Muskelkontraktion

Veränderung am Muskel nach Eintreffen eines Nervenimpulses von Gehirn oder Rückenmark. Bei einer isotonische Muskelkontraktion verkürzt sich der Muskel, bei einer isometrischen Muskelkontraktion spannt er sich an. Auch Kombinationen sind möglich. So spannt und verkürzt sich der Muskel bei einer auxotonen Muskelkontraktion gleichzeitig, während er sich bei einer Unterstützungskontraktion zuerst spannt und dann verkürzt und bei einer Anschlagskontraktion zuerst verkürzt und dann spannt. Folgen z.B. bei Kalziummangel mehrere Nervenimpulse in kürzester Zeit aufeinander, entsteht eine Dauerkontraktion, eine tetanische Muskelkontraktion. Für alle diese Prozesse benötigt der Muskel Energie in Form von Traubenzucker (Glukose). Diesen gewinnt er entweder direkt aus dem Blut oder setzt ihn aus seiner Speicherform, dem Glykogen, frei. Für die Muskelkontraktion sind zwei Fasermoleküle zuständig, Aktin und Myosin. Benachbarte Aktin- und Myosinbündel überlappen sich, sodass eine Myosinfaser zwischen zwei Aktinfasern zu liegen kommt. Damit sich ein Muskel zusammenzieht, ist jeweils ein Sarkomer, das heißt eine Funktionseinheit aus zwei Aktinbündeln und einem Myosinbündel erforderlich. Die Myosinfasern verfügen über seitliche Ausläufer, die Myosinköpfchen. Erreicht den Muskel ein Nervenimpuls, strömt Kalzium an die Muskelzelle und legt die Bindungstelle für das Myosinköpfchen am Aktin frei. Das Myosinköpfchen bindet an den daneben liegenden Aktinfaden, knickt dabei um 45° um und zieht dabei den Aktinfaden näher heran. Dadurch vergrößert sich der überlappende Bereich, das Sarkomer zieht sich teleskopartig zusammen und der Muskel verkürzt sich. Bindet anschließend der energiereiche Stoff ATP an das Myosinköpfchen, gibt dieses den Aktinfaden wieder frei.

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