Die Skelettmuskeln

Die Skelettmuskeln – Biologie

Egal ob bei der Fahrt mit dem Fahrrad zur Schule oder in der Freizeit beim Sport, ohne Skelettmuskeln ist keine Bewegung möglich. Wie diese Bewegungen genau zustande kommen und welche Rolle die Skelettmuskeln dabei spielen, schauen wir uns in dem folgenden Text an.

Die Skelettmuskeln – Definition

Die Aufgabe der Skelettmuskeln besteht darin, die Knochen zu bewegen. Dabei ziehen sich die Skelettmuskeln zusammen. Die verschiedenen Knochen sind über Gelenke beweglich miteinander verbunden. Die Zusammenarbeit von Knochen, Muskeln und Gelenken wird auch als Bewegungssystem des Körpers bezeichnet. Beim Menschen können verschiedene Muskeltypen unterschieden werden: die glatte Muskulatur und die quergestreifte Muskulatur. Die Skelettmuskulatur gehört zur quergestreiften Muskulatur.

Wusstest du, dass die Skelettmuskulatur des Menschen aus rund 400 Muskeln besteht? Und wo kommt die Skelettmuskulatur vor? Die Hauptmuskelgruppen der Skelettmuskulatur sind als Beispiele in folgender Liste aufgeführt:

• Kopf- und Halsmuskulatur (z. B. Kaumuskeln, Augenlid)
• Rumpfmuskulatur (z. B. Bauchmuskulatur, Rückenmuskulatur)
• Armmuskulatur (z. B. Bizeps und Trizeps, Handgelenksmuskulatur)
• Beinmuskulatur (z. B. Oberschenkelmuskeln, Zehenmuskeln)

Der Begriff Skelettmuskel ist etwas irreführend, da er auch Muskeln umfasst, die nicht direkt am Skelett befestigt sind, wie zum Beispiel die Zungenmuskulatur, die Kehlkopfmuskeln und Teile der mimischen Muskulatur.

Die Anzahl der Skelettmuskeln ist bei allen Menschen gleich. Die Skelettmuskelmasse kann durch ein Training gesteigert werden. Im Folgenden wird zunächst betrachtet, wie ein Skelettmuskel aufgebaut ist. Du lernst also etwas über die Terminologie eines Skelettmuskels. Anschließend erfährst du noch einiges über die Funktionen und Aufgaben der Skelettmuskeln.

Aufbau und Anatomie eines Skelettmuskels

Die Skelettmuskeln des Menschen sind über Sehnen mit den Knochen verbunden. Die Sehnen sind an Bindegewebsstrukturen, den sogenannten Faszien angeheftet, die den Muskel umhüllen. Den Ursprung des Muskels bildet der Muskelkopf (Caput), der in den Muskelbauch (Venter) übergeht.

Betrachtet man den Aufbau der Muskeln histologisch (das Gewebe betreffend), bestehen Skelettmuskeln, wie auch alle anderen Muskeln, aus Muskelfaserbündeln, die sich aus mehreren Muskelfasern zusammensetzen. Eine Muskelfaser besteht aus einer Skelettmuskelzelle. In ihrem Inneren befinden sich mehrere sogenannte Myofibrillen. Die Myofibrillen bestehen aus zylinderförmigen Bauteilen, den Sarkomeren. Diese werden von fadenförmigen Proteinen gebildet, den Aktinfilamenten und den Myosinfilamenten.

Die Aktinfilamente sind an den Z-Scheiben, das sind die äußeren Begrenzungen der Sarkomere, befestigt. Dazwischen liegen die Myosinfilamente, die an beiden Enden mit den Aktinfilamenten überlappen. Im Zellaufbau der Skelettmuskeln sind die Aktin- und Myosinfilamente in einem regelmäßigen Muster angeordnet. So kommt es zur Querstreifung der Skelettmuskulatur im Querschnitt. Aus diesem Grund wird die Skelettmuskulatur auch quergestreifte Muskulatur genannt. Neben den Skelettmuskeln ist auch der Herzmuskel quergestreift.

Skelettmuskel – Physiologie

Damit sich die Gelenke bewegen können, müssen sich die Skelettmuskelfasern zusammenziehen. Dieser Vorgang wird als Skelettmuskelkontraktion bezeichnet.
In den Zellen läuft folgender Vorgang während der Kontraktion der Muskelfasern eines Skelettmuskels ab: Die Myosinfilamente sind an ihren Enden zu Myosinköpfen verdickt. Diese Myosinköpfe gehen mit den Aktinfilamenten eine Bindung ein und klappen nach innen um. Die Aktinfilamente gleiten so zwischen die Myosinfilamente, der Muskel verkürzt sich. Anschließend richtet sich der Myosinkopf wieder auf. Durch wiederholtes Abknicken und Aufrichten werden die Aktin- und Myosinfilamente aneinander vorbeigezogen. Dies kannst du dir wie eine Ruderbewegung vorstellen, man spricht deshalb auch vom Ruderschlagprinzip.
Während der Kontraktion erfolgt eine Zugübertragung auf die Knochen des Skeletts. Muskeln können die Knochen nur ziehen, nicht drücken. Um das Gelenk wieder in die Ausgangsposition zu bewegen, muss ein anderer Muskel angespannt werden. Bewegungen sind nur möglich, wenn Muskelpaare als Gegenspieler (Antagonisten) arbeiten.

Ein Beispiel für dieses Prinzip ist die Bewegung der Arme durch das Ellenbogengelenk. Wird der Muskel auf der Oberseite im Oberarm zusammengezogen, wird er kürzer und beugt den Arm. Deshalb wird dieser Muskel Beuger (Bizeps) genannt. Durch diese Kontraktion bewegt sich der Unterarm wie ein Hebel nach oben. Wird der Muskel an der Unterseite des Oberarms zusammengezogen, wird er kürzer und streckt den Arm. Man nennt diesen Muskel aus diesem Grund Strecker (Trizeps). In der folgenden Tabelle ist dieser Vorgang übersichtlich zusammengefasst:

Folgende Abbildung stellt die Wirkung von Bizeps und Trizeps auf die Bewegung im Unterarm dar:

Bei der hier beschriebenen Muskelkontraktion handelt es sich um eine sogenannte isotonische Kontraktion, d. h., der Muskel wird verkürzt. Isotonische Kontraktionen finden statt, wenn wir uns bewegen. Anders verhält es sich bei der isometrischen Kontraktion. Bei dieser Muskelarbeit wird der Muskel nicht verkürzt. Das ist beispielsweise beim Tragen und Halten von Gegenständen der Fall.

Woher weiß ein Muskel, dass er sich zusammenziehen soll? Sowohl willkürliche als auch unwillkürliche Bewegungen werden durch Nerven kontrolliert und ausgelöst. Die Skelettmuskeln werden von Nerven angeregt. Der Übergang zwischen Nervenzellen und Muskeln wird von neuromuskulären Endplatten gebildet. Kommt hier ein Aktionspotenzial an, kontrahiert der Skelettmuskel. Das Nervensystem koordiniert also die Skelettmuskulatur. Triaden der Skelettmuskelzellen haben die Aufgabe der schnellen Übermittlung von motorischen Reizen. Das hat eine schnelle Muskelkontraktion im Inneren der Muskelzelle zur Folge.

Dieses Video

In diesem Video werden dir der Aufbau und die Aufgaben der Skelettmuskulatur einfach erklärt. Du lernst verschiedene Formen von Skelettmuskeln kennen und erfährst, wo die Skelettmuskulatur vorkommt. Nach dem Betrachten des Videos hast du die Möglichkeit, Arbeitsblätter zum Thema Aufbau der Skelettmuskeln zu bearbeiten. Viel Spaß!