Muskelgewebe ist ein längliches Gewebe mit einer Länge von einigen Millimetern bis etwa 10 Zentimetern und einer Breite von 10 bis 100 Mikrometern. Diese Zellen sind in Geweben zusammengefügt, die entweder quergestreift oder glatt sind, je nachdem, ob organisierte, sich regelmäßig wiederholende Anordnungen von myofibrillären kontraktilen Proteinen, den Myofilamenten, vorhanden sind oder nicht. Der quergestreifte Muskel wird entweder als Skelettmuskel oder als Herzmuskel klassifiziert. Die quergestreifte Muskulatur unterliegt in der Regel einer bewussten Kontrolle, während die glatte Muskulatur dies nicht tut. Somit kann das Muskelgewebe in drei verschiedene Typen eingeteilt werden:
- Der Skelettmuskel, der eine quergestreifte Struktur hat und willentlich gesteuert wird, ist durch Sehnen (oder an einigen Stellen durch Aponeurosen) am Knochen verankert und dient der Skelettbewegung, wie der Fortbewegung und der Aufrechterhaltung der Körperhaltung. (Obwohl die Haltungskontrolle im Allgemeinen als unbewusster Reflex aufrechterhalten wird – siehe Propriozeption -, reagieren die verantwortlichen Muskeln auch auf bewusste Kontrolle wie nicht-positive Muskeln). Ein durchschnittlicher erwachsener Mann besteht zu 42 % aus Skelettmuskeln, eine durchschnittliche erwachsene Frau zu 36 % (in Prozent der Körpermasse).
- Glatte Muskeln, die weder eine quergestreifte Struktur haben noch willentlich gesteuert werden, befinden sich in den Wänden von Organen und Strukturen wie Speiseröhre, Magen, Darm, Bronchien, Gebärmutter, Harnröhre, Blase, Blutgefäßen und den Arrector pili in der Haut (wo sie die Aufrichtung der Körperhaare steuern).
Bei Wirbeltieren gibt es noch ein drittes Muskelgewebe:
- Der Herzmuskel (Myokard), der nur im Herzen vorkommt, ist ein quergestreifter Muskel, der ähnlich aufgebaut ist wie der Skelettmuskel, aber keiner willkürlichen Kontrolle unterliegt.
Herz- und Skelettmuskeln sind insofern „quergestreift“, als sie Sarkomere enthalten und in sehr regelmäßigen Bündeln angeordnet sind; glatte Muskeln haben beides nicht. Während die Skelettmuskeln in regelmäßigen, parallelen Bündeln angeordnet sind, sind die Herzmuskeln in verzweigten, unregelmäßigen Winkeln miteinander verbunden (so genannte Interkalationsscheiben). Die quergestreifte Muskulatur kontrahiert und entspannt sich in kurzen, intensiven Schüben, während die glatte Muskulatur längere oder sogar fast permanente Kontraktionen aufrechterhält.
Vergleich der TypenBearbeiten
| glatter Muskel | Herzmuskel | Skelettmuskel | |
| Anatomie | |||
| Neuromuskuläre Verbindung | keine | keine | vorhanden |
| Fasern | fusiform, kurz (<0.4 mm) | verzweigt | zylindrisch, lang (<15 cm) |
| Mitochondrien | wenige | zahlreich | viele bis wenige (nach Typ) |
| Zellkerne | 1 | 1 | >1 |
| Sarkomere | keine | vorhanden, max. Länge 2,6 µm | vorhanden, max. Länge 3.7 µm |
| Synzytium | keines (unabhängige Zellen) | keines (aber funktionell als solches) | vorhanden |
| sarkoplasmatisches Retikulum | wenig elaboriert | moderat elaboriert | hoch elaboriert |
| ATPase | wenig | moderat | häufig |
| Physiologie | |||
| Selbst-Regulierung | spontane Aktion (langsam) | ja (schnell) | keine (erfordert Nervenreiz) |
| Reaktion auf Reiz | unempfindlich | „alles oder nichtsor-nothing“ | „all-or-nichts“ |
| Aktionspotential | ja | ja | ja |
| Arbeitsbereich | Kraft-Längen-Kurve ist variabel | der Anstieg der Kraft-Längen-Kurve | am Spitze der Kraft-Längen-Kurve |
| Reaktion auf einen Reiz |
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SkelettmuskelBearbeiten
Die Skelettmuskulatur wird weiter in mehrere Untertypen unterteilt:
- Typ I, der langsam oxidierende, langsam zuckende oder „rote“ Muskel ist dicht mit Kapillaren durchzogen und reich an Mitochondrien und Myoglobin, was dem Muskelgewebe seine charakteristische rote Farbe verleiht. Er kann mehr Sauerstoff transportieren und die aerobe Aktivität aufrechterhalten.
- Die Muskelfasern vom Typ I werden aufgrund neuerer Forschungen manchmal in die Kategorien Typ I und Typ Ic unterteilt.
- Der Typ II, der schnell zuckende Muskel, hat drei Haupttypen, die in der Reihenfolge der zunehmenden Kontraktionsgeschwindigkeit sind:
- Typ IIa, der wie ein langsamer Muskel aerob ist, reich an Mitochondrien und Kapillaren und rot erscheint, wenn er deoxygeniert wird.
- Typ IIx (auch bekannt als Typ IId), der weniger dicht an Mitochondrien und Myoglobin ist. Dies ist der schnellste Muskeltyp des Menschen. Er kann sich schneller und mit größerer Kraft zusammenziehen als der oxidative Muskel, kann aber nur kurze, anaerobe Aktivitätsstöße aushalten, bevor die Muskelkontraktion schmerzhaft wird (was oft fälschlicherweise auf eine Ansammlung von Milchsäure zurückgeführt wird). N.B. In einigen Büchern und Artikeln wurde dieser Muskel beim Menschen verwirrenderweise als Typ IIB bezeichnet.
- Typ IIb ist ein anaerober, glykolytischer, „weißer“ Muskel, der eine noch geringere Mitochondrien- und Myoglobindichte aufweist. Bei kleinen Tieren wie Nagetieren ist dies der wichtigste schnelle Muskeltyp, was die blasse Farbe ihres Fleisches erklärt.
Glatter MuskelBearbeiten
Der glatte Muskel ist ein unwillkürlicher, nicht gestreifter Muskel. Er wird in zwei Untergruppen eingeteilt: den einteiligen (unitären) und den mehrteiligen glatten Muskel. Innerhalb der Einheitszellen kontrahiert das gesamte Bündel oder Blatt als Synzytium (d. h. eine vielkernige Masse aus Zytoplasma, die nicht in Zellen unterteilt ist). Glatte Muskelgewebe mit mehreren Einheiten innervieren einzelne Zellen und ermöglichen so eine feine Steuerung und allmähliche Reaktionen, ähnlich wie die Rekrutierung von motorischen Einheiten in der Skelettmuskulatur.
Glatte Muskulatur findet sich in den Wänden von Blutgefäßen (diese glatte Muskulatur wird speziell als vaskuläre glatte Muskulatur bezeichnet), z. B. in der Tunica media der großen (Aorta) und kleinen Arterien, Arteriolen und Venen. Glatte Muskulatur findet sich auch in den Lymphgefäßen, der Harnblase, der Gebärmutter (als glatte Gebärmuttermuskulatur bezeichnet), dem männlichen und weiblichen Fortpflanzungstrakt, dem Magen-Darm-Trakt, den Atemwegen, den Arrector pili der Haut, dem Ziliarmuskel und der Iris des Auges. Die Struktur und Funktion der glatten Muskelzellen in den verschiedenen Organen ist im Grunde genommen gleich, aber die auslösenden Reize unterscheiden sich erheblich, um individuelle Wirkungen im Körper zu individuellen Zeitpunkten zu erzielen. Außerdem enthalten die Glomeruli der Nieren glatte muskelähnliche Zellen, die Mesangialzellen genannt werden.
HerzmuskelBearbeiten
Der Herzmuskel ist ein unwillkürlicher, quergestreifter Muskel, der sich in den Wänden und im histologischen Unterbau des Herzens, dem Myokard, befindet. Der Herzmuskel ist eine der drei Hauptmuskelarten, die anderen sind Skelettmuskel und glatte Muskeln. Diese drei Muskeltypen bilden sich alle im Prozess der Myogenese. Die Zellen, aus denen der Herzmuskel besteht, die so genannten Kardiomyozyten oder Myokardiozyten, enthalten überwiegend nur einen Zellkern, es gibt jedoch auch Populationen mit zwei bis vier Kernen. Das Myokard ist das Muskelgewebe des Herzens und bildet eine dicke mittlere Schicht zwischen der äußeren Epikardschicht und der inneren Endokardschicht.
Koordinierte Kontraktionen der Herzmuskelzellen im Herzen treiben das Blut aus den Vorhöfen und Kammern in die Blutgefäße des linken/körperlichen/systemischen und rechten/lungen/pulmonalen Kreislaufsystems. Dieser komplexe Mechanismus veranschaulicht die Systole des Herzens.
Im Gegensatz zu den meisten anderen Geweben im Körper sind die Herzmuskelzellen auf eine verfügbare Blut- und Stromversorgung angewiesen, um Sauerstoff und Nährstoffe zu liefern und Abfallprodukte wie Kohlendioxid zu entfernen. Die Koronararterien helfen, diese Funktion zu erfüllen.