Grundlagen der Muskelphysiologie: Ein Glossar

Agonisten

Agonisten sind die wichtigsten Muskeln, die für eine Bewegung verantwortlich sind und die meiste Kraft während der Bewegung erzeugen.

Antagonisten

Antagonisten sind die Muskeln, die dem primären Motor entgegenwirken. Sie spielen eine schützende Rolle und kontrollieren die Bewegung des Agonisten.

Synergisten

Synergisten sind Muskeln, die die primären Motoren unterstützen.

Muskelkontraktion

Muskelkontraktion tritt auf, wenn Spannung auf die Knochen ausgeübt wird, an denen die Sehnen verankert sind, was zu einer Bewegung in einem Gelenk führt.

Arten der Muskelkontraktion

• Isometrisch: Der Muskel erzeugt Spannung, aber es findet keine Gelenkbewegung statt. Die Geschwindigkeit des Gelenkwinkels ist gleich Null.
• Konzentrisch: Der Muskel verkürzt sich, und die erzeugte Kraft ist größer als der Widerstand.
• Exzentrisch: Der Muskel verlängert sich unter Spannung, da die Widerstandskraft größer ist als die vom Muskel erzeugte Kraft.

Stoffwechselwege

• Aerob: Die Zelle nutzt Sauerstoff zur Energiegewinnung.
• Anaerob: Die Energiegewinnung erfolgt ohne Sauerstoff, wobei weniger Energie produziert wird.

Muskelfasertypen

• Typ-I-Fasern (langsam zuckend): Geeignet für langfristige, ausdauernde aerobe Aktivitäten.
• Typ-II-Fasern (schnell zuckend): Schnell, stark, geeignet für kurzfristige, anaerobe Aktivitäten.

Kraft

Die maximale Anstrengung, die ein Muskel oder eine Muskelgruppe gegen einen Widerstand aufbringen kann.

Motoreinheit

Eine Motoreinheit ist eine Gruppe von Muskelfasern, die von einem einzelnen Motoraxon innerviert werden.

Muskelspindel

Die Muskelspindel erfasst den Dehnungsgrad des Muskels und die Geschwindigkeit der Dehnung. Sie ist an den Muskelfasern befestigt.

Golgi-Sehnenorgan

Das Golgi-Sehnenorgan registriert die Muskelspannung und löst eine Hemmung der Muskelkontraktion aus, um Überlastung zu verhindern. Es befindet sich in den Sehnen.

Kontraktionsmechanismus

Die Verkürzung des Muskels durch die Interaktion von Aktin und Myosin.

Muskelaktion

Die Aktivierung der Muskulatur zur Erzeugung von Bewegung oder zur Stabilisierung des Bewegungsapparates. Die Muskelaktion hängt von der Position des Körpersegments in Bezug auf die Schwerkraft oder den angewandten Widerstand ab.

Gelenkrezeptoren

Ihre Aufgabe ist es, Informationen über die Position und Bewegung der Gelenke zu liefern.

Zentrales Nervensystem (ZNS)

Besteht aus Gehirn und Rückenmark. Es hat die Fähigkeit, die Leistung zu modulieren und koordinierte Bewegungen durchzuführen, basierend auf sensorischem Feedback von Gelenkrezeptoren, Muskeln und Sehnen.

Peripheres Nervensystem (PNS)

Besteht aus peripheren Nerven und Rezeptoren, die verschiedene sensorische Aufgaben wahrnehmen.

Sensorisches System

Erfasst Informationen und sendet diese an Teile des ZNS.

Motorisches System

Verantwortlich für die Umsetzung von Informationen in Bewegung.

Hypertrophie

Tritt auf, wenn sich die Größe der Muskelfasern vergrößert.

Hypotrophie

Das Gegenteil von Hypertrophie; die Anzahl der Myofibrillen und die Größe der Muskelfaser reduzieren sich.

Atrophie

Eine Reduzierung der Zellgröße, die aus dem Verlust von Proteinen und anderen zellulären Materialien resultiert.

Muskelquerschnittsfläche

Steht in direktem Zusammenhang mit der Menge an Muskelkraft, die erzeugt werden kann. Eine größere Querschnittsfläche bedeutet eine größere Kapazität zur Krafterzeugung.

Rolle von Kalzium bei der Muskelkontraktion

Wenn ein Nervenimpuls das sarkoplasmatische Retikulum erreicht, wird Kalzium freigesetzt. Dieses Kalzium bindet an Troponin, was eine Konformationsänderung bewirkt und das Tropomyosin von den aktiven Bindungsstellen auf den Aktinfilamenten entfernt. Normalerweise blockiert Tropomyosin die Anziehung zwischen den Myosin-Querbrücken und Aktin. Sobald Tropomyosin entfernt ist, können die Myosinköpfe an die aktiven Stellen der Aktinfilamente binden. Die anschließende Zugbewegung der Aktin- und Myosinfilamente führt zur Verkürzung der Muskelfaser und zur Krafterzeugung.

Beendigung der Muskelkontraktion

Die Muskelkontraktion dauert an, bis der Kalziumspiegel im Sarkoplasma sinkt und Kalzium wieder in das sarkoplasmatische Retikulum gepumpt wird.