Muskelanatomie - Aufbau des Muskels - Skelettmuskulatur im Detail - Aktin, Myosin & Z-Scheiben

Summary

Dieses Video gibt einen faszinierenden Einblick in die Muskelanatomie, insbesondere in den Aufbau des Bizeps. Es erklärt die Struktur von Muskelköpfen, Muskelfaserbündel, Fasern und Zellen. Der Fokus liegt auf der Beschreibung der Myofibrillen, Sarkomere und kontraktilen Proteine Actin und Myosin, die für Muskelkontraktionen verantwortlich sind. Zudem werden die Bedeutung der Z-Scheiben, M-Linie, H-Zone, I-Bande und A-Bande im Sarkomer erläutert und wie sie die Querstreifung der Skelettmuskulatur erzeugen.

Takeaways

• 😀 Der Video-Titel lautet 'Muskelanatomie' und es beschäftigt sich mit der Struktur und Funktion von Skelettmuskeln.
• 💪 Der Bizeps (Musculus biceps brachii) ist ein Beispiel für einen Skelettmuskel und besteht aus zwei Muskelköpfen, die an der Speiche (Radius) befestigt sind.
• 🤲 Muskelköpfe sind aus Muskelfaserbündeln aufgebaut, die etwa 0,1 bis 1 mm dick sind und etwas dicker als ein Haar.
• 🧬 Skelettmuskeln bestehen aus mehreren Muskelfaserbündeln und Bindegewebe, welches die Muskelfasern trennt und Faszien umfasst.
• 🔬 Die Muskelfasern selbst sind zwischen 1 mm und 15 cm lang und haben einen Durchmesser zwischen 40 und 200 Mikrometern.
• 🏋️‍♂️ Myofibrillen sind die winzigen Strukturen innerhalb der Muskelfasern, die nach Krafttraining wachsen und zu Muskelhypertrophie führen.
• 🔍 Sarkomere sind die kleinsten kontraktilen Einheiten innerhalb der Myofibrillen und zeigen ein quergestreiftes Muster unter dem Elektronenmikroskop.
• 🤹‍♂️ Die kontraktilen Proteine Aktin und Myosin sind in den Sarkomeren verankert und sind für die Muskelkontraktion verantwortlich.
• 🧵 Die Myosinfilamente sind an elastischen Titinfilamenten gebunden, was die Bewegung der Myosinköpfchen ermöglicht.
• 🔄 Die Muskelkontraktion führt zu einer Verkleinerung der I-Bande und H-Zone, was das komplette Sarkomer dunkel erscheinen lässt.
• 📚 Das Video empfiehlt das Buch 'Einführung in die Trainingswissenschaft' für weitere Informationen über Muskelanatomie und -physiologie.

Q & A

Was ist das Thema des Videos?

Das Thema des Videos ist die Muskelanatomie, insbesondere die Struktur und Funktion der Skelettmuskeln.

Was sind Skelettmuskeln und was tragen sie zur Bewegung bei?

Skelettmuskeln sind Muskeln, die für unsere bewusste Bewegung verantwortlich sind, wie zum Beispiel der Bizeps.

Was ist ein Muskelkopf und wie ist er im Muskel aufgebaut?

Ein Muskelkopf ist ein Teil eines Skelettmuskels, der aus mehreren Muskelfaserbündeln besteht, die durch Bindegewebe getrennt sind.

Was ist eine Sehne und wozu dient sie?

Eine Sehne ist eine faserige Verankerung, die den Muskelkopf an einem Knochen befestigt, wie zum Beispiel an der Speiche (Radius).

Was sind Muskelfasern und wie sind sie strukturiert?

Muskelfasern sind die Grundeinheiten der Skelettmuskulatur, die aus einer Vielzahl von Muskelzellen bestehen und parallel angeordnete Myofibrillen enthalten.

Was ist das Sarkolemm und wozu dient es?

Das Sarkolemm ist die Zellmembran der Muskelzelle, die die Zellinhalte umschließt und den Austausch von Stoffen ermöglicht.

Was sind Myofibrillen und wie sind sie im Muskel aufgebaut?

Myofibrillen sind dünne, parallel angeordnete Strukturen innerhalb der Muskelfasern, die aus Sarkomeren bestehen und für den Muskelkontraktionsmechanismus verantwortlich sind.

Was sind Sarkomere und wie sind sie im Sarkolett erkennbar?

Sarkomere sind die kontraktilen Einheiten innerhalb der Myofibrillen, die durch Z-Scheiben begrenzt sind und unter dem Elektronenmikroskop ein quergestreiftes Muster zeigen.

Was sind die kontraktilen Proteine Aktin und Myosin und wie sind sie im Sarkomer angeordnet?

Aktin und Myosin sind fadenförmige Proteine, die im Sarkomer für die Muskelkontraktion verantwortlich sind. Aktin ist an den Z-Scheiben verankert, während Myosin in Form von Filamenten schwebend über den Aktinfilamenten angeordnet ist.

Was sind die Teile des Sarkomers, die unter Muskelkontraktion sichtbar werden?

Unter Muskelkontraktion werden die I-Bande und die H-Zone verdrängt, was das Sarkomer vollständig dunkel erscheinen lässt.

Was ist die Bedeutung der quergestreiften Struktur der Skelettmuskulatur?

Die quergestreifte Struktur entsteht durch die Anordnung von Aktin- und Myosinfilamenten im Sarkomer und ist für die mechanische Kontraktion des Muskels verantwortlich.

Outlines

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💪 Muskelstruktur und Funktion

Dieses Video führt in die Muskelanatomie ein, insbesondere in den Bau des Bizeps (Musculus biceps brachii). Es erklärt, wie Muskelköpfe und Sehnen an Knochen befestigt sind und wie Muskelfaserbündel, Faszien und Muskelzellen in einem Skelettmuskel organisiert sind. Auch die Rolle des Bindegewebes und die Bedeutung der Myofibrillen für Muskelwachstum nach Krafttraining werden erläutert.

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🔬 Sarkomer und Muskelkontraktion

Der zweite Abschnitt vertieft sich in die Struktur des Sarkomers, welches die Grundeinheit der Muskelkontraktion ist. Es beschreibt die Rolle der kontraktilen Proteine Aktin und Myosin, die an den Z-Scheiben verankert sind und wie sie mit Tropomyosin und Troponin interagieren. Der Fokus liegt auf der mechanischen Stabilisierung durch Z-Scheiben und M-Linie, der Bedeutung der H-Zone, I-Bande und A-Bande und wie diese bei Muskelkontraktion verändert werden. Abschließend erklärt der Text, wie die Querstreifung der Muskulatur entsteht und wie sie sich unter dem Elektronenmikroskop darstellt.

Keywords

💡Muskulatur

Muskulatur bezieht sich auf die gesamte Gruppe von Muskeln in einem Körper, die für Bewegungen und die Aufrechterhaltung von Körperhaltungen verantwortlich sind. Im Video wird die Muskulatur im Kontext der Skelettmuskeln erläutert, die für bewusste Bewegungen sorgen, wie beim Bizeps.

💡Skelettmuskel

Ein Skelettmuskel ist ein Muskel, der direkt an Knochen angebunden ist und Bewegungen ermöglicht. Im Video wird erläutert, dass Skelettmuskeln aus Muskelfaserbündeln und Bindegewebe bestehen und wie sie aufgebaut sind, mit Beispielen wie dem Musculus biceps brachii.

💡Muskelfaser

Muskelfasern sind die Elemente, aus denen Muskelzellen bestehen und die für den Muskelkontraktionsmechanismus verantwortlich sind. Im Video wird beschrieben, dass sie aus Myofibrillen bestehen und wie sie in der Muskelzelle organisiert sind.

💡Myofibrillen

Myofibrillen sind die dünnen, parallel angeordneten Strukturen innerhalb einer Muskelfaser, die für die Kontraktion des Muskels verantwortlich sind. Im Video wird erklärt, dass sie aus Sarkomeren bestehen und wie sie zur Muskelhypertrophie beitragen.

💡Sarkomere

Ein Sarkomere ist die wiederholende Einheit innerhalb einer Myofibrille, die die charakteristische Querstreifung der Skelettmuskulatur bildet. Im Video wird beschrieben, wie Sarkomere durch ihre Struktur die Querstreifung verursachen und wie sie bei der Muskelkontraktion eine Rolle spielen.

💡Aktin

Aktin ist eines der kontraktilen Proteine in Muskelzellen, das in Form von Filamenten vorkommt und an den Z-Scheiben verankert ist. Im Video wird erklärt, wie Aktin bei der Muskelkontraktion mit Myosin interagiert.

💡Myosin

Myosin ist das andere kontraktile Protein in Muskelzellen, das in Form von Filamenten vorkommt und für das Zusammenziehen der Muskelfasern verantwortlich ist. Im Video wird beschrieben, wie Myosin mit Aktin interagiert und wie diese Interaktion die Muskelkontraktion auslöst.

💡Z-Scheibe

Die Z-Scheibe ist eine wichtige Struktur innerhalb des Sarkomers, die als Ankerpunkt für die Aktinfilamente dient und eine wichtige Rolle bei der Muskelkontraktion spielt. Im Video wird erklärt, wie Z-Scheiben im Sarkomere angeordnet sind und was sie bei der Muskelkontraktion bewirken.

💡M-Linie

Die M-Linie ist eine Struktur im Sarkomere, die als Mittel-Linie bezeichnet wird und eine Rolle bei der Stabilisierung der Aktin- und Myosinfilamente spielt. Im Video wird die M-Linie als Teil der Sarkomereinheit beschrieben.

💡H-Zone

Die H-Zone ist der Bereich im Sarkomere, der ausschließlich von Myosinfilamenten bedeckt ist und bei der Muskelkontraktion eine Rolle spielt. Im Video wird erläutert, wie sich die H-Zone verändert, wenn der Muskel kontrahiert.

💡I-Bande

Die I-Bande ist der Bereich im Sarkomere, der ausschließlich von Aktinfilamenten bedeckt ist. Im Video wird erklärt, wie die I-Bande bei der Muskelkontraktion verändert wird und wie sie zur Querstreifung der Muskulatur beiträgt.

💡A-Bande

Die A-Bande ist der Bereich im Sarkomere, der sowohl Aktin- als auch Myosinfilamente enthält. Im Video wird beschrieben, wie die A-Bande die dunkle Linie im Sarkomere darstellt und wie sie bei der Muskelkontraktion eine Rolle spielt.

Highlights

Das Video behandelt Muskelanatomie und erklärt, wie Skelettmuskeln für bewusste Bewegungen sorgen.

Der Bizeps (Musculus biceps brachii) besteht aus zwei Muskelköpfen, die an der Speiche (Radius) befestigt sind.

Muskelfaserbündel sind 0,1 bis 1 mm dick und enthalten mehrere Muskelzellen.

Bindegewebe trennt Muskelfaserbündel und faszien sind ein wichtiges Thema in der Muskelstruktur.

Muskelfasern haben Zellkerne und können mehrere Zellen verbinden, was die Verwendung des Begriffs 'Zelle' veraltet.

Muskelfasern sind 1 mm bis 15 cm lang und haben einen Durchmesser zwischen 40 und 200 µm.

Myofibrillen sind Abschnitte des Muskels, die nach Krafttraining wachsen und zur Muskelhypertrophie führen.

Sarkomere sind die kontraktilen Einheiten im Muskel, die unter dem Elektronenmikroskop ein quergestreiftes Schema zeigen.

Aktin- und Myosinfilamente sind die kontraktilen Proteine innerhalb des Sarkomers, die für Muskelkontraktionen verantwortlich sind.

Tropomyosin und Troponin sind Proteine, die den Muskelkontraktionsprozess regulieren.

Titinfilamenten ermöglichen die Bewegung der Myosinköpfchen und sind für die Muskelkontraktion wichtig.

CapZ ist ein Capping-Protein, das Aktinfilamente an den Z-Scheiben verknüpft.

Die Z-Scheiben, M-Linie, H-Zone, I-Bande und A-Bande sind wichtige Strukturen im Sarkomer für die mechanische Stabilisierung.

Die A-Bande ist aus Myosin- und Aktinfilamenten bestehen und ist für die Querstreifung der Muskulatur verantwortlich.

Muskelkontraktion führt zu einer Verdrängung der I-Bande und H-Zone, was das Sarkomer dunkel erscheinen lässt.

Die Querstreifung entsteht durch die unterschiedliche Lichtbrechung von I-Banden und A-Banden im polarisierten Licht.

Das Buch 'Einführung in die Trainingswissenschaft' wird empfohlen für weitere Informationen über Muskelstruktur.

Die Skelettmuskulatur besteht aus verschiedenen Muskelfaser-Typen, was für die Bewegung und Kraft wichtig ist.

Das Video bietet eine detaillierte und wissenschaftliche Erklärung der Muskelstruktur und -funktion.

Transcripts

Hallo Freunde, mein Name ist Famulus! :)

In diesem Video geht es mal um die Muskelanatomie.

Wir kennen alle unsere Skelettmuskeln.

Dazu gehören alle Muskeln, die für unsere bewusste Bewegung sorgen.

So zum Beispiel der Bizeps.

Aber wissen wir auch, wie der Muskel aufgebaut ist?

Beginnen wir beim schon eben angesprochenem Musculus biceps brachii, also beim Bizeps.

Dieser besteht aus zwei Muskelköpfen, die mittels einer Sehne am Knochen, in diesem

Beispiel an der Speiche, befestigt sind.

In dieser von mir künstlerisch gezeichneten Abbildung ist der Knochen, in diesem Fall

die Speiche oder – falls man anatomisch begabt klingen möchte – der Radius,

ganz links.

An diesem knüpft die Sehne zwischen der linksliegenden Speiche und dem rechtsliegendem Bizeps an.

Daraufhin folgt einer der zwei Muskelköpfe des Bizeps.

Und genau hier fahren wir fort, denn es geht natürlich noch weiter.

Einen Muskelkopf kann man nämlich wiederum

in einzelne, nebeneinanderliegende Muskelfaserbündel unterteilen.

Sie sind in etwa 0,1 bis 1 mm dick und damit gerade mal etwas dicker als ein einzelnes

Haar.

Für gewöhnlich besteht ein Skelettmuskel aus mehreren Muskelfaserbündeln

und ein wenig Bindegewebe drum herum.

Das Bindegewebe ist auf meinem künstlerischen Werk weißlich abgebildet und trennt die einzelnen

Muskelfaserbündel voneinander ab, wie hier und da hoffentlich zu erkennen.

Zum Bindegewebe, spezifisch zum Muskelbindegewebe, gehören übrigens auch die sogenannten Faszien,

die immer wieder ein Thema für sich darstellen.

…Aber weiter zum Muskel!

Die eben aufgeführten Muskelfaserbündel bestehen wiederum aus einzelnen Muskelfasern

bzw. aus einzelnen Muskelzellen.

Also in etwa… so.

Und wie jede Zelle besitzt auch die Muskelfaser einen Zellkern.

Oder gleich mehrere.

Denn nicht selten kommt es vor, dass einzelne Muskelfasern miteinander verschmelzen, weswegen

man den Begriff „Zelle“ bei Muskelfasern nicht mehr verwendet.

Eine Muskelfaser ist zwischen 1 mm und 15 cm lang und hat einen Durchmesser zwischen

40 und 200 µm und ist damit gerade mal so dick wie ein sehr, sehr feines Härchen.

Und falls jemand fragt: das Sarkolemm ist die Zellmembran der Muskelzelle.

Die Muskelfasern bestehen wiederum aus parallel angeordneten Myofibrillen, also die dünnen

Würstchen auf der rechten Seite, die man nun mit dem bloßen Auge nicht mehr wirklich

erkennen kann.

Myofibrillen sind nach heutigem Wissensstand auch die Abschnitte des Muskels, die nach

dem Krafttraining wachsen und somit zur Muskelhypertrophie, also zur Verdickung des Skelettmuskels

und damit zum Muskelaufbau führen.

Trotzdem sind wir hier noch nicht am Ende angelangt, denn Myofibrillen kann man noch

unterteilen in einzelne, hintereinander gereihte Sarkomere.

Dies tut man deswegen, weil man unter dem Elektronenmikroskop ein quergestreiftes Schema

erkannt hat.

Deswegen wird die Skelettmuskulatur auch als quergestreifte Muskulatur bezeichnet.

Myofibrillen zeigen nämlich im regelmäßigen Abständen dunkle Striche, die verursacht

werden von den sogenannten Z-Scheiben.

Den Buchstaben ‚Z‘ kann man sich gut merken, da Z-Scheiben ein Zickzack-Muster aufweisen.

Oder man bezeichnet sie einfach als „Zwischen“-Scheiben.

Doch die eigentliche Magie entsteht innerhalb zweier Z-Scheiben.

Dort befinden sich nämlich unsere kontraktilen Proteine: Aktin und Myosin.

Beide Proteine weisen eine fadenförmige Struktur auf, was man in der folgenden Abbildung ziemlich

gut erkennen kann, weswegen sie auch als Filamente bezeichnet werden.

Die Aktinfilamente sind dabei an den Z-Scheiben verankert und in diesem Schema blau dargestellt.

Wobei dieses Schema tatsächlich immer noch vereinfacht ist, da um die Aktinfilamente

selbst noch Tropomyosin aufzufinden ist, welches sich als faseriges Strukturprotein

um das Aktinfilament herumwindet.

Die Troponinmoleküle verhindern dabei den Kontakt zwischen Aktin und Myosin im Ruhezustand.

Aber mehr dazu dann im Video zur Muskelkontraktion selbst.

Dagegen sehen die Myosinfilamente, hier in roter Farbe dargestellt, erstmal so aus, als

wären sie selbstständig geworden.

Oftmals werden sie nämlich schwebend oberhalb bzw. unterhalb der Aktinfilamente skizziert.

Sie sind jedoch an relativ kurzen, dafür aber elastischen Titinfilamenten gebunden.

Dieses Protein ermöglicht es, dass sich die Myosinköpfchen, also diese roten Kreise,

freier bewegen können, was letztendlich für die Muskelkontraktion, also für das Zusammenziehen

der Skelettmuskeln, von großer Bedeutung ist.

Ach, und die gelben Punkte an den Z-Scheiben stellen das sogenannte Capping-Protein CapZ dar.

Seine Funktion besteht unter anderem darin, die Aktinfilamente an den Z-Scheiben zu verknüpfen.

Und jetzt gibt es noch eine kleine Einteilung des Sarkomers selbst.

Die folgenden Abschnitte, die irgendwelche Wissenschaftler für sinnvoll erklärt haben,

sind wichtig zu kennen, um sich am Sarkomer möglichst schnell orientieren zu können.

Die Z-Scheiben kennen wir ja schon.

Doch die Z-Scheiben sind nicht die einzigen schwarzen Striche im Sarkomer, denn wie man

in dieser Abbildung erkennen kann, ist da in der Mitte auch noch irgendwie so ein Strich.

Dieser wird auch als M-Linie bezeichnet, was ganz einfach für „Mittel-Linie“ steht.

Man geht hierbei davon aus, dass sowohl die Z-Scheiben als auch die M-Linie der mechanischen

Querstabilisierung der einzelnen Aktin- und Myosinfilamenten dienen.

Und dann gibt es noch die H-Zone, I-Bande und A-Bande.

Aber keine Sorge, wir nähern uns dem Ende! :D

Nur noch kleine Details.

Die Pfeile verdeutlichen hierbei, welcher Teil des Sarkomers zum jeweiligen Abschnitt gehört.

Dabei ist die H-Zone ein komplett aktinfreier Bereich im Ruhezustand, das heißt die H-Zone

umschließt ausschließlich Myosinfilamente und die M-Linie.

Dagegen ist die I-Bande das Gegenteil.

Hier befinden sich ausschließlich Aktinfilamente als auch die Z-Scheibe.

Und zu guter Letzt noch die A-Bande, die beide Zonen gewissermaßen nochmal überschneidet

und somit Aktin- als auch Myosinfilamente beinhaltet.

Unter dem Elektronenmikroskop ist die A-Bande der dunkle Abschnitt in der Mitte und der

helle dementsprechend die I-Bande.

Und was passiert, wenn der Muskel kontrahiert?

Dann kann man ganz deutlich erkennen, dass die I-Bande als auch die H-Zone verdrängt

wurden und das komplette Sarkomer dunkel wird.

… ach und übrigens: die hellen und dunklen

Abschnitte hatten wir eben auch schon bei der Muskelfaser.

Und nun können wir auch erklären, wie es zu der Querstreifung kommt.

Die I-Bande ist nämlich isotrop, also im polarisierten Licht einfach lichtbrechend.

Im Gegensatz dazu ist die A-Bande anisotrop, also im polarisierten Licht doppelt lichtbrechend.

Und hier noch ein cooles Bild aus dem Buch „Einführung in die Trainingswissenschaft“

von Hohmann, Lames und Letzelter, welches ich euch auf jeden Fall empfehle und deswegen

in der Videobeschreibung verlinkt habe.

*Ächzer* Ich wüsste zwar nicht warum, aber falls bis hierher immer noch jemand zuschaut,

dann bedanke ich mich recht herzlich für die Aufmerksamkeit!

Dieses Video war zugegebenermaßen inhaltlich eine etwas höhere Liga.

Mich würde deswegen interessieren, wie sehr Dir dieses Video gefallen hat.

Hinterlass mir doch bitte einen Kommentar dazu!

Ach, übrigens: Wusstest Du schon, dass die Skelettmuskulatur

aus unterschiedlichen Muskelfaser-Typen besteht?

Falls nicht, dann solltest Du unbedingt dieses Video gesehen haben.

Falls doch, dann gib mir doch einfach ein Like auf meiner Facebook-Seite! :D

Wie immer freue ich mich über einen Daumen nach oben, konstruktive Kritik und jeden neuen

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