Muskeln sind für alle beabsichtigten und nicht beabsichtigten Bewegungen verantwortlich, die wir ausführen. Wie werden sie gebildet? Wie funktionieren sie? Welche Nährstoffe lösen die Muskelkontraktionen aus?
Struktur des Skelettmuskels
Der Muskel enthält eine Vielzahl von erregbaren und kontraktilen Fasern. Diese Fasern bestehen selbst aus Tausenden von Myofibrillen, Mikrofasern aus feinen Aktinfilamenten und dicken Myosinfilamenten. Diese Filamente sind übereinandergelegt und zu Sarkomeren, der kontraktilen Einheit des Muskels, gruppiert.
Das feine Filament besteht aus Aktinmolekülen, die von einem Tropomyosinmolekül umhüllt sind und manchmal auch Troponinmoleküle enthalten.
Die dicken Filamente bestehen aus einem Schweif und einem Myosinköpfchen.
Quelle : Universität von Jussieu
Energiequelle
Um zu funktionieren, benötigt der Muskel Energie in Form von ATP. Dieses ATP (Adenosintriphosphat) wird durch den Krebs-Zyklus in den zellulären Mitochondrien produziert. Unter normalen Umständen wird es aus Glukose oder Glykogen (Muskelglukosereserven) hergestellt.
Wenn dem Körper Glukose fehlt, wird diese Energie auf anderen Stoffwechselwegen produziert:
- Nach 40 Minuten körperlicher Betätigung werden Lipide (Fettreserven ) genutzt. Die Lipolyse reduziert Körperfett und bewahrt die Glykogenreserven.
- Wenn alle anderen Energiequellen aufgebraucht sind, wird der Eiweißstoffwechsel aktiviert. Dieser ist schädlich für den Körper, da er Proteine im Körper verwendet und somit eine Zerstörung von Gewebe nach sich zieht.
Muskelkontraktion: Funktion von Calcium und Magnesium
Im Ruhezustand verdeckt Tropomyosin (in Verbindung mit Troponin) die Bindungsstelle des Miosynköpfchens an dem Aktinfilament.
- Wenn der Nervenimpuls den Muskel erreicht, gelangen Kalziumionen in die Muskelzellen. Diese werden an das Troponin gebunden, das die Konfiguration verändert und das Tropomyosin verdrängt. Dadurch wird die Myosin-Bindungsstelle sichtbar.
- Die Bindung eines ATP-Moleküls an das Myosinköpfchen liefert die notwendige Energie, um es an das Aktin zu binden. Das Myosinköpfchen dreht sich dann und trägt das Aktinfilament mit sich. Die beiden Filamente gleiten übereinander: Das Sarkomer wird kürzer. Dieses Phänomen tritt in allen Muskelfasern gleichzeitig auf, der Muskel zieht sich zusammen.
Die Kalziumionen werden aus der Zelle zurückgepumpt, der Muskel entspannt sich.
Hier kommt Magnesium ins Spiel: Es reguliert den Kalziumein- und - austritt aus bzw. in die Zelle.
Funktion der Proteine
Die Aktin- und Myosinfilamente bestehen aus Proteinen. Durch das Aufeinandergleiten während der Muskelkontraktion werden diese Filamente beschädigt. Eine proteinreiche Ernährung mit hohem biologischem Wert ist daher für den Aufbau und die Regeneration der Muskulatur unerlässlich.
