MUSKELFASER: ARTEN, EIGENSCHAFTEN UND FUNKTIONEN - BIOLOGIE - 2025

Die Muskelfaser oder Myozyte ist der Zelltyp, aus dem das Muskelgewebe besteht. Im menschlichen Körper gibt es drei Arten von Muskelzellen, die Teil der Herz-, Skelett- und glatten Muskeln sind.

Herz- und Skelettmyozyten werden wegen ihrer länglichen, faserigen Form manchmal als Muskelfasern bezeichnet. Die Zellen des Herzmuskels (Kardiomyozyten) sind die Muskelfasern, aus denen das Myokard, die mittlere Muskelschicht des Herzens, besteht.

Skelettmuskelzellen bilden das Muskelgewebe, das mit Knochen verbunden ist und für die Fortbewegung wichtig ist. Glatte Muskelzellen sind für unwillkürliche Bewegungen verantwortlich, wie z. B. Kontraktionen im Darm, um die Nahrung durch das Verdauungssystem zu treiben (Peristaltik).

Arten von Myozyten, Eigenschaften und ihre Funktionen

- Skelettmuskel-Myozyten

Skelettmuskelzellen sind lang, zylindrisch und gestreift. Sie sollen mehrkernig sein, was bedeutet, dass sie mehr als einen Kern haben. Dies liegt daran, dass sie aus der Fusion embryonaler Myoblasten entstehen. Jeder Kern reguliert den Stoffwechselbedarf des ihn umgebenden Sarkoplasmas.

Skelettmuskelzellen benötigen viel Energie, weshalb sie viele Mitochondrien enthalten, um genügend ATP erzeugen zu können.

Skelettmuskelzellen bilden den Muskel, den Tiere für die Bewegung verwenden, und sind in verschiedene Muskelgewebe rund um den Körper, beispielsweise den Bizeps, unterteilt. Skelettmuskeln werden durch Sehnen an Knochen befestigt.

Die Anatomie der Muskelzellen unterscheidet sich von der anderer Zellen im Körper, daher haben Biologen unterschiedliche Begriffe auf verschiedene Teile dieser Zellen angewendet. Daher ist die Zellmembran einer Muskelzelle als Sarkolemma bekannt, und das Zytoplasma wird als Sarkoplasma bezeichnet.

Sarcoplasma enthält Myoglobin, ein Sauerstoffspeicherprotein, sowie Glykogen in Granulatform, das Sie mit Energie versorgt.

Das Sarkoplasma enthält auch viele röhrenförmige Proteinstrukturen, sogenannte Myofibrillen, die aus Myofilamenten bestehen.

Arten von Myofilamenten

Es gibt 3 Arten von Myofilamenten; dick, dünn und elastisch. Dicke Myofilamente bestehen aus Myosin, einer Art Motorprotein, während dünne Myofilamente aus Actin bestehen, einer anderen Art von Protein, das von Zellen zur Bildung der Muskelstruktur verwendet wird.

Elastische Myofilamente bestehen aus einer elastischen Form von Verankerungsprotein, das als Titin bekannt ist. Zusammen erzeugen diese Myofilamente Muskelkontraktionen, indem sie den "Köpfen" des Myosinproteins erlauben, entlang der Aktinfilamente zu gleiten.

Die Grundeinheit des gestreiften (gestreiften) Muskels ist das Sarkomer, das aus Aktinfilamenten (helle Bänder) und Myosinfilamenten (dunkle Bänder) besteht.

- Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten)

Kardiomyozyten sind kurz, schmal und ziemlich rechteckig. Sie sind etwa 0,02 mm breit und 0,1 mm lang.

Kardiomyozyten enthalten viele Sarkosomen (Mitochondrien), die die für die Kontraktion erforderliche Energie liefern. Im Gegensatz zu Skelettmuskelzellen enthalten Kardiomyozyten normalerweise nur einen Kern.

Im Allgemeinen enthalten Kardiomyozyten die gleichen zellulären Organellen wie Skelettmuskelzellen, obwohl sie mehr Sarkosomen enthalten. Kardiomyozyten sind groß und muskulös und strukturell durch interkalierte Scheiben verbunden, die Gap Junctions für die Zelldiffusion und -kommunikation aufweisen.

Die Scheiben erscheinen als dunkle Banden zwischen den Zellen und sind ein einzigartiger Aspekt von Kardiomyozyten. Sie sind das Ergebnis davon, dass die Membranen der benachbarten Myozyten sehr nahe beieinander liegen und eine Art Klebstoff zwischen den Zellen bilden.

Dies ermöglicht die Übertragung der Kontraktionskraft zwischen Zellen, wenn sich die elektrische Depolarisation von einer Zelle zur anderen ausbreitet.

Die Schlüsselrolle von Kardiomyozyten besteht darin, genügend Kontraktionskraft zu erzeugen, damit das Herz effektiv schlagen kann. Sie ziehen sich zusammen und verursachen genug Druck, um Blut durch den Körper zu treiben.

Satellitenzellen

Kardiomyozyten können sich nicht effektiv teilen, was bedeutet, dass Herzzellen, wenn sie verloren gehen, nicht ersetzt werden können. Dies hat zur Folge, dass jede einzelne Zelle härter arbeiten muss, um das gleiche Ergebnis zu erzielen.

Als Reaktion auf den möglichen Bedarf des Körpers an einem erhöhten Herzzeitvolumen können Kardiomyozyten wachsen. Dieser Prozess wird als Hypertrophie bezeichnet.

Wenn die Zellen immer noch nicht in der Lage sind, die vom Körper benötigte Kontraktionskraft zu erzeugen, kommt es zu einer Herzinsuffizienz. Es gibt jedoch sogenannte Satellitenzellen (Ammenzellen), die im Herzmuskel vorhanden sind.

Dies sind myogene Zellen, die beschädigte Muskeln ersetzen, obwohl ihre Anzahl begrenzt ist. Satellitenzellen sind auch in Skelettmuskelzellen vorhanden.

- Glatte Myozyten

Glatte Muskelzellen

Glatte Muskelzellen sind spindelförmig und enthalten einen einzigen zentralen Kern. Sie haben eine Größe von 10 bis 600 μm (Mikrometer) und sind die kleinste Art von Muskelzellen. Sie sind elastisch und daher wichtig für die Expansion von Organen wie Nieren, Lunge und Vagina.

Die Myofibrillen der glatten Muskelzellen sind nicht wie im Herz- und Skelettmuskel ausgerichtet, was bedeutet, dass sie nicht gestreift sind, weshalb sie als "glatt" bezeichnet werden.

Diese glatten Myozyten sind in Blättern angeordnet, so dass sie sich gleichzeitig zusammenziehen können. Sie haben ein unterentwickeltes sarkoplasmatisches Retikulum und enthalten aufgrund der eingeschränkten Größe der Zellen keine T-Tubuli. Sie enthalten jedoch andere normale Zellorganellen wie Sarkosomen, jedoch in geringeren Mengen.

Glatte Muskelzellen sind für unwillkürliche Kontraktionen verantwortlich und befinden sich in den Wänden von Blutgefäßen und Hohlorganen wie dem Magen-Darm-Trakt, der Gebärmutter und der Blase.

Sie sind auch im Auge vorhanden und ziehen sich zusammen, wodurch sich die Form der Linse ändert und das Auge fokussiert. Die glatte Muskulatur ist auch für die peristaltischen Kontraktionswellen des Verdauungssystems verantwortlich.

Wie bei Herz- und Skelettmuskelzellen ziehen sich glatte Muskelzellen infolge der Depolarisation des Sarkolemmas zusammen (ein Prozess, der die Freisetzung von Calciumionen verursacht).

In glatten Muskelzellen wird dies durch Gap Junctions erleichtert. Die Gap Junctions sind Tunnel, die die Übertragung von Impulsen zwischen ihnen ermöglichen, so dass sich die Depolarisation ausbreiten und Myozyten sich gemeinsam zusammenziehen können.

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