Was ist die Funktion des Muskels?

Q: Was ist die Funktion eines Muskels?

„Quergestreifte Muskeln sind als Skelett- und Herzmuskulatur aktiv, während die „glatte Muskulatur beispielsweise an der Verdauung beteiligt ist. Sehnen verbinden Muskeln mit unseren Knochen und können durch Nervenimpulse gesteuert werden.

Ein Muskel ist ein Organ, das sich zusammenziehen kann. So kann sich ein Körperteil, beispielsweise der Arm, bewegen.

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Das Gegenspielerprinzip
Was ist die Funktion eines Muskels?
Wie funktionieren Muskeln für Kinder erklärt?
Was ermöglichen Muskeln?
Was ist der wichtigste Muskel?

Das Gegenspielerprinzip

Ein Muskel kann sich ausschließlich zusammenziehen, nicht aber von alleine wieder strecken. Dazu braucht der Muskel einen Gegenspieler, der sich seinerseits verkürzt, um den Muskel auf der anderen Seite wieder zu strecken. Die bekanntesten Beispiele dafür sind die Oberarmmuskeln Bizeps und Trizeps. Dabei bezeichnet man den Bizeps als Beuger und den Trizeps als Strecker. Will man also seinen Arm anwinkeln, so verkürzt sich der Bizeps und ist dabei gut sichtbar. Um nicht für immer in dieser Position verharren zu müssen, braucht es einen Gegenspieler, der den Arm wieder streckt - also den Trizeps. Dieser liegt dem Bizeps gegenüber. Wird der Trizeps zusammengezogen, streckt sich der Bizeps passiv wieder. Dieser kann nun erneut verkürzt werden. Das Prinzip zweier Gegenspieler findet sich im ganzen Körper wieder. So gibt es beispielsweise auch einen Oberschenkelstrecker und einen Oberschenkelbeuger.

Quellen

Abb 1: Übernommen von Pearson Scott Foresman aus Wikipedia Commons, Biceps
Muskelphysiologie (Lehrbuch der Physiologie) Gebundene Ausgabe – 1. Januar 1960von Wilhelm Trendelenburg (Herausgeber), Erich Schütz (Herausgeber), Hans Reichel (Autor)

Dieses Werk steht unter der freien Lizenz
CC BY-SA 4.0. → Was bedeutet das?

Muskelfaser (Muskelzelle)

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Muskelfaser und Sarkomer...

Legt man sie unter ein Mikroskop, so erkennt man, dass die Faserbündel aus weiteren Untereinheiten bestehen - den eigentlichen Muskelzellen.

Die Muskelfasern bestehen aus einer Vielzahl sogenannter (Myo-)Fibrillen.
Das Geheimnis der Muskelbewegung steckt vor allem in diesen Myofibrillen. Sie bestehen aus winzigen aneinander gereihten Kammern, den Sarkomeren. Wenn sich der Muskel kontrahiert, agieren darin hauptsächlich zwei Sorten fadenförmiger Proteine, Myosin und Aktin. Bei ihnen handelt es sich um lange, dünne Fäden, die aus zwei verschiedenen Eiweißen bestehen - Aktin und Myosin.
Das Aktin bildet in regelmäßigen Abständen feste Anheftungsscheiben, von denen dünne Fäden ausgehen. Zwischen diesen Fäden liegen die Myosinmoleküle. Ihre Enden überlappen sich mit den Enden der Aktinfäden.

Was passiert nun, wenn die Nerven den Befehl zur Muskelkontraktion geben?
Im Bindegewebe verlaufen die für die Versorgung des Muskels zuständigen Nerven und Blutgefäße. Die Nerven kontrollieren die Bewegungen; indem sie die Befehle von Gehirn und Rückenmark an die Muskulatur weiterleiten. Die Muskelzellen (meist mehrere) stehen in Kontakt mit einer Nervenendigung (Synapse) und reagieren auf ihr elektrochemisches Signal mit dem Zusammenziehen. Wenn wir komplizierte Bewegungsabläufe ausführen, muss auf diese Weise die Arbeit von vielen Millionen Muskelzellen koordiniert werden.
Die Myosinmoleküle greifen wie kleine Widerhaken in die Aktinfäden und ziehen sie aufeinander zu. Dadurch schieben sich die beiden Eiweiße ineinander wie Teile einer Teleskopantenne. Effekt: Die Muskelfaser verkürzt sich und wird dicker. Die Verdickung der einzelnen Fasern summiert sich.

Doch natürlich benötigen die Muskelfasern auch "Treibstoff" - denn Bewegung kostet bekanntlich Energie. Für den Energienachschub sind die Blutgefäße zuständig. Der Treibstoff besteht aus Kohlenhydraten, Fetten und Eiweißen. Zahllose kleine Äderchen (Kapillaren) durchziehen die Bindegewebshüllen der Muskelfasern, umspinnen sie mit einem dichten Versorgungsnetz. Aneinandergereiht würden die winzigen Blutgefäße der menschlichen Muskulatur mehr als zweimal um die Erde reichen.

Die vom Blut gelieferten Nährstoffe enthalten zwar Energie, aber diese Energie ist chemisch gebunden und steht den Zellen nicht direkt zur Verfügung. Ebenso wie das Benzin in einem Motor müssen auch die Nährstoffe zuerst verbrannt werden, um Bewegung zu erzeugen. Das geschieht in speziellen Zellorganen (Mitochondrien), die in jeder Muskelzelle vorhanden sind. Wegen ihrer Funktion als Energieversorger werden die

Mitochondrien auch als "Kraftwerke" der Zellen bezeichnet.

Die bei der Verbrennung der Nährstoffe gewonnene Energie wird zunächst in einem besonderen Molekül, dem

Adenosintriphosphat (ATP), gespeichert. Das ATP wandert dann von den Zellkraftwerken zu den Myofibrillen, den kleinsten Einheiten des Muskels also, in denen die Bewegung erzeugt wird. Dort gibt das ATP die gespeicherte Energie in dem Moment ab, in dem sich der Muskel zusammenzieht: Körperliches Training erhöht die Zahl der Myofibrillen und damit Dicke und Kraft des Muskels. Auch die Mitochondrien - Zellkraftwerke - lassen sich durch Training vermehren und verbessern so die Energieversorgung.

Was ist die Funktion eines Muskels?

„Quergestreifte“ Muskeln sind als Skelett- und Herzmuskulatur aktiv, während die „glatte“ Muskulatur beispielsweise an der Verdauung beteiligt ist. Sehnen verbinden Muskeln mit unseren Knochen und können durch Nervenimpulse gesteuert werden.

Wie funktionieren Muskeln für Kinder erklärt?

Muskeln können nur ziehen, nicht drücken, deshalb arbeiten immer zwei Muskeln zusammen: Ein Muskel zieht in die eine Richtung, der andere zieht ihn wieder zurück, so erzeugt der Körper alle Bewegungen, die er braucht. Desto mehr ein Muskel trainiert ist, desto größer kann er werden.

Was ermöglichen Muskeln?

Ganz einfach ausgedrückt - Muskeln ermöglichen uns die Bewegung. Die Bewegung der glatten Muskulatur und des Herzmuskels ermöglicht Körperfunktionen wie Herzschlag und Verdauung. Die Bewegung dieser Muskeln wird vom autonomen Nervensystem gesteuert, jenem Teil des Nervensystems das der Organsteuerung dient.