Neurobiologie
Muskeln
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Das Sarkomer ist das kleinste Bauteil der Muskeln. Wie es aufgebaut ist und welche Funktion es übernimmt, erfährst du hier! Deine Muskeln entspannen und dich zurücklehnen kannst du, wenn du dir unser kurzes Video zum Thema anschaust!

Sarkomer einfach erklärt

Deine Muskelzellen (Muskelfasern) sind aus mehreren kleineren Einheiten aufgebaut. Du kannst sie zunächst weiter in die Muskelfibrillen (Myofibrillen) unterteilen. Eine Muskelfibrille setzt sich wiederum aus den sogenannten Sarkomeren zusammen.

Ein Sarkomer entspricht also der kleinsten Einheit einer Muskelzelle. Es besteht aus verschiedenen Proteinen, die sich zu Filamenten (lange Ketten) zusammensetzen. Die Proteine ermöglichen, dass das Sarkomer sich zusammenziehen kann. 

Daher kannst du Sarkomere als die Bauteile der Muskeln sehen, die ihre Anspannung und Bewegung ermöglichen.

Sarkomer Muskel, Myofibrille, Muskelfaser, Muskel, Muskelzelle
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Sarkomer Muskel

Sarkomer Aufbau

Betrachten wir den Aufbau eines Sarkomers nun genauer. 

Sarkomer Aufbau, Myosin, Aktin, Titin, dünnes Filament, dickes Filament, Aktinin
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Sarkomer Aufbau

An beiden Rändern wird die Muskeleinheit von den Zwischen-Scheiben, kurz Z-Scheiben begrenzt. An ihnen sind verschiedene Proteine über andere, sogenannte Ankerproteine, befestigt. 

Das Protein Aktin bildet die dünnen Filamente. Du kannst sie auch als Aktinfilamente bezeichnen. Sie sind durch das Ankerprotein Aktinin innen an beiden Seiten der Z-Scheiben befestigt.

Neben den dünnen Filamenten gibt es noch die dicken Filamente. Sie werden durch das Protein Myosin gebildet. Sie sind wiederum durch das Protein Titin in der Z-Scheibe verankert. Die dickeren Myosinfilamente liegen zwischen den Aktinfilamenten. Du kannst dir vorstellen, dass Titin wie eine Feder gewunden ist.  Dadurch übernimmt es eine Federfunktion während des Zusammenziehens der Muskeln. Das bedeutet, es hält die Myosinfilamente in der Mitte zwischen den Z-Scheiben. 

Sarkomer Einteilung

Du kannst das Sarkomer in verschiedene Zonen einteilen:

  • Z-Streifen: Bereich der Z-Scheiben, die das Sarkomer begrenzen
  • I-Bande: Bereich, in dem sich die Aktinfilamente befinden; isotrop (bricht das Licht aus allen Richtungen gleich, eher hell)
  • A-Bande: Bereich, in dem sich die Myosinfilamente befinden; anisotrop (Lichtbrechung ist richtungsabhängig, eher dunkel)
  • H-Bande: mittlere Zone, die nur Myosin enthält
  • M-Streifen: dunklerer Bereich in der Mitte des Sarkomers; entsteht durch Querverbindungen zwischen den Myosinfilamenten
Sarkomer Einteilung, M-Linie, A Bande, H Bande, I Bande, Z-Scheibe, Aktin, Myosin
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Sarkomer Einteilung

Die hellen I- und die dunklen A-Banden sorgen für die Querstreifung unserer Herz- und Skelettmuskulatur (quergestreifte Muskulatur), die unter dem Mikroskop erkennbar ist. Die Skelettmuskeln sind zum Beispiel für das Bewegen deiner Arme und Beine verantwortlich. Die Herzmuskeln sorgen dagegen für den Herzschlag.

Sarkomer Funktion

Aktin und Myosin sind kontraktile Proteine. Das bedeutet, dass sie für eine Kontraktion (Zusammenziehen) der Muskeln sorgen. Die Muskelkontraktion ist ein wichtiger Vorgang, den du kennen solltest. Denn ohne sie könnten wir uns gar nicht bewegen.

Die Kontraktion unserer Muskeln funktioniert dadurch, dass sich die Aktin- und Myosinfilamente aneinander vorbeischieben. Dabei verändert sich zwar nicht die Länge der einzelnen Filamente, jedoch verkürzt sich die gesamte Sarkomer-Einheit. Das Prinzip, das die Muskelkontraktion erklärt, nennst du Gleitfilamenttheorie.  Schau dir unbedingt auch unser Video zur Muskelkontraktion an und finde heraus, wie sie genau funktioniert!

Zum Video: Muskelkontraktion
Zum Video: Muskelkontraktion

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