Im Inneren eines Skelettmuskels

Eine einzelne Skelettmuskelfaser kann bis zu 30 cm lang sein und ist trotzdem nur eine Zelle.

Ein Organ aus Bündeln

Ein Skelettmuskel ist ein Organ und kein Klumpen aus einem einzigen Gewebe. In ihm arbeiten Muskelfasern, Blutgefäße, Nervenfasern und Bindegewebe zusammen. Das Bindegewebe bildet drei ineinanderliegende Schichten. Wer schon einmal ein Stück lange geschmortes Fleisch entlang der Faser auseinandergezogen hat, hat sie gespürt.

Die äußerste Schicht, das Epimysium, umhüllt den ganzen Muskel. Es hält den Muskel zusammen, während er kräftig zieht, und trennt ihn von benachbarten Muskeln und Organen, damit sich jeder für sich bewegen kann. Im Inneren sind die Fasern zu Bündeln zusammengefasst, den Muskelfaserbündeln. Jedes ist von einer mittleren Schicht umgeben, dem Perimysium. Durch diese Bündelung kann das Nervensystem einen Teil eines Muskels aktivieren statt den ganzen auf einmal. In jedem Bündel hat jede Faser ihre eigene dünne Hülle, das Endomysium, das die Flüssigkeit und die Nährstoffe enthält, die sie versorgen.

Wohin der Zug geht

An den Enden der meisten Skelettmuskeln laufen die Kollagenfasern aller drei Schichten zu einer Sehne zusammen, und an ihrem anderen Ende verwächst die Sehne mit der Knochenhaut, dem Periost. Wenn sich die Fasern zusammenziehen, wird die Spannung also über die Hüllen auf die Sehne und weiter auf den Knochen übertragen. Manche Muskeln enden stattdessen in einer breiten, flachen Sehnenplatte, der Aponeurose. Ein Beispiel ist der breite Rückenmuskel (Latissimus dorsi). Jeder Muskel ist außerdem gut durchblutet, für Sauerstoff, Nährstoffe und den Abtransport von Abfallstoffen, und jede einzelne Faser erhält einen eigenen Zweig eines Motoneurons.

Eine Zelle, viele Zellkerne

Eine Skelettmuskelfaser ist eine einzelne Zelle, aber eine ungewöhnliche. Fasern können bis zu 100 Mikrometer dick und, im Schneidermuskel (Sartorius) des Oberschenkels, bis zu 30 cm lang sein. Jede entsteht vor der Geburt, indem viele embryonale Zellen, die Myoblasten, miteinander verschmelzen. Darum hat eine reife Faser viele Zellkerne. Mehr Zellkerne bedeuten mehr Kopien der Gene, die nötig sind, um die großen Proteinmengen herzustellen, die eine Faser braucht. Weil das griechische Wort sarko „Fleisch“ bedeutet, haben die Teile einer Muskelzelle eigene Namen. Die Zellmembran heißt Sarkolemm, das Zellplasma Sarkoplasma, und der Calciumspeicher im Inneren heißt sarkoplasmatisches Retikulum.

Myofibrillen und Sarkomere

In der Faser liegen dicht gepackt die Myofibrillen, Stäbchen von nur etwa 1.2 Mikrometern Durchmesser. Eine Faser enthält Hunderte bis Tausende davon, und jede verläuft über die ganze Länge der Zelle. Entlang jeder Myofibrille wiederholt sich tausendfach dieselbe kurze Einheit. Das ist das Sarkomer, etwa 2 Mikrometer lang von einer Z-Scheibe zur nächsten, und hier findet die Kontraktion tatsächlich statt. Wenn sich alle Sarkomere einer Myofibrille verkürzen, verkürzt sich die Myofibrille, und wenn sich die Myofibrillen verkürzen, verkürzt sich die ganze Faser.

Wie die Bündel angeordnet sind

Die Muskelfaserbündel sind nicht in jedem Muskel gleich angeordnet, und die Anordnung beeinflusst, wie stark und wie weit ein Muskel ziehen kann. Die meisten Muskeln sind parallelfaserig: Ihre Bündel verlaufen in Längsrichtung des Muskels. Der Bizeps ist ein parallelfaseriger Muskel mit einem dicken Mittelteil, dem Muskelbauch, der an beiden Enden schmaler wird. Diese Form heißt spindelförmig. Ringmuskeln, auch Schließmuskeln genannt, umgeben eine Öffnung und schließen sie, wenn sie sich zusammenziehen. Ein Beispiel ist der Ringmuskel des Mundes (Orbicularis oris). Bei einem konvergierenden Muskel wie dem großen Brustmuskel (Pectoralis major) laufen die Fasern fächerförmig an einer Sehne zusammen. Bei gefiederten Muskeln setzen die Fasern schräg an einer Sehne an, wie die Äste einer Feder. Sie können die Sehne nicht sehr weit bewegen, aber sie fassen mehr Fasern und erzeugen deshalb für ihre Größe mehr Spannung. Der Deltamuskel der Schulter ist ein mehrfach gefiederter Muskel.

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Dies ist Lernmaterial darüber, wie der Körper aufgebaut ist und funktioniert. Es ist keine medizinische Beratung und dient nicht dazu, Krankheiten zu diagnostizieren oder zu behandeln.