilamenten)
Die Dauer der Latentzeit hängt daher auch vom anatomischen Bau der Muskelfaser ab:
Die Skelettmuskulatur hat eine kurze Latentzeit von etwa 7 Millisekunden
Beim Herzmuskel beträgt sie etwa 100 Millisekunden
Beim glatten Muskel treten große Unterschiede zwischen 0,5 und 2 Sekunden auf
Die Kontraktionszeit:
In dieser verkürzt sich der Muskel, bzw. er entwickelt Kraft.
Diese Zeit hängt also von vielen äußeren Faktoren ab(wie z.B. Muskelart, nervöse Steuerung, Muskelfasertyp,...)
Die Erschlaffungszeit:
Es gelten für diese Zeit etwa die gleichen Werte und Relationen, wie sie für die Kontraktionszeit gelten.
Die Einzelzuckung:
Wird eine Kontraktion eines Skelettmuskels durch ein einzelnes Aktionspotential ausgelöst, so spricht man von
einer Einzelzuckung.
Ein einzelnes Aktionspotential(Dauer wenige ms) depolarisiert gleichzeitig nur einen kleinen Oberflächenanteil
des Sarkolemms (partielle Depolarisation)
Die tetanische Zuckung:
Folgen mehrere Aktionspotentiale rasch aufeinander, so finden mehrere dieser partiellen Depolarisationen auf
der Oberfläche ein und der selben Skelettmuskelfaser gleichzeitig Platz.
Jede Kontraktionsantwort auf zwei oder mehrere rasch aufeinander folgenden Aktionpotentiale ergibt eine
tetanische Kontraktion.
Durch Übereinanderlagerung verschmelzen dabei die ausgelösten Kontraktionen miteinander.
>> die vom Muskel entwickelte Kraft steigt mir der Frequenz der Aktionpotentiale bis auf das 5- bis 10-fache
einer Einzelzuckung an.
Ursachen für die Charakteristik der tetanischen Zuckung:
Jedes Actionpotential setzt intrazelluläre Calciumionen frei.
Bei rascher Folge der Aktionspotentiale, reicht die Zwischenzeit nicht aus, um das Sarkoplasma weitergehend
wieder von Calciumionen zu befreien.
>> Die Calcium- Ionenkonzentration im Sarkoplasma steigt daher Stufenweise an
>> stärkere Aktivierung des kontraktilen Apparates hervor.
Einzelzuckung und tetanische Zuckung
4
5.10.04
Physiologie
Unterscheide die Begriffe:
.) Tetanische Kontraktion
.) Tetanie = Überregbarkeit des ZNS durch Absinken des Calcium- Spiegels
.) Tetanus = Muskelkrämpfe im Rahmen einer Tetanus- Infektion
5
Hr.Smekal