Die Skelettmuskeln
Entdecke, wie deine Skelettmuskeln Bewegungen ermöglichen! In diesem Text erfährst du, wie Muskeln, Knochen und Gelenke zusammenarbeiten und dich beim Radfahren oder Sporttreiben unterstützen. Du lernst, wie Muskeln aufgebaut sind, wie viele du hast und warum sogar deine Zungenmuskulatur zu den Skelettmuskeln zählt. Interessiert? Dann tauche mit uns ein in die faszinierende Welt der Biologie!
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Lerntext zum Thema 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:
| Bizeps | Trizeps | |
|---|---|---|
| Beugen des Arms | kontrahiert | gedehnt |
| Strecken des Arms | gedehnt | kontrahiert |
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!
Die Skelettmuskeln Übung
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Beschreibe Armbewegungen als Folge von Muskelanspannung und -entspannung.
TippsWird der Arm ausgestreckt, ist der Bizeps entspannt.
Der Trizeps ist entspannt, wenn der Arm angewinkelt wird.
LösungMuskeln können nur ziehen und nicht drücken. Aus diesem Grund sind sie immer paarweise angeordnet. Die Muskelpaare werden als antagonistische Muskeln bezeichnet. Jedes Muskelpaar ist für einen Knochen verantwortlich.
Im Oberarm findest du den Bizeps und Trizeps.
Der Bizeps ist der Beuger. Wenn er sich zusammen zieht, bewegt sich der Unterarm zur Schulter hin.
Der Trizeps bleibt dabei entspannt.Wird der Arm wieder ausgestreckt, kommt der Trizeps zum Einsatz. Er zieht sich zusammen und dadurch wird der Arm gestreckt.
Hierbei bleibt der Bizeps entspannt.
Der Trizeps wird daher als Strecker bezeichnet. -
Benenne die Eigenschaften und Funktion der Skelettmuskeln.
TippsDas menschliche Skelett, das aus etwa 208 Knochen besteht, wird von Sehnen und Skelettmuskeln über Gelenke zusammengehalten.
Die Skelettmuskulatur ist Bestandteil des aktiven Bewegungsapparats.
LösungSkelettmuskeln werden so genannt, da sie an den Knochen befestigt sind.
Ohne Skelettmuskeln könnten wir uns nicht bewegen.
Wenn sich ein Skelettmuskel zusammenzieht, zieht er die Knochen, an denen er sitzt, mit sich.
Da Skelettmuskeln nur ziehen können, müssen sie zu antagonistischen Muskelpaaren angeordnet sein, um Beugen und Strecken zu können.Sehnen verbinden Knochen und Skelettmuskeln miteinander. Gelenke, Sehnen und Muskeln ermöglichen dir zusammen, dich zu bewegen.
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Benenne die Muskulatur, die bei verschiedenen Tätigkeiten am meisten beansprucht wird.
TippsBei bestimmten Bewegungen werden oft mehrere Muskeln beansprucht, manche stärker als andere.
LösungAls Menschen besitzen wir mehr als 650 Muskeln. Diese sind in unserem ganzen Körper verteilt. Zum Lachen benötigen wir zum Beispiel 17 verschiedene Muskeln.
Die Skelettmuskulatur ist über Sehnen am Knochen befestigt. Durch Zusammenziehen und Erschlaffen bewegen sie die Knochen und wir können Gehen, Rennen und vieles mehr.
Wenn du mit dem Fahrrad fährst, rennst oder gerade ein Tor schießt, ist vor allem deine Beinmuskulatur sehr aktiv.
Zur Meldung durch das Strecken deines Armes benötigst du deine Armmuskulatur.
Auch zum Kauen brauchst du Muskeln, die Kaumuskeln. -
Fasse wichtige Informationen zur Ursache und Behandlung von Muskelkater zusammen.
TippsMuskelkater tritt an den Muskeln auf, die wir mit unserem Willen bewegen können.
Ignoriert man den Muskelkater und macht weiter Sport, kann man sich einen Muskelfaserriss zuziehen.
LösungMuskelkater entsteht durch zu hohe Belastung der Skelettmuskulatur.
Das Muskelgewebe hat durch die Überbelastung kleine Risse bekommen und es treten Schmerzen auf.Früher nahm man an, dass sich im Muskel durch zu wenig Sauerstoff Milchsäure bildet und diese die Schmerzen verursacht. Dies ist jedoch widerlegt worden.
Um das Risiko von Muskelkater zu verringern sollte man sich vor dem Sport langsam aufwärmen. Wenn die Muskeln schmerzen, sollte man nicht intensiv weitertrainieren. Es kann sonst zu einem Muskelfaserriss kommen.
Nur sanfte Bewegungen sind bei einem Muskelkater ratsam. Massagen können hingegen den Muskelkater verschlimmern.Es gibt verschiedene Hypothesen, warum man hierbei von einem Muskelkater spricht. Eine besagt, dass das Wort Kater nicht auf eine Katze zurück geht, sondern auf das Wort Katarrh. Dieses Wort steht für eine Erkältung oder eine Entzündung. Auch bei einer Erkältung tun einem die Gliedmaßen weh. Mit der Zeit wurde dann aus Katarrh der Begriff Kater und schließlich Muskelkater.
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Skizziere den Aufbau eines Skelettmuskels.
TippsDen kompletten Muskel bezeichnet man als Skelettmuskel.
Die Myofibrillen sind lange Stränge der Muskelfasern.
LösungSkelettmuskeln sind durch Sehnen mit den Knochen verbunden und bestehen aus Muskelfaserbündeln.
Diese umfassen mehrere längliche stabförmige Zellen, die Muskelfasern.
Jede Muskelfaser enthält sehr viel dünnere Stränge, die Myofibrillen.
Jene sind aus zahlreichen Proteinfilamenten aufgebaut, den Myofilamenten. -
Vergleiche die verschiedenen Muskeltypen im Körper.
TippsDie Muskulatur der Darmwand kann man nicht bewusst bewegen.
LösungMuskelgewebe lässt sich unterscheiden in glattes und quergestreiftes Muskelgewebe.
Das glatte Muskelgewebe findet man vor allem an den Organen bzw. Eingeweiden, zum Beispiel an der Darmwand. Diese Muskulatur kann nicht bewusst bewegt bzw. kontrahiert werden. Sie ist nicht ermüdbar und kontrahiert nur sehr langsam.
Die quergestreifte Muskulatur unterscheidet man in Herzmuskulatur (Muskeln am Herzen) und Skelettmuskulatur.
Die Herzmuskulatur arbeitet sehr schnell und ist ebenfalls nicht ermüdbar.
Die Skelettmuskulatur kann man bewusst anspannen, zum Beispiel wenn man seinen Bizeps zeigen möchte. Diese Muskulatur ist ermüdbar.
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