Muskelkontraktion ist ein faszinierender Prozess, der dir jeden Tag ermöglicht,...
Ablauf der Muskelkontraktion erklärt




Der entspannte Muskel und die Erregung
Stell dir vor, dein Muskel ist wie ein gut organisiertes System, das nur darauf wartet, aktiviert zu werden. Im entspannten Zustand ist alles ruhig: Das Sarkoplasmatische Retikulum (SR) speichert Calcium-Ionen wie ein Lager, wodurch der Calcium-Spiegel im Muskel niedrig bleibt.
Die Myosinköpfchen können nicht an die Aktinfilamente andocken, weil Troponin und Tropomyosin die Bindungsstellen blockieren - wie Türsteher vor einem Club. An den Myosinköpfchen ist bereits ATP gebunden, sie stehen in einer 45°-Stellung bereit.
Wenn ein Aktionspotential die motorische Endplatte erreicht, wird Acetylcholin ausgeschüttet. Das löst ein Endplattenpotential aus, welches sich über das Sarkolemm und die T-Tubuli bis zum SR ausbreitet. Dort öffnen sich die Calcium-Kanäle und Calcium-Ionen strömen in die Myofibrillen.
Merke: Ohne Calcium-Freisetzung keine Muskelkontraktion - es ist der entscheidende Startschuss!

Freilegung der Bindungsstellen und Kontraktion
Jetzt wird's richtig interessant! Die Calcium-Ionen binden an Troponin, wodurch sich dessen Raumstruktur verändert. Das Tropomyosin verschiebt sich und gibt endlich die Myosinbindungsstellen am Aktinfilament frei - die Türsteher treten zur Seite.
Gleichzeitig aktiviert Calcium die ATPase-Aktivität von Myosin. ATP wird zu ADP und Phosphat gespalten, wodurch der Myosinkopf in seine energiereiche 90°-Stellung gelangt - wie ein gespannter Bogen.
Nun dockt das Myosinköpfchen am Aktinfilament an und gibt nacheinander Phosphat und ADP frei. Dabei klappt es zur Z-Scheibe hin um - der berühmte Kraftschlag! Das Aktinfilament wird zur Sarkomermitte gezogen, das Sarkomer verkürzt sich und der gesamte Muskel kontrahiert.
Tipp: Denk an den Kraftschlag wie an ein Ruder im Wasser - es zieht das Boot (Aktinfilament) vorwärts!

Entspannung und der Kontraktionszyklus
Nach dem Kraftschlag bindet sich ein neues ATP-Molekül an das Myosinköpfchen - der sogenannte Weichmachereffekt. Dadurch löst es sich vom Aktin und klappt in die Ausgangsstellung zurück.
Jetzt gibt es zwei Möglichkeiten: Ist der Calcium-Spiegel weiterhin hoch, bleiben die Bindungsstellen frei und das Myosinköpfchen dockt an der nächsten Stelle an. Der Kontraktionszyklus wiederholt sich, solange Aktionspotentiale ankommen.
Für die Entspannung pumpen Calcium-Pumpen die Calcium-Ionen zurück ins SR. Calcium löst sich vom Troponin, die Myosinbindungsstellen werden wieder blockiert und alle Myosinköpfchen lösen sich nach und nach vom Aktinfilament.
Achtung: Ohne ATP-Resynthese funktioniert nichts mehr - dann erstarren die Muskeln irreversibel, weil sich die Myosinköpfchen nicht mehr lösen können!
Wir dachten schon, du fragst nie...
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