Die Muskelzellen sind die Grundbausteine der Muskeln. Wir erklären dir hier, welche drei Arten es gibt und wie sie jeweils aufgebaut sind. Schau dir auch direkt unser Video dazu an!
Der Mensch hat über 650 Muskeln. Ein Muskel in deinem Arm ist aber zum Beispiel anders aufgebaut als etwa die Muskeln im Darm.
Alle Muskelgewebe haben jedoch gemeinsam: sie bestehen aus Muskelzellen, auch Myozyten genannt. Je nach Muskelzelle bilden sich daraus unterschiedliche Muskelarten. Nach ihrem Aufbau unterscheidest du zwischen Herz-, Skelett- und glatten Muskelzellen.
Muskelzellen können sich zusammenziehen (Kontraktilität) und ermöglichen so, dass unsere Muskeln sich anspannen können. Auf diese Weise steuern die Muskelgewebe dann Bewegungen des Körpers.
Dein Muskelgewebe besteht aus einer der drei folgenden Arten von Muskelzellen:
Die Muskelzellen von Herz- und Skelettmuskeln kannst du wegen ihrer länglichen Form auch als Muskelfasern bezeichnen.
Sie unterscheiden sich in ihrem Aufbau und ihren Eigenschaften deutlich von den anderen Muskelzellen.
Die Skelettmuskeln sind für alle unsere Körperbewegungen verantwortlich. Dazu müssen sie kontrahieren (sich zusammenziehen). Ihre Kontraktion wird durch elektrische Signale der Nervenzellen ausgelöst. Damit das funktioniert, stehen Muskel- und Nervenzellen über spezielle Verbindungen – die motorische Endplatte – miteinander in Kontakt. So können Nervenzellen die Muskelzellen ansteuern.
Ein Nervensignal führt zur Ausschüttung von Botenstoffen. Sie lösen ein weiteres elektrisches Signal in der Membran der Muskelzelle aus. Durch Membranausstülpungen, die T-Tubuli, wird es schnell ins Innere der Muskelzelle weitergeleitet. Dort führt es dazu, dass viele Calciumionen (Kalzium Ionen, Ca2+) aus dem Sarkoplasmatischen Retikulum ausgeschüttet werden. Das ist das spezielle Endoplasmatische Retikulum der Muskelzellen. Du kannst es dir vorstellen wie ein Netzwerk aus dünnen Schläuchen (L-Tubuli). Freie Ca2+-Ionen aus dem Sarkoplasmatischen Retikulum aktivieren den Myozyt und lösen eine Muskelkontraktion aus. Wenn du verstehen willst, wie die Muskelkontraktion und der Querbrückenzyklus im Detail abläuft, dann schau dir unbedingt unser Video dazu an!
Wenn die Zellen der Skelettmuskulatur einmal verletzt sind, können sich selbst heilen. Dabei helfen ihnen spezielle Stammzellen. Du kannst sie auch als Satellitenzellen bezeichnen.
Die Herzmuskelzellen ähneln in ihrem Aufbau eher den Skelettmuskelzellen, weisen aber auch Eigenschaften der glatten Muskelzellen auf.
Es lassen sich zwei Arten von Herzmuskulatur unterscheiden:
Die Herzmuskelzellen sorgen dafür, dass unser Herz durchgehend in einem regelmäßigen Rhythmus schlägt. Auch sie müssen wir nicht bewusst steuern, sondern das Herz schlägt, ohne dass wir daran denken.
Das heißt, sie müssen die elektrischen Erregungen, die Schrittmacherzellen im Herz erzeugen, schnell und koordiniert weiterleiten. Um die Signale direkt von Zelle zu Zelle weiterzugeben, stehen ihre Membranen in direktem Kontakt. Durch die Glanzstreifen werden die Membranen sozusagen zusammengeklebt. Durch das gleichzeitige Zusammenziehen der Herzmuskelzellen erzeugt der Herzmuskel genug Kraft, um das Blut durch den Körper zu pumpen und die Zellen mit genügend Sauerstoff zu versorgen.
Die glatten Muskeln sind auch als unwillkürliche Muskulatur bekannt. Das liegt daran, dass sie sich ohne unsere bewusste Steuerung selbstständig bewegen. Ihre Kontraktion wird vom vegetativen Nervensystem reguliert.
Bei uns Menschen befinden sie sich vor allem in den Wänden von Hohlorganen wie Blutgefäßen, Lunge, Gebärmutter oder Blase. Aber auch in unseren Augen kommen sie vor. Ohne sie könnten wir unsere Linsenform nicht verändern und dadurch Objekte nicht scharf fokussieren. Im Darm sorgen die glatten Muskeln durch Kontraktionen für die gezielte Bewegung des Speisebreis.
Damit sich die Zellen durch ein elektrisches Signal alle nacheinander zusammenziehen, sind sie wie die Herzmuskelzellen ebenfalls über Gap Junctions miteinander verbunden. Die glatte Muskulatur spannt sich dadurch zwar langsamer, aber dafür stärker an als die quergestreifte Muskulatur.
Da die Muskelzellen sich ständig zusammenziehen, benötigen sie viel Energie. Aber wie läuft die Energiegewinnung der Muskelzelle ab?
Die nötige Energie erhalten die Muskeln aus dem Abbau von Adenosintriphosphat :
Adenosintriphosphat (ATP) → Adenosindiphosphat (ADP) + Phosphat (P)
Um wieder neues, energiereiches ATP zu gewinnen, nutzen die Zellen das Molekül Kreatinphosphat. Dadurch können sie eine neue Phosphatgruppe auf Adenosindiphosphat (ADP) übertragen. Nur kurze Zeit später wird zusätzlich Energie aus dem Abbau von Traubenzucker (Glucose ) gewonnen. Beim Abbau von Glucose sprichst du von der Glykolyse. Sie ist wichtig, um unserem Körper Energie zu liefern. Schau dir unbedingt unser Video dazu an, um zu lernen, wie sie Schritt für Schritt abläuft!
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