Muskelgewebe: Eigenschaften, Funktionen, Typen, Muskelzellen, Krankheiten
Das Muskelgewebe ist für die Steuerung der Bewegungen und Kontraktionen des Körpers zuständig. Es wird von Zellen gebildet, die in der Lage sind, sich zusammenzuziehen, so genannte Myozyten. Es ist ein reichlich vorhandenes Gewebe und macht beim Menschen etwas weniger als die Hälfte seiner gesamten Masse aus.
Es gibt drei Arten von Muskelgewebe, die sich hauptsächlich in den Zelleigenschaften und ihrer Lage unterscheiden. Dies sind der Skelettmuskel, der glatte Muskel und der Herzmuskel.
Die Hauptfunktion des Muskelgewebes hängt mit der Bewegung zusammen, sowohl freiwillig als auch unfreiwillig.
Steuert sowohl die Bewegungen der Extremitäten und des Rumpfes als auch die Bewegungen der inneren Organe (Vasodilatation, Vasokonstriktion, Bewegungen des Darms, der Speiseröhre, des Magens usw.). Es steuert auch die Bewegungen der Herzzellen in rhythmischen Schlägen.
Eigenschaften
Muskeln sind Gewebe, die die Fähigkeit haben, erregt zu werden und auf eine Reihe von Reizen zu reagieren, wie z. B. Druck-, Wärme- und Lichtänderungen. Dieses Gewebe ist für die Bewegung von Organismen verantwortlich. Die Muskeln zeichnen sich durch ihre Eigenschaften Kontraktilität, Dehnbarkeit und Elastizität aus.
Die Muskeln bestehen zu fast 80% aus Wasser, das eine wichtige Rolle bei der Kontraktion spielt und ein adäquates Medium für die im Gewebe vorhandenen anorganischen Ionen und organischen Verbindungen darstellt. Die Proteine, aus denen es besteht, sind vom kontraktilen Typ: Actin, Myosin und Tropomyosin.
Funktionen
Bewegung wird als eine Eigenschaft von Lebewesen angesehen und kann auf verschiedene Arten stattfinden.
Alle lebenden Zellen zeigen eine Bewegung ihrer intrazellulären Komponenten, Amöben (wie mehrere einzellige Organismen) können ihre Umgebung durch Bewegung erkunden und einige Organismen haben Zilien und Flagellen, die ihre Bewegung ermöglichen.
In den komplexesten mehrzelligen Organismen wird die Bewegung von einem speziellen Gewebe gesteuert: dem muskulösen. Aus diesem Grund ist die Hauptfunktion, die mit Muskelgewebe verbunden ist, die Fortbewegung und Bewegung, einschließlich Funktionen, die unter anderem mit Verdauung, Fortpflanzung und Ausscheidung verbunden sind.
Typen
Bei Wirbeltieren gibt es drei Arten von Muskelzellen, die 60 bis 75% des gesamten Körpergewichts ausmachen. Es gibt Skelettmuskeln, glatte Muskeln und Herzmuskeln. Als nächstes werden wir die Details von jedem beschreiben:
Skelettmuskel
Es wird auch als gestreifter oder willkürlicher Muskel bezeichnet, da diese Strukturen vom Tier bewusst mobilisiert werden können. Die Zellen sind mehrkernig und längs angeordnet. Im nächsten Abschnitt werden wir diese Anordnung detailliert beschreiben.
Der Skelettmuskel ist an Körperbewegungen beteiligt. Jeder Muskel ist über Bindegewebe direkt mit zwei oder mehr Knochen verbunden. Wenn sich der Muskel zusammenzieht, bewegen sich die Knochen um das Gelenk, das sie zusammenhält.
Vom Gesamtgewicht des Tieres entspricht der quergestreifte Muskel ungefähr 40%. Beim Menschen wurde festgestellt, dass der Anteil der quergestreiften Muskeln beim weiblichen Geschlecht geringer ist.
Die Einheiten, aus denen dieses System besteht, bestehen aus Actin, Myosin und Tropomyosin. Unter den dreien ist Myosin das am häufigsten vorkommende Protein, und es kommt in den Primärfilamenten vor. Aktin kommt in Sekundärfilamenten und Tropomyosin in Banden I vor.
Glatte Muskulatur
Die zweite Art von Muskelgewebe ist die glatte Muskulatur, die durch fehlende Dehnungsstreifen und Unwillkürlichkeit gekennzeichnet ist. Dieser Muskeltyp ist Teil der Wände der inneren Organe, wie z. B. des Verdauungstrakts, der Atemwege, der Harnblase, der Venen, der Arterien und anderer Organe.
Wie wir erraten können, können wir nicht freiwillig unseren Darm bewegen oder unsere Venen zusammenziehen, wie wir es mit unseren Gliedmaßen tun. Sie können einen Arm bewegen, aber den Stuhlgang nicht modulieren, so dass dieser Muskel unfreiwillig ist.
In der Linie der Wirbellosen gibt es eine ähnliche Art glatter Muskeln, die als Paramiosinfilamente bezeichnet werden. Wir finden sie in Weichtieren und anderen Gruppen.
Die Kontraktion des glatten Muskels zieht sich viel langsamer zusammen als die des Skeletts, aber die Kontraktionen sind länger.
Herzmuskel
Der Herzmuskel befindet sich ausschließlich im Herzen. Es besteht aus mehrkernigen gestreiften Fasern, die in mehreren Aspekten an Skelettmuskeln erinnern. Die Fasern sind in einem Syncytium-Modus, aber sie verschmelzen nicht miteinander.
Im Gegensatz zur Skelettmuskulatur erzeugt das Herz aerob ATP und verwendet Fettsäuren zu seiner Erzeugung (und nicht Glucose).
Diese Muskeln sind darauf spezialisiert, rhythmisch auf Reize zu reagieren, um das Herz höher schlagen zu lassen. Wie der glatte Muskel wird er vom autonomen System innerviert, weshalb er ein unfreiwilliger Muskel ist.
Der Herzmuskel ähnelt in seiner Struktur dem glatten Muskel und ist unwillkürlich wie die quergestreifte Muskulatur.
Phasische und tonische Muskeln
Im Körper von Wirbeltieren haben die Muskeln zwei Arten von Anordnungen in der phasischen und der tonischen Muskulatur. Die ersten haben Einfügungen in Strukturen und arbeiten in antagonistischen Paaren.
Die tonischen Muskeln befinden sich in weichen Organen wie dem Herzen, der Harnblase, dem Verdauungstrakt und den Körperwänden. Diese haben keine mit der phasischen Muskulatur vergleichbaren Ursprünge oder Insertionen.
Muskelzellen
Jeder Muskel besteht aus einer Reihe von Zellen, die als Muskelfasern oder Myozyten bezeichnet werden und parallel zu ihren Nachbarn angeordnet sind. Durch diese Strukturierung können alle Fasern parallel arbeiten.
Um die Zellen der Muskeln zu bezeichnen, verwenden wir den Begriff "Faser", da sie viel länger als breit sind. Wir sollten uns jedoch nicht mit anderen Arten von Fasern selbst verwechseln, wie zum Beispiel mit Kollagenfasern.
Muskelgewebezellen haben eine eigene Nomenklatur: Das Zytoplasma wird als Sarkoplasma bezeichnet, die Zellmembran als Sarkolemma, das glatte endoplasmatische Retikulum ist das glatte saccharoplasmatische Retikulum und die funktionelle Einheit ist das Sarkomer.
Je nach Muskeltyp variieren die Zellen in Form und Anzahl der Kerne. Die berüchtigtsten Unterschiede sind:
Gestreifte Muskelzellen
Die Zellen, die Teil des quergestreiften Muskels sind, haben einen Durchmesser zwischen 5 und 10 um, während die Länge mehrere Zentimeter erreichen kann.
Diese unglaubliche Größe kann erklärt werden, da jede Zelle aus vielen embryonalen Zellen stammt, die als Myoblasten bezeichnet werden und zu einer großen und mehrkernigen Struktur verschmelzen. Darüber hinaus sind diese Zellen reich an Mitochondrien.
Struktur und Organisation
Diese mehrkernigen Einheiten werden Myotubes genannt. Wie der Name schon sagt, enthält die Struktur mehrere Röhrchen innerhalb einer einzelnen Plasmamembran und differenziert sich zu einer reifen Muskelfaser oder Myofaser.
Jede Muskelfaser wird von mehreren parallel angeordneten Untereinheiten gebildet, die als Myofibrillen bezeichnet werden und die wiederum aus einer Reihe sich in Längsrichtung wiederholender Elemente bestehen, die Sarkomere genannt werden.
Die Sarkomere sind die Funktionseinheiten des quergestreiften Muskels und werden an ihren Enden durch die sogenannte Z-Linie begrenzt.
Das "gestreifte" Erscheinungsbild des Muskels tritt auf, weil die Myofibrillen einer Muskelfaser durch sehr genau ausgerichtete Sarkomere gebildet werden, die im Licht des optischen Mikroskops ein bandförmiges Erscheinungsbild erhalten.
Die Banden werden von den kontraktilen Proteinen gebildet. Die Dunklen bestehen hauptsächlich aus Myosin (hauptsächlich) und die Klaren aus Aktin.
Glatte Muskelzellen
Anatomisch gesehen besteht der glatte Muskel aus spindelförmigen Zellen mit langen, scharfkantigen Zellen und einem Kern im zentralen Bereich.
Obwohl sie auch von den Proteinen Actin und Myosin gebildet werden, fehlen ihnen Schlieren und Tubuli oder Zweige.
Herzmuskelzellen
Wie glatte Muskelzellen haben Herzmuskelzellen mehrere Kerne, obwohl es Zellen gibt, die nur einen haben. Sie sind kürzer als die der Skelettmuskulatur.
In Bezug auf ihre Morphologie sind sie länglich und haben mehrere Verzweigungen. Die Enden der Zelle sind stumpf. Sie sind reich an Mitochondrien, Glykogengranulat und Lipofuscin. Bei Betrachtung unter dem Mikroskop werden wir ein Muster von Dehnungsstreifen beobachten, das denen des Skelettmuskels ähnlich ist.
Muskelgewebekrankheiten
Es gibt verschiedene Zustände, die sich auf die Muskeln des Menschen auswirken. All diese Bedingungen haben Konsequenzen für die Fortbewegung - da die Hauptfunktion der Muskeln darin besteht, der Bewegung zu dienen.
Mit dem Begriff Myopathie werden die Symptome bezeichnet, die sich aus einer primären Veränderung des gestreiften Muskelgewebes ergeben. Es wird auch als myopathisches Syndrom bezeichnet. Das heißt, der Begriff gilt für jede Grunderkrankung und kann im weiteren Sinne auch für jede Muskelverletzung verwendet werden.
Die wichtigsten Krankheiten und Beschwerden, die das Muskelgewebe betreffen, sind:
Muskeldystrophie
Duchenne-Muskeldystrophie ist ein Zustand, der durch eine genetisch bedingte Störung rezessiver Natur verursacht wird, die mit dem Geschlechtschromosom X zusammenhängt. Die Ursache ist eine Mutation im Gen, das für Dystrophin kodiert und dessen Abwesenheit im Muskel verursacht. Von einer Muskeldystrophie ist ein Kind pro 3500 betroffen.
Interessanterweise ist das Dystrophin-Gen hinsichtlich seiner Größe eines der größten bekannten mit 2, 4 Mb und einer Messenger-RNA von 14 kB. Je nachdem, welche Mutation auftritt, kann die Dystrophie mehr oder weniger schwerwiegend sein.
Die Hauptfunktion von gesundem Dystrophin im Muskel ist strukturell, da es die Aktinfilamente in den Zellen mit den Proteinen in der Zellmembran verbindet. Die Bewegung und Stärke der Myofibrillen werden von diesem Protein auf die Proteine der Membran und dann auf den extrazellulären Raum übertragen.
Die Krankheit ist dadurch gekennzeichnet, dass alle Muskeln betroffen sind, Schwäche und Muskelschwund verursachen. Die ersten Symptome treten normalerweise in den Extremitäten des Körpers auf. Mit fortschreitender Krankheit müssen die Patienten im Rollstuhl transportiert werden.
Rhabdomyolyse
Rhabdomyolyse ist eine Pathologie, die durch die Nekrose (pathologischer Zelltod) der Muskeln verursacht wird. Insbesondere handelt es sich nicht um eine Krankheit, sondern um ein Syndrom, das mit mehreren Ursachen in Verbindung gebracht werden kann: unter anderem übermäßiges Training, Infektionen, Drogen- und Alkoholvergiftung.
Wenn die Zellen sterben, werden verschiedene Substanzen, die sich unter normalen Bedingungen in den Muskelzellen befinden würden, in den Blutkreislauf freigesetzt. Die häufigsten Substanzen, die freigesetzt werden, sind Kreatinphosphokinase und Myoglobin.
Die Entfernung dieser atypischen Verbindungen aus dem Blut kann durch Dialyse oder Filtration des Blutes erfolgen.
Myasthenia gravis
Der Begriff Myasthenia gravis hat seinen Ursprung in Latein und Griechisch und bedeutet "starke Muskelschwäche". Es handelt sich um eine chronische Autoimmunerkrankung, die den Skelettmuskel des Körpers beeinträchtigt und zu einem Kraftverlust führt.
Mit fortschreitender Krankheit wird die Schwäche deutlicher. Es wirkt sich auf Muskeln aus, die an grundlegenden täglichen Aktivitäten wie Augenbewegungen, Kauen, Sprechen und Essen schlucken beteiligt sind.
Myositis
Die Muskelinflation wird als Myositis bezeichnet. Die Ursachen dieser Entzündung sind sehr unterschiedlich, von Verletzungen bis hin zu Autoimmunerkrankungen. Es gibt zwei Hauptkategorien dieser entzündlichen Erkrankung: Polymyositis und Dermatomyositis.
Die erste davon verursacht beim Patienten eine erhebliche Muskelschwäche und wirkt sich auf die Muskeln in der Nähe von Bauch und Rumpf aus. Im Gegensatz dazu wirkt sich die zweite Pathologie nicht nur auf die Muskelschwäche aus, sondern auch auf die Haut.
Amyotrophe Lateralsklerose
Amyotrophe Lateralsklerose, Morbus Lou Gehrig oder Morbus Charcot sind Erkrankungen des neuromuskulären Typs, die auftreten, wenn die Zellen des Nervensystems fortschreitend absterben und die Muskeln lähmen. Langfristig führt diese Krankheit zum Tod des Patienten.
Die Krankheit ist bei älteren Männern häufiger. Stephen Hawking war ein hervorragender Physiker und ist möglicherweise der bekannteste Patient mit amyotropher Lateralsklerose.
Verletzungen und Sehnenentzündungen
Übermäßiger Gebrauch der Muskeln kann zu Erkrankungen führen, die die Bewegungsfähigkeit des Patienten beeinträchtigen. Sehnenentzündung ist eine Erkrankung, die in der Regel die Gelenke betrifft und auf übermäßige und erzwungene Belastung der Gelenke wie der Handgelenke zurückzuführen ist.
