EN | DE | PT Kontakt Besser lernen Login Registrieren

Du willst mehr über das Thema Arten von Muskelzellen lernen?

Unsere Videotutorials, interaktiven Quizze, weiterführenden Artikel und ein HD Atlas lassen dich Prüfungen mit Bestnoten bestehen.

Erstelle heute dein kostenloses Konto und trete in die Fußstapfen von über 1.086.630 erfolgreichen Anatomielernern.

”Ich kann ernsthaft behaupten, dass Kenhub meine Lernzeit halbiert hat.” – Mehr lesen. Kim Bengochea Kim Bengochea, Regis University, Denver

Arten von Muskelzellen

Muskelzellen (Myozyten) bilden die Grundlage für jegliches Muskelgewebe in unserem Körper. Es gibt drei Arten von Muskelzellen im menschlichen Körper: Herz-, Skelett- und glatte Muskelzellen.

Herz- und Skelettmuskelzellen werden wegen ihrer länglichen und faserigen Gestalt manchmal auch als Muskelfasern bezeichnet.

Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) sind Muskelfasern, die das Myokard bilden, die mittlere muskuläre Schicht des Herzens. Skelettmuskelzellen machen das Muskelgewebe aus, das mit dem Skelett verbunden und somit wichtig für die Fortbewegung ist. Glatte Muskelzellen sind für unwillkürliche Bewegung verantwortlich, z.B. für die Bewegung der Eingeweide während der Peristaltik (Kontraktionen, um den Speisebrei durch das Verdauungssystem zu transportieren).

Skelettmuskelzellen

Eigenschaften

Skelettmuskelzellen sind länglich, zylindrisch und gestreift. Sie sind mehrkernig, d.h. sie haben mehr als einen Kern, denn sie sind durch Fusion embryonaler Myoblasten entstanden. Jeder Zellkern reguliert die metabolischen Erfordernisse des Sarkoplasmas um ihn herum. Skelettmuskelzellen haben einen hohen Energiebedarf, weshalb sie viele Mitochondrien enthalten, um genügend ATP herzustellen.

Muskelzellkerne - Histologie

Skelettmuskeln sind über Sehnen an Knochen befestigt und können bis zu 30 cm lang sein, obwohl sie in der Regel eine Länge von 2 bis 3 cm haben.

Struktur

Die Anatomie von Muskelzellen unterscheidet sich von der anderer Körperzellen, weshalb Biologen spezielle Fachbegriffe für die Strukturen dieser Zellen eingeführt haben. Die Zellmembran der Muskelzelle wird als Sarkolemm, das Zytoplasma als Sarkoplasma bezeichnet.

Sarkolemm - Histologie

Das Sarkoplasma enthält Myoglobin, einen Speicher für Sauerstoff, und Glykogen in Form von Granula im Zytosol. Beide dienen der Energieversorgung. Des Weiteren enthält es viele tubuläre Proteinstrukturen namens Myofibrillen, die aus Myofilamenten bestehen. Es gibt drei Arten von Myofilamenten: dicke, dünne und elastische.

Dicke Myofilamente setzen sich aus Myosin zusammen, einem Motorprotein, während dünne Myofilamente aus Aktin bestehen, einem Protein, das von Zellen zur Stabilisierung der Struktur verwendet wird.

Elastische Myofilamente bestehen aus einer elastischen Form eines Ankerproteins, das als Titin bekannt ist. Zusammen erzeugen die Myofilamente Muskelkontraktionen, indem sie den Myosinköpfchen ermöglichen, sich entlang der Aktinfilamente zu bewegen. Dies verursacht eine gleitende Bewegung.

Sarkoplasma - Histologie

Die Grundeinheit des quergestreiften Muskels ist ein Sarkom, das Aktin- (helle Banden) und Myosinfilamente (dunkle Bänder) umfasst.

Kontraktion

Die Kontraktion von quergestreiften Muskelzellen wird durch die Calciumionenkonzentration ausgelöst, die wiederum durch eine als sarkoplasmatisches Retikulum bekannte Struktur reguliert wird. Diese Struktur ähnelt dem glatten endoplasmatischen Retikulum anderer Zelltypen, ist aber spezifisch für Muskelzellen.

Um kontraktile Kraft zu erzeugen, verbindet sich Myosin mit den Aktinfilamenten, dreht sich ein wenig und zieht dann die Filamente übereinander wie Ruder, die ein Boot antreiben.

Skelettmuskelzellen enthalten zudem zwei regulatorische Proteine, Troponin und Tropomyosin. Diese verhindern, dass die Myosinbindungsstelle von Aktin frühzeitig durch Myosin besetzt wird.

Myofibrille - Histologie

Die Bindungsstelle für das Myosinköpfchen am Aktinfilament bleibt durch die regulatorischen Proteine bedeckt, bis die Calciumionen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (SR) freigesetzt werden und damit deren Konzentration steigt. Dies ist das Endergebnis einer Kette von Ereignissen im Kontraktionszyklus. Er wird von einem Aktionspotential in Gang gebracht und folglich durch die Freisetzung von Acetylcholin (ACh), einem Neurotransmitter, auslöst.

Dieser Prozess wird durch Strukturen, die als transversale Tubuli oder T-Tubuli bekannt sind, verstärkt. Sie stellen Einstülpungen des Sarkolemms dar, sodass die Depolarisation schneller ins Zellinnere geleitet werden kann.

Ein T-Tubulus, der von vergrößerten sarkoplasmatischen Retikula namens Terminalzisternen flankiert wird, bildet eine Struktur namens Triade. Triaden sind bei der Depolarisation und Aktivierung der Muskelzelle beteiligt, was schließlich eine Kontraktion zur Folge hat.

Da für eine Kontraktion viel Energie benötigt wird, enthalten quergestreifte Muskelzellen viele große Mitochondrien, die dort als Sarkosomen bezeichnet werden.

Herzmuskelzellen

Eigenschaften

Herzmuskelzellen (Kardiomyozyten) sind kurz und schmal und haben eine rechteckige Form. Sie sind etwa 0,02 mm breit und 0,1 mm lang und enthalten viele Sarkosomen, die die für die Kontraktion erforderliche Energie liefern.

Im Gegensatz zu Skelettmuskelzellen enthalten sie normalerweise einen einzigen Zellkern. Ansonsten setzen sich ihre Zellorganelle im Allgemeinen aus den gleichen Bestandteilen zusammen wie die der Skelettmuskelzellen, obwohl sie mehr Sarkosomen aufweisen.

Herzmuskelzelle - Histologie

Herzmuskelzellen sind groß und stehen strukturell über Glanzstreifen in Verbindung, welche Gap junctions für Diffusion und Kommunikation aufweisen. Die Glanzstreifen erscheinen in Abbildungen als dunkle Banden zwischen den Zellen und gelten als einzigartiges Merkmal der Herzmuskelzellen. Membranen benachbarter Muskelzellen liegen sehr dicht beieinander, Glanzstreifen bilden eine Art Klebstoff zwischen den Zellen.

Dies ermöglicht die Übertragung der kontraktilen Kraft zwischen den Zellen, da sich die elektrische Depolarisation direkt von Zelle zu Zelle ausbreiten kann. Die Schlüsselrolle der Herzmuskelzellen im gesamten Körper besteht darin, genügend kontraktile Kraft zu erzeugen, um das Herz effektiv schlagen zu lassen. Sie kontrahieren perfekt aufeinander abgestimmt und erzeugen genügend Druck, um das Blut im Körper zirkulieren zu lassen.

Videoempfehlung: Herzmuskulatur (en)
Herzmuskulatur findet sich nur im Myokard und ist für die Kontraktion des Herzens verantwortlich.

Satellitenzellen

Herzmuskelzellen können sich nicht mehr effektiv teilen, was bedeutet, dass, wenn Herzzellen verloren gehen, sie nicht ersetzt werden können. Jede einzelne Zelle muss also bei solch einem Verlust an Herzmuskelgewebe härter arbeiten, um weiterhin die gleiche Herzleistung zu erbringen.

Als Reaktion auf das Bedürfnis des Körpers nach einem höheren Herzzeitvolumen können Kardiomyozyten größer werden, dieser Vorgang wird als Hypertrophie bezeichnet. Wenn die Zellen die für den Körper nötige Menge an kontraktiler Kraft dennoch nicht aufbringen können, kommt es zu einer Herzinsuffizienz.

Im Herzmuskel kommen aber noch Satellitenzellen vor, die als myogene Zellen dafür sorgen, dass beschädigtes Muskelgewebe ersetzt wird. Ihre Anzahl und damit auch ihre Regenerationsfähigkeit ist aber begrenzt. Satellitenzellen sind auch in Skelettmuskelzellen vorhanden.

Glatte Muskelzellen

Eigenschaften

Glatte Muskelzellen sind spindelförmig und enthalten einen einzigen zentralen Zellkern. Ihre Länge reicht von 10 bis 600 μm, womit sie die kleinsten Muskelzellen darstellen. Sie sind elastisch und deshalb für die Entfaltung von Organen wie z.B. der Niere, der Lunge und der Vagina wichtig.

Glatte Muskelfasern - Histologie

Die Myofibrillen der glatten Muskelzellen sind nicht wie in Herz- und Skelettmuskel ausgerichtet, sodass sie nicht quergestreift erscheinen, und daher als glatt bezeichnet werden. Glatte Muskelzellen sind in Schichten angeordnet, was es ihnen ermöglicht, sich gleichzeitig zusammenzuziehen. Sie enthalten durch ihre beschränkte Größe wenig entwickelte sarkoplasmatische Retikula und keine T-Tubuli. Dennoch besitzen sie andere normale Zellorganellen wie Sarkosomen, aber in niedrigerer Anzahl.

Lokalisation und Funktionen

Glatte Muskelzellen sind für unwillkürliche Kontraktionen verantwortlich und kommen in Blutgefäßwänden und Hohlorganen wie dem Gastrointestinaltrakt, dem Uterus und der Blase vor. Auch im Auge sind sie vorhanden und ziehen sich dort zusammen, um die Linsenform  anzupassen und dem Auge das Fokussieren zu ermöglichen.

Glatte Muskulatur ist darüber hinaus für die gerichteten Kontraktionswellen im gesamten Verdauungssystem verantwortlich, mit denen der Speisebrei durch den Körper transportiert wird (Peristaltik).

glatte Muskelbündel - Histologie

Wie Herz- und Skelettmuskelzellen kontrahieren glatte Muskelzellen als Reaktion auf die Depolarisation des Sarkolemms. In glatten Muskelzellen wird dies durch Gap junctions vereinfacht. Gap junctions sind Tunnel, die eine Impulsübertragung zwischen den Zellen ermöglichen, sodass sich die Depolarisation ungehindert ausbreiten kann. Dies führt dazu, dass die glatten Muskelzellen in vorbestimmter Abfolge kontrahieren können.

Zusammenfassung

Muskelzellen (Myozyten) sind die Zellen, die das Muskelgewebe bilden. Es gibt drei Typen von Muskelzellen im menschlichen Körper: Herz-, Skelett- und glatte Muskelzellen.

Skelettmuskelzellen - länglich, zylindrisch, mehrkernig und gestreift. Jeder Zellkern reguliert die metabolischen Erfordernisse des Sarkoplasmas um ihn herum. Skelettmuskelzellen haben einen hohen Energiebedarf, weshalb sie viele Mitochondrien enthalten, um genügend ATP bereitzustellen.

Das Sarkoplasma besteht aus Myofibrillen, die sich wiederum aus dicken und dünnen Myofilamenten zusammensetzen. Skelettmuskelzellen bilden die Muskeln im Körper, die wir willkürlich verwenden, um uns zu bewegen. Kontraktionen werden durch das Übereinandergleiten der Myosinköpfchen und der Aktinfilamente erzeugt. Dieser Prozess wird durch Faktoren wie Calcium, Troponin, Tropomyosin und T-Tubuli reguliert.

Herzmuskelzellen - kurz und schmal und haben eine ziemlich rechteckige Form. Sie enthalten einen einzigen Zellkern, ähnliche Zellorganellen wie Skelettmuskelzellen und viele Sarkosomen, die die für die Kontraktion erforderliche Energie liefern.

Herzmuskelzellen stehen strukturell über Glanzstreifen in Verbindung, die Gap junctions für Diffusion und Kommunikation aufweisen. Diese ermöglichen die Übertragung der kontraktilen Kraft zwischen den Zellen, da sich die elektrische Depolarisation von Zelle zu Zelle ausbreitet und so eine einheitliche Kontraktion hervorruft. Da die Herzmuskelzellen nicht teilungsfähig sind, sind Satellitenzellen für das Ersetzen der geschädigten Zellen verantwortlich.

Glatte Muskelzellen - elastisch, nicht quergestreift, spindelförmig und enthalten einen einzigen zentralen Zellkern. Sie sind in Schichten angeordnet, was es ihnen ermöglicht gleichzeitig zu kontrahieren.

Glatte Muskelzellen enthalten durch ihre beschränkte Größe wenig entwickelte sarkoplasmatische Retikula und keine T-Tubuli. Dennoch besitzen sie andere normale Zellorganellen wie Sarkosomen, allerdings in niedrigerer Anzahl. Glatte Muskelzellen sind für unwillkürliche Kontraktionen verantwortlich und enthalten ebenfalls Gap junctions für die Ausbreitung der Depolarisation.

Du willst mehr über das Thema Arten von Muskelzellen lernen?

Unsere Videotutorials, interaktiven Quizze, weiterführenden Artikel und ein HD Atlas lassen dich Prüfungen mit Bestnoten bestehen.

Erstelle heute dein kostenloses Konto und trete in die Fußstapfen von über 1.086.630 erfolgreichen Anatomielernern.

”Ich kann ernsthaft behaupten, dass Kenhub meine Lernzeit halbiert hat.” – Mehr lesen. Kim Bengochea Kim Bengochea, Regis University, Denver

Quellen anzeigen

Quellen:

  • R. Lüllmann-Rauch, E. Asan: Taschenlehrbuch Histologie, 5. Auflage, Thieme Verlag (2015)
  • N. Ulfig: Endspurt Vorklinik - Histologie, 3. Auflage, Thieme Verlag (2015)
  • J. C. Behrends: Duale Reihe Physiologie: 93 Tabellen, 1. Auflage, Thieme Verlag (2010)
  • G. Aumüller, G. Aust, J. Engele et al.: Duale Reihe Anatomie, 3. Auflage, Thieme Verlag (2014)

Text, Übersetzung, Review, Layout:

  • Rachel Baxter

  • Khava Abdusalamova

  • Stefanie Bauer

  • Marie Hohensee

Illustration:

  • Muskelzellkerne - Histologie
  • Sarkolemm - Histologie
  • Sarkoplasma - Histologie
  • Myofibrille - Histologie
  • Herzmuskelzelle - Histologie
  • Glatte Muskelfasern - Histologie
  • glatte Muskelbündel - Histologie
© Sofern nicht anders angegeben, sind alle Inhalte, inklusive der Illustrationen, ausschließliches Eigentum der kenHub GmbH. Sie sind durch deutsches und internationales Urheberrecht geschützt. Alle Rechte vorbehalten.

Relevante Grafiken und Bilder

Lerne weiter

Weitere Artikel lesen

Zeige 7 weitere Artikel

Videos anschauen

Quiz starten

Atlas durchstöbern

Gut gemacht!

Jetzt registrieren und gratis Anatomie-Lernguide eBook erhalten!

Erstelle dein kostenloses Konto.
Leg’ los mit deinem Training – in weniger als 60 Sekunden.