Muskelkontraktion
Die Muskelkontraktion ist ein komplexer Prozess, der in mehreren Phasen abläuft. Im entspannten Zustand ist der Calcium-Spiegel in der Muskelfaser gering, da das sarkoplasmatische Retikulum aktiv Calcium-Ionen aufnimmt.
Definition: Das sarkoplasmatische Retikulum ist ein intrazellulärer Calcium-Speicher in Muskelzellen.
In diesem Zustand sind die Myosin-Bindungsstellen der Aktinmoleküle durch das Regulatorprotein Tropomyosin blockiert, wodurch die Myosinköpfchen nicht an Aktin binden können. An den Myosinköpfchen sind ADP und Phosphat gebunden, was einem energiereichen Zustand entspricht.
Der Prozess der Muskelkontraktion wird durch ein Aktionspotential ausgelöst, das die motorische Endplatte erreicht. Dies führt zur Ausschüttung von Acetylcholin in die neuromuskuläre Synapse, was die Muskelzelle depolarisiert.
Example: Wenn Sie einen Ball werfen, löst das Gehirn ein Aktionspotential aus, das diesen Kontraktionsprozess in den Armmuskeln in Gang setzt.
Das Potential breitet sich über die T-Tubuli bis zum sarkoplasmatischen Retikulum aus und bewirkt dort die Öffnung von Calcium-Kanälen. Calcium wird schlagartig ins Cytoplasma ausgeschüttet und bindet an das Troponin, was zu einer Konformationsänderung des Tropomyosin-Troponin-Komplexes führt. Dadurch werden die Bindungsstellen für das Myosinköpfchen auf dem Aktin freigegeben.
Highlight: Die Freigabe der Bindungsstellen auf dem Aktin ist der entscheidende Schritt, der die eigentliche Muskelkontraktion ermöglicht.
Die Myosinköpfchen binden nun an die Bindungsstellen auf dem Aktinfilament. Durch Abspaltung von ADP und Phosphat "knickt" der Myosinkopf ab und schiebt dabei das Aktinfilament in Richtung Sarkomermitte. Dies führt zur Verkürzung des Sarkomers und somit zur Muskelkontraktion.
