Aufbau der Skelettmuskulatur
  • Unsere gesamte Skelettmuskulatur setzt sich aus vielen einzelnen Muskel bzw. Muskelgruppen zusammen.
  • Ein einzelner Skelettmuskel setzt sich wiederum aus vielen mehr oder weniger dicken Bündeln (Faszikeln) zusammen (siehe Abb.1).
  • Diese Bündel bestehen aus vielen einzelnen Muskelfasern (oft auch Muskelfaserzelle oder Myozyt genannt).
  • Eine einzelne Muskelfaser besteht aus vielen einzelnen Myofibrillen (oft auch Muskelzelle oder einfach Zelle genannt).
  • Die Myofibrillen bestehen aus vielen in einer Reihe miteinander verbundenen Sarkomeren, welche durch die Z-Banden (Z-Linien) miteinander verbunden werden.
  • Hauptbestandteile der Sarkomere ist ein Komplex aus Aktin/Myosin/Titin.

Die funktionellen Bestandteile eines Skelettmuskels von groß nach klein lauten:  Knochen – Muskel – Muskelfaserbündel (Faszikel) – Muskelfaser – Myofibrille – Sarkomer – Aktin/Myosin. (modifiziert nach Huxley, 1969)

Abb. 1: Gesamtansicht eines Muskels mit Muskelfaserbündeln.

Abb. 1: Gesamtansicht eines Muskels mit Muskelfaserbündeln (Faszikeln).

Muskelfaserbündel mit Muskelfasern

In der folgenden Abbildung (Abb.2) sind die einzelnen Muskelfaserbündel einer Skelettmuskulatur mit den darin enthaltenen Muskelfasern sowie die Umhüllung des Muskels mit der Muskelhaut, der sogenannten Faszie zu erkennen.

Abb. 2: Schnittansicht eines Muskels mit Muskelfaserbündeln (Faszikeln) , Muskelfasern und Myofibrillen.

Abb. 2: Schnittansicht eines Muskels mit Muskelfaserbündeln (Faszikeln) , Muskelfasern und Myofibrillen.

Muskelfaser mit Myofibrillen und Sarkomeren

Eine einzelne Muskelfaser unserer Skelettmuskulatur setzt sich aus vielen einzelnen Myofibrillen (siehe Abb.3) zusammen. Die Myofibrillen können – je nach Literatur – eine Länge von 15 cm bis zu 15 cm bei einem Durchmesser von ca. 0,01 mm erreichen. In der Muskelfaser befinden sich auch die Mitochondrien, welche Energie für die Muskelarbeit liefern (nicht abgebildet).

Unter dem Mikroskop ist die streifenförmige Aufteilung der Sarkomere quer zur Muskulatur sehr gut zu erkennen. Daher auch der Name “quergestreifte Muskulatur”.[/vc_column_text][vc_column_text]

Abb. 3: Muskelfaser mit Myofibrillen.

Abb. 3: Detailansicht einer Muskelfaser mit den darin befindlichen Myofibrillen.

Das Sarkomer im Detail

Eine Myofibrille unserer Skelettmuskulatur bestehen aus vielen einzelnen Sarkomeren (siehe Abb.4). Die Sarkomere bestehen in der Hauptsache aus drei einzelnen Strukturen. Das Aktinfilament und das Myosinfilament, welche sich ineinander verschieben können (= Filamentgleiten) und so eine Kontraktion (Anspannung) des Muskels bewirken.

Abb. 4: Einzelnes Sarkomer im Detail mit Aktin, Myosin und Titin.

Abb. 4: Einzelnes Sarkomer im Detail mit Aktin, Myosin und Titin.

Hinzu kommt das von den Molekularbiologen Maruyama und Wang Ende der achziger Jahre erstmals beschriebene Titin, welches eine wesentliche Rolle für die Stabilität und Elastizität des Muskels spielt. So sorgt das Titin als molekulare Feder u. a. für die Ruhespannung der Muskulatur.

Einfach gesagt darf das Titin als Antagonist (= Gegenspieler) zum Aktin verstanden werden. Im Ruhezustand und bei einer Dehnung des Muskels übt das Titin einen Zug auf die Z-Bande aus. Bei einer Kontraktion hingegen ist es das Aktin, welches an der Z-Bande zieht.

Aktin und Myosin

Auch Aktin und Myosin bestehen noch aus verschiedenen Teilen. So entspringen aus dem Myosinfilament die verdrillten schweren Myosinketten welche in die leichten Myosinketten münden an deren Enden sich dann das Myosinköpchen befindet.

Das Aktin wiederum setzt sich aus einzelnen (monomeren) G-Aktinen (G = globulär) zusammen. Hinzu kommt das Tropomyosin mit dem daran befindlichen Troponinkomplex. Im Ruhezustand besetzt Troponin die Bindungsstelle zwischen Aktin und Myosin. Wie das funktioniert beschreibe ich in meinem Beitrag Die Muskelfaser – Ablauf eines Kontraktionszyklus.

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Abbildung(en) lizenziert unter  Creative Commons Lizenzvertrag Creative Commons Namensnennung – Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International. Beruht auf dem Werk von Bernd Stumpp unter http://www.bernd-stumpp.de/skelettmuskulatur-aufbau/.

Dieser Beitrag wurde zuletzt am 9. Jun 2018 @ 21:39 überarbeitet.

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5 Kommentare
  1. Bachmann WULFF sagte:

    Sehr verständlich geschrieben. Ich bin nicht unbedingt vom Fach – aber viele Zusammenhänge begriffen.
    Manch ein Arzt könnte seinen Patienten oft die Angst nehmen wenn er die Gründe, Behandlungsmethoden usw. gut erklären würde, aber viele sind genervt wenn Fragen kommen. Gut wenn man mit Erklärungen wie die von Ihnen Wissen bekommen darf. Vielen Dank

    Antworten
  2. Gian Carlo Arbenz sagte:

    Hallo Bernd,

    Ich schätze deine Beiträge zur Physiologie und Anatomie der Muskeln sehr, besonders der Artikel über den Kontraktionszyklus hat mir weitergeholfen.
    Ich bin mir aber sicher, dass sich hier ein Fehler eingeschlichen hat: Eine Muskelfaser ist nicht das gleiche wie eine Myofibrille oder Muskelfibrille. Eine Muskelfaser ist eine Muskelzelle (welche kurioserweise mehrere Zellkerne aufweist), die aus Myofibrillen aufgebaut ist. Was du in Abbildung 3 als “Muskelfaserbündel” bezeichnest ist eigentlich eine einzelne Muskelfaser, und die mit “Muskelfaser” beschriebenen Elemente sind eben die Myofibrillen.
    Hier findest du eine korrekte Abbildung: https://de.wikipedia.org/wiki/Sarkomer#/media/File:Skeletal_muscle.jpg

    Lg
    Gian Carlo

    Antworten

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