Was ist Systole und Diastole
Systole= Anspannungs- und Auswurfphase
Diastole= Entspannungs- und Füllphase
Endosystolisches Füllungsvolumen
Das Blutvolumen, welches nach der Auswurfphase noch im Ventrikel zurück bleibt (ca. 60ml)
Enddiastolisches Füllungsvolumen
Am Ende der Diastole ist der Ventrikel gefüllt, also das Blutvolumrn, welches sich nach der Diastole im Ventrikel befindet (ca.130ml)
Schlagvolumen
Das Volumen, was in der Auswurfphase aus dem Ventrikel in den Blutkreislauf ausgeworfen wird (ca. 70ml)
Auswurffraktion
Verhältnis von Schlagvolumen zu enddiastolischem Volumen: der Anteil der diastolischen Füllung, der systolisch weiter befördert wird
-> unter 50% = Herzinsuffizienz
Herzminutenvolumen
Das Blutvolumen welches das Herz pro Minute in den Kreislauf pumpt als Maß für die Herzleistung
-> Herzfrequenz x Schlagvolumen= 70ml x 70= 4900ml
Ablauf des Herzzyklus
Ventilebenenmechanismus
während der Systole verschiebt sich die Ventilebene gemeinsam mit den Herzklappen in Richtung Herzspitze (nach unten) -> Vorhöfe werden gedehnt und Sog entsteht sodass sie sich füllen
Erregungsbildung und Fortleitung am Herz
Sinusknoten
Im Einmündungsbereich der V. Cava superior im rechten Vorhof
Schrittmacher der Herzfrequenz
Erregungen breiten sich über die Vorhöfe aus
AV- Knoten
verzögerung der Erregungsleitung am atrioventrikulären Übergang
Verhindert die zu frühe Kontraktion
HIS- Bündel
Weiterleitung der Erregung
über den linken und rechten Tawara Schenkel
strahlt als Purkinje Fasern in das Arbeitsmyokard der Ventrikel ein
-> Systole der Ventrikel
3 Arten von Muskulatur
Skelettmuskulatur (querstreifung, willkürlich innervierbar)
Herzmuskukatur (querstreifung, nicht willkürlich innervierbar)
Glatte Muskulatur (keine querstreifung, nicht willkürlich innervierbar)
Eigenschaften von Muskeln
dehnbar
elastisch
kontraktionsfähig
elektrisch erregbar
Funktionen von Muskeln
Erzeugung von Bewegungen
Stabilisierung der Körperlage
Speicherung, Bewegung und Durchmischung von Stoffen im Körperinneren (zB Magendarmtrakt)
Thermogenese
Bindegewebige Hüllen
1-4
Faszie
BG Hülle die den ganzen Muskel umgibt
Hochinnerviert: Thermorezeptoren und Schmerzrezeptoren und Mechanirezeptoren
Epimysium
unter der Faszie
lockeres BG das den gesamten Muskel umgibt
Verschiebe/ Gleitschicht bei Kontraktion
Perimysium
umfasst Muskelfaserbündel (10-100 Muskelfasern)
Endomysium
umgibt jede einzelne Muskelfaser
Zellulärer Aufbau von Muskelfasern
embryonal verschmelzen Myoblasten miteinander und bilden Riesenzellen mit über 100 Zellkernen
-> eine Muskelzelle = eine Muskelfaser
Zellmembran= Sarkolemm-> viele kollagene Phasern die in die BG- Hülle einstrahlen
Sarkoplasma: Sarkoplasmatisches Retikulum als Kalziumspeicher; Sarkosome (Mitochondrien des Muskels); Lyosome; Glykogen
Peripher an den Muskelfasern: Satellitenzellen= nur wenige Myoblasten für die Regeneration, wenn diese aufgebraucht sind kommt es zu bindegewebigem Umbau des Muskels
Sarkomere in den Myofibrillen
= kleinsten kontraktilen Einheiten
Z- Scheibe:
Begrenzung eines Sarkomers
daran befestigt ist das Aktins
M- Scheibe:
Mitte des Sarkomers
daran befestigt ist das Myosin
A- Bande:
Myosine in der Sarkomermitte
I- Bande:
dünne Aktine am Sarkomerrand
H- Zone:
frei von Aktin
Myosin
besteht aus etwa 200 Myosinmolekülen umeinandergewickelt
Kopf, Hals, Schwanz Aufbau wie ein Spermium
Aktin
Aus Aktinprotein
2 umeinander gewickelte Ketten aus F- Aktinmolekülen
besetzt mit G- Aktinmolekülen -> bei Muskelkontraktion Bindungsstelle für Myosin
Tropomyosin
fadenförmig
bedeckt im Ruhezustand die Bindungsstelle für das Myosin
Troponin
verbunden mit Tropomyosin und liegt auf dem Aktin auf
Motorische Einheit
= 1 Alpha- Motoneuron & alle von ihm innervierten Muskelfasern
Je mehr motorische Einheiten aktiviert werden, desto mehr Kraft kann aufgebracht werden
Motorische Endplatte
Synapse zwischen Motoneuronen und Muskelfaser; Neurotransmitter bei Muskel= Acetylcholin = Ach
Erregungs- Kontraktionskopplung
AP des Motoneurons erreicht die motorische Endplatte-> Ausschüttung von Ach
Bindung an die postsynaptischen Rezeptoren der Muskelzellen
Entstehung eines AP am Sarkolemm der Muskelfaser
dieses AP breitet sich entlang des Sarkolemms und der T- Tubuli aus
An den Triaden erfasst das AP das longitudinale System
-> schlagartige Freisetzung von Kalzium aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (-> die intrazelluläre Kontraktion steigt an von 0,01 mmol/l auf 10 mmol/l
Kalzium diffundiert zu Myogibrillen
lagert sich an der Kalziumbindungsstelle des Troponins an -> Längsverändering des Tropomyosins
Bindungsstelle für das Myosinköpfen am Aktin wird frei
Elektromechanische Kopplung
= aus einem elektrischen Reiz, also dem Aktionspotential, wird eine mechanische Muskelkontraktion
Alpha Motoneuron bekommt einen Reiz und gibt diesen über das Axon an motorische Enfplatte weiter
Ach wird ausgeschüttet
Natriumkanäle werden geöffnet
Depolarisation der Muskelzellmembran-> AP wird ausgelöst und läuft über Sarkolemm des Muskels
AP geht in L- Tubuli
Dadurch breitet es sich auch in der Tiefe des Muskel aus und Myofibrillen werden erreicht
AP breitet sich im Bereich der Triaden aus-> Öffnung von spannungsabhängigen Kalziumkanälen am Longitudinalsystem
Diffusion von Ca2+ in den IZR
Schlagartiger Anstieg um das 1000 fache= Muskelkontraktion
Filament- Gleitzyklus
Glatte Muskulatur
was?
Vorkommen
spindelförmige Zellen, die kleiner als die der quergestreiften Muskulatur sind
besitzen nur einen Zellkern
Aktin und Myosin vorhanden, jedoch keine Myofibrillen, sodass auch keine Querstreifung zu erkennen ist
Aktinfilamente sind verankert an dense bodies der Zellmembran
Nicht willkürlich ansteuerbar, keine regelmäßige Anordnung von Aktin und Myosin
Vorkommen:
Befinden sich an den inneren Organen des Menschen (Magen- Darm- Trakt, Atemwege, Urogenitaltrakt, Gefäße)
Ohr und Auge
Haarwurzeln und Drüsen
Vergleich Skelettmuskulatur und glatte Muskulatur
Streifung und Organisation der Filamente
Regulation der Kontraktion
Geschwindigkeit und Dauer der Kontraktion
Besonderheiten im Kontrsktionsverlauf
Quergestreifte Muskulatur
deutliche Streifung durch die Anordnung von Aktin- und Myosinfilamenten in den Muskelfasern
Die Filamente sind in regelmäßigen Bündeln angeordnet
Im Gegensatz dazu fehlt hier die deutliche Streifung
Die Aktin- und Myosinfilamente sind unregelmäßig und nicht in ordentlichen Bündeln
Quergestreifte
wird durch das ZNS willkürlich gesteuert
Nervenimpulse lösen die Freisetzung von Calciumionen aus dem sarkoplasmischen Retikulum aus-> ermöglicht die Bindung von Myosin an Aktin und führt zur Muskelkontraktion
Glatte
In der Regel autonom oder unwillkürlich
durch das autonome Nervensystem
durch lokale Faktoren wie Hormone, pH- Wert und Stoffwechselprodukte
Die Calciumionen, die für die Kontraktion benötigt werden, können aus dem extrazellulären Raum oder aus intrazellulären Speichern stammen
Quer
schnell, kraftvoll, kurzlebig
ermüdet schnell
für schnelle, kurze Aktivitäten wie ZB Sprinten
Glatt
langsamer und anhaltender
ermüdet langsamer
länger anhaltende Aktivitäten wie Aufrechterhalten der Muskelspannung in den Wänden von Hohlorganen
Generelle Unterschiede zw. glatter Muskulatur und Skelettmuskulatur
Streifung
deutliche Streifung, die durch die Anordnung von Aktin- und Myosinfilamenten in den Muskelfasern entsteht
die glatte Muskulatur hat keine deutliche Stteifung und sieht unter dem Mikroskop glatt aus
Morphologie der Zellen
die Zellen der quergestreiften Muskulatur sind lang und zylindrisch und erhalten mehrere Kerne
die Zellen der glatten Muskulatur sind spindelförmig und einkernig
Anzahl der Zellkerne
die quergestreifte Muskulaturzelle ist multinukleiert, was bedeutet dass sie mehrere Zellkerne hat
die glatte Muskulaturzelle hat in der Regel einen Zellkern
die quergestreifte Muskulatur ist willkürlich und über das zentrale Neevensystem gesteuert
die glatte Muskulatur ist autonom oder unwillkürlich und wird durch das autonome Nervensystem und lokale Signale gesteuert
Generelle Gemeinsamkeiten zw. glatter Muskulatur und Skelettmuskulatur
Aktin und Myosin
Sowohl glatte als auch wuergestreifte Mukulatur verwenden Aktin- und Myosinfilamente um Kontraktion zu erzeugen
Der Mechanismus der Muskelkontraktion durch Gleiten von Aktin- und Myosinfilamenten überlappend ist in beiden gleich
Energiequelle
Beide Muskeltypen verwenden ATP als Energiequelle für Muskelkontraktion
Funktionelle Einheit
Beide bestehen aus einzelnen Zellen, die durch Bindegewebe und extrazelluläre Matrix unterstützt und verbunden sind
Diese Zellen arbeiten zusammen, um Muskelkontraktion zu ermöglichen
Unterscheidung zwischen Single Unit und Multi Unit
Herzmuskulatur
generell
Herzmuskelzellen bilden das Myokard des Herzens
Wie die glatten Muskelzellen enthalten sie einen meist mittelständigen Zellkern und können nicht willkürlich innerviert werden
Wie die Skelettmuskeln sind die Herzmuskeln quergestreift, sie haben also regelmäßig angeordnete kontraktile Filamente (Sarkomere)
Im Unterschied zum Skelettmuskel lassen sich im Herzmuskel aber keine Satellitenzellen finden, d.h. der Herzmuskel hat keine Regenerationsmöglichkeit
Einmal zugrundegegangenes Herzmuskelgewebe (z.B. nach Myokardinfarkt) ist irreversibel geschädigt und wird bindegewebig umgebaut (= Narbe)
Besonderheit: Glanzstreifeb (= disci intercalares: Hier finden sich viele gap- junctions und Desmosome)
Herzmuskulatur Aufbau
verzweigt aufgebaute Zellen mit einem oder zwei mittelständigen Zellkernen
Über Glanzstteifen (Disci intercalares) bzw. Gap Junctions ist eine Herzmuskelzelle mit einer Vielzahl von Nachbarzellen verbunden
längs angeordnete Myofibrillen und parallel zu ihnen verlaufend sarkoplasmatiche Retikulum
Mitochondrien werden als Sarkosomen, und das Zytoplasma als Sarkoplasms bezeichnet
Zellkern ist von einem myofibrillenfreien Arial umgeben, dem Sarkoplasmahof
Gap Junctions
sogenannte elektrische Synapsen: verbinden das Zytoplasma benachbarter Zellen direkt und erlauben somit einen direkten Ionenfluss
sorgen für die schnelle und synchrone Ausbreitung von Aktionspotentialen von Zelle zu Zelle und somit eine schnelle Synchronisation des Myokards
Transmembranproteine
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