Steuerung der Muskelkontraktion und Energiebereitstellung

Die Steuerung der Muskelkontraktion erfolgt über die Frequenz der Aktionspotentiale. Je mehr Erregungen den Muskel erreichen, desto mehr Calcium-Ionen werden ausgeschüttet, was zu einer stärkeren Kontraktion führt.

Highlight: Die Anzahl der parallel angeordneten Muskelfasern bestimmt die maximale Kraft, mit der ein Muskel kontrahieren kann.

Die Entspannung nach der Kontraktion tritt ein, wenn kein weiteres Aktionspotential den Muskel erreicht. Calcium-Pumpen befördern dann das Calcium zurück in das sarkoplasmatische Retikulum, wodurch die intrazelluläre Calcium-Konzentration abnimmt.

Example: Bei der Entspannung nach dem Werfen eines Balls pumpen die Calcium-Pumpen das Calcium zurück, wodurch sich die Armmuskeln wieder entspannen.

Die Energiebereitstellung für die Muskelkontraktion erfolgt in mehreren Stufen:

1. Zunächst werden die Reserven an ATP und dann an KTP genutzt (anaerob).
2. Bei hoher körperlicher Belastung und wenig Sauerstoff im Blutkreislauf erfolgt die ATP-Bildung durch Milchsäuregärung.
3. Wenn schließlich genug Sauerstoff vorhanden ist, setzt die Zellatmung (aerob) ein, bei der unter Sauerstoffverbrauch Glucose abgebaut wird, um ATP zu bilden.

Vocabulary: ATP (Adenosintriphosphat) ist der wichtigste Energieträger in Zellen und spielt eine zentrale Rolle bei der Muskelkontraktion.

Ein interessantes Phänomen im Zusammenhang mit der Muskelkontraktion ist die Totenstarre. Wenn ein Organismus stirbt, nimmt die ATP-Konzentration ab, da kein ATP mehr in den Mitochondrien regeneriert werden kann. Die Calcium-Konzentration bleibt jedoch hoch, da die Calcium-Pumpen inaktiv sind. Infolgedessen können sich die Myosinköpfchen nicht mehr vom Aktinfilament lösen, und der Muskel erstarrt.

Definition: Totenstarre ist die Versteifung der Muskulatur nach dem Tod, die durch den Mangel an ATP und die anhaltend hohe Calcium-Konzentration verursacht wird.