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Aktin und Myosin

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Aktin und Myosin sind Moleküle aus Protein, die in ihrer Struktur fadenförmig aufgebaut sind. Beide Moleküle sind zentraler Bestandteil der Muskulatur (auch in Muskelspindeln enthalten) und bilden die Grundlage dafür, dass sich unsere Muskeln verkürzen können, wir uns also bewegen können.

Grundsätzlich kann die Muskulatur des Menschen in quergestreifte (Skelettmuskulatur) und glatte Muskulatur (in Hohlorganen wie Magen-Darm Takt, Bronchien, Blutgefäßen etc.) sowie in Herzmuskulatur eingeteilt werden. Die Skelettmuskulatur macht etwa 45% der Körpermasse aus und dient durch ihre Kontraktionsfähigkeit der aufrechten Körperhaltung, aktiven Bewegungen (laufen, heben, springen usw.) und auch der Wärmeproduktion, die durch die Kontraktion der Muskulatur entsteht. Ein Skelettmuskel, also beispielsweise der Bizeps, ist komplett von einer schützenden Hülle (Epimysium) umgeben.

Ohne die Proteine Aktin und Myosin wäre die Kraftaufbringung nicht möglich, jedoch muss man sich zunächst die äußere Struktur weiter ansehen. Innerhalb des Bizeps treten verschiedene Bündel aus Muskelfasern auf, die von dem sog. Perimysium umgeben sind. Jede einzelne Muskelfaser wiederum wird von dem Endomysium umgeben. Einzelne Muskelfasern können bis zu 0,1 mm dick und 15 cm lang werden! Innerhalb der Muskulatur treten auch viele Nerven- und Blutgefäße auf, um die muskuläre Aktivität zu steuern und ihn mit Nährstoffen zu versorgen.

Feinaufbau der Muskelfaser

Alle Muskelfasern enthalten gewisse Bestandteile, die eine Muskelkontraktion erlauben: Die Myofibrillen. Sie durchlaufen die Muskelfasern in Längsrichtung und bestehen selbst aus sich abwechselnden hellen und dunklen Bereichen quer zur Faserlängsrichtung (daher der Name!), den Sarkomeren. Die noch dunkleren vertikalen Trennlinien zwischen den Sarkomeren werden als z-Streifen (auch aus Aktin) bezeichnet.

Innerhalb eines jeden Sarkomers treten die o.g. hellen (Aktin) und dunklen Bereiche (Aktin und Myosin ineinander geschoben) auf. Die Myosinfilamente können sich also an die Aktinfilamente „anheften“ und umklappen, sodass die Aktinfilamente sinngemäß aufeinander zu geschoben werden. Da dies auf zwei Seiten passiert, bewegen sich die z-Scheiben aufeinander zu, der Muskel wird verkürzt.

Als Folge dessen können wir beispielsweise ein Gewicht mit dem Bizeps anheben: Der Bizeps verkürzt sich und der zunächst gerade nach unten gestreckte Unterarm bewegt sich nach oben sodass das Gewicht, was wir in der Hand halten, angehoben wird. Ohne Aktin und Myosin wäre die Muskelkontraktion also nicht möglich.

Quelle: Anatomie, Physiologie, S. 62 ff., C. Zalpour, (2006).

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