Wie das Leben ohne Muskulatur wäre, könnten jemanden fragen, der das Pfeilgift Curare getroffen hat — oder besser: das ihn getroffen hat. Und fragen könnten wir höchstens hypothetisch, denn das Gift blockiert die Leitungsfunktion der neuro-muskulären Synapsen. Die Reizübertragung zwischen Nerv und Muskel (an der motorischen Endplatte) fällt aus, die Muskulatur kann sich nicht mehr zusammenziehen, und der Betroffene hat eine Atemlähmung und stirbt. (Haben wir aber ein Beatmungsgerät und ein Gegenmittel in der Tasche, stehen die Chancen gut. Deshalb benutzt die Anästhesie Curare auch als Muskelrelaxans.)
Doch es gibt mehr als die Skelettmuskulatur: Glatte Muskeln an den Innereien und natürlich den Herzmuskel.
Grundsätzliche Gemeinsamkeiten
Muskelzellen sind
- langgestreckt: Eine Muskelfaser ist eine Muskelzelle.
- kontraktil: in Längsrichtung der Zelle verlaufende Myofibrillen (feine Fasern im Muskel) ermöglichen, dass sich Muskeln zusammenziehen (kontrahieren). Die Kontraktion verkürzt den Muskel.
Aktin und Myosinfilamente, langgestreckte Proteine, gleiten unter Energieverbrauch (Stichwort: ATP) aneinander entlang und verkürzen so den Muskel. - dehnbar und elastisch
- erregbar: Auslösung der Kontraktion durch Nervenimpulse oder Eigenrhythmus (Autonomie). Bei selbst erzeugten (autogenen) Impulsen braucht die Muskulatur keinen Impuls von außen.
Muskulaturarten
Wir unterscheiden drei Arten von Muskulatur: Glatt, quergestreift und Herzmuskeln.
Glatt (Unwillkürliche Muskulatur)
Viszeralmuskulatur (Eingeweidemuskulatur). Ihre Kontraktion wird entweder durch autogene Impulse, ausgehend von intramuralen Nervenknoten (Schrittmacher in der Organwand), durch lokale Geschehen wie Dehnung oder durch das vegetative Nervensystem (VNS, auch autonomes Nervensystem genannt) ausgelöst.
Sie arbeitet langsam und ohne willentliche Steuerung — es wäre wirklich mehr als hinderlich, wenn wir über jede Darmtätigkeit oder Gefäßverengung nachdenken müssten. Auch in Ruhe hat die glatte Muskulatur einen Tonus (Ruhetonus: Ruhespannung). Die Zellen, also Fasern, sind etwa 1 mm lang, spindelförmig, haben wenige Mitochondrien und einen mittigen Zellkern. Die Myofibrillen sind unregelmäßig angeordnet, daher sehen wir keine Querstreifung wie beim nächsten Typ.
Quergestreift (Willkürliche, somatische oder Skelettmuskulatur)
Auslöser der Kontraktion ist hier ein Impuls aus dem ZNS. Die meisten dieser Impulse sind willentlich ausgelöst, allerdings können sie auch durch einen Reflexbogen hervorgerufen werden. Wir sprechen daher auch von zerebrospinalen Nervenimpulsen. [Zerebrum, auch Cerebrum: Hirn; spinal: zur Wirbelsäule / dem Rückenmark gehörig.] Die impulsübertragenden Nervenzellen (Neurone) heißen Motoneurone, die Schnittstelle zwischen Nervensystem und Muskulatur motorische Endplatte.
Hier sind die Fasern bis zu 15 cm lang und 0,1 mm dick, haben mehr Mitochondrien und zahlreiche randständige Zellkerne. Aktin und Myosin sind hier regelmäßig angeordnet, die aneinandergereihten Untereinheiten heißen Sarkomere. In einer Muskelfaser gibt es etliche davon. Durch deren Begrenzungen erscheint dieser Muskulaturtyp quergestreift.
Diese Art von Muskulatur ist rot, weil sie Myoglobin, einen mit dem Hämoglobin, dem roten Farbstoff der Erythrozyten verwandten Sauerstoffträger, beinhaltet. Zudem ist sie stark vaskularisiert (mit Blutgefäßen versehen) — quergestreifte Muskeln sind schnelle Hochleistungsmuskeln, die viel Sauerstoff für die Energiegewinnung brauchen.
Viele Hüllen aus Bindegewebe umgeben die einzelnen Fasern und Faserbündel — schließlich sind alle Muskelfaserbündel, die einen Muskel bilden, noch von einer straffen Faszie umhüllt. Diese Hüllen sorgen für Verschieblichkeit und leiten Gefäße und Nerven.
Herzmuskulatur (Myokard)
Ein ganz besonderer Muskel, fürwahr. Ein Hochleistungsmuskel, der keine Pause kennt, ja kennen darf — er ist also quergestreift. Er muss sich verhalten, als seien die einzelnen Zellen eine große Zelle, damit das Blut rhythmisch und gleichmäßig eingesogen und ausgeworfen werden kann — daher sind die Zellen stark verzweigt und mit Glanzstreifen versehen, um die elektrische Überleitung von einer Zelle zur anderen und die rasche, synchronisierte Impulsausbreitung und eine kraftvolle Kontraktion zu gewährleisten. Und er muss unwillkürlich und autark Impulse schaffen — zu diesem Zweck gibt es spezialisierte Herzmuskelzellen, die Erregungen generieren und weiterleiten.
Herzmuskelzellen sind klein, 10–25 µm dick und 50–100 µm lang. Mitochondrien gibt es zuhauf (logisch, bei dem Energiebedarf), die Zellkerne sind (wie bei der glatten Muskulatur) mittig und auf höchstens zwei pro Zelle begrenzt.
Die Herzmuskulatur vereint Eigenschaften der beiden anderen Typen auf sich: Die schnelle Kontraktion und die Querstreifung der Skelettmuskulatur einerseits, die autarke Impulsbildung der glatten Muskulatur anderseits.
