Muskeln - TUBiotech

Muskeln:
Muskeln sind Maschinen, die chemische Energie in Bewegung umsetzten. Sie bestehen aus
kontraktilen Proteinen ( 70% Myosin, 30% Aktin)
Aufbau: (groß -> klein)
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Muskeln
Faserbündel
Muskelfasern
Myofibrillen
Myofibrillen:
Bestehen aus vielen Sarkomeren hinteinander. Sarkomere werden von Z-Scheiben
voneinander getrennt.
Dick = Myosin
Dünn = Aktin
In einem Sarkomer befindet sich die A-Bande, (A = anisotrop, heißt polarisiertes Licht wird
verschieden absorbiert) = Myosinfilamente, die H-Bande (H =Hell) = keine Überlappung von
kontraktilen Peptiden, nur Myosin, und die I-Bande (I = isotrop, polarisiertes Licht wird in
verschiedenen Winkeln gebrochen) keine Überlappung von kontraktilen Peptiden, nur
Aktin.An den Enden die Z-Scheibe .
Sarkomere können vom T-System (transversal System) voneinander getrennt werden. Das TSystem sind Einfaltungen (quer zu den Sarkomeren) die zur Weitergabe von APen bis in die
Mitte des Muskels dienen. Regelmäßige T-Einstülpungen charakterisiern die quergestreifte
Muskulatur.
Sarkomere werden längs vom longitudinalen System /sarkoplasmatischem Retikulum (SPR)
getrennt. Das SPR Verbindet die Quereinzüge des T-Systems. (SPR hat am Anfang und Ende
immer T-System) Die Form gleicht einem Hundeknochen und es ist sehr reich an
Mitochondrien.
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Die Gleitfilamenttheorie:
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Verkürzung von Myosin
Aktin verschiebt sich relativ zu Myosin
 durch Querbrücken
 und Kippbewegungen
molekularer Ruderschlag:
Myosin liegt in Aktin eingebettet und endet mit Fasern, die am Ende ein Köpfchen tragen.
Kippen diese Köpfchen, verkürzt sich das Myosinfilament. Durch eine
Hintereinanderschaltung dieses Mechanismuses kommt es zu einer Verkürzung bis 20%.
Die Kontraktionsstärke entspricht der Länge der Kippbewegung.
Querbrückenzyklus:
(ATP-getrieben)
- Aktin (A) undMyosin (M) sind verbunden, daran bindet ein ATP
- Durch Bindung zum ATP, löst sich die Bindung von A+M
- Das ATP wird gespalten in ADP und P, dadurch kommt es zu einer schwachenn Bindung
des M an das A.
- Das P wird freigesetzt, das Köpfchen macht den „Ruderschlag“ (kippt den hinteren
Molekülteil herunter).
- Es wird ADP freigesetzt und M und A sind aneinander gebunden
- Beginnt wieder mit Schritt 1
Ein Zyklus entspricht einem Ruderschlag, für jeden Zyklus ist ein ATP nötig. Zu dem ATP ist
aber auch die Information für den Muskel, daß er kontrahieren soll nötig.
Aktivierung für eine Kontraktion:
Am Aktin, das aus Kügelchen (globulären Untereinheiten) besteht gibt es zwei weitere
Proteine: Tropomyosin und Troponin.
An der Stelle wo Myosin an Aktin binden kann, kann auch Tropomyosin binden. In
Interaktion mit Tropomyosin steht das Troponin, wird an das Troponin Ca2+ gebunden, zieht
es das Tropomyosin aus dem Bindungsbereich des Myosinkopfes.
Das Sarkoplasmatische Retikulum:
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ein Kompartiment der Zelle
Ca 2+ Speicher
Nimmt Ca 2+ unter Energieaufwendung mit Ionenpumpen auf
Muß für eine Kontraktion Ca 2+ freisetzten
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Signalkette Kontraktion:

AP im Motoneuron
Freisetzung von Transmittern in der motorischen Endplatte
AP im Muskel
Weiterleitung des AP´s durch T-Systhem
Ca 2+ Freisetzung durch SPR
Ca 2+ Wirkung auf Troponin, und damit auf Tropomyosin
Einzelkontraktion
 Um Bewegungen zu koordinieren ist aber noch ein weitere Regelmechanismus nötig
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