Muskelkontraktion einfach erklärt: Gleitfilamenttheorie Ablauf - Querbrückenzyklus - Sport, Biologie

Du fragst dich, was die Gleitfilamenttheorie und ein sogenannter Querbrückenzyklus sein soll? Das ist einfach erklärt!

Im folgenden Video erklärt euch Famulus den Ablauf der Muskelkontraktion abläuft. Dabei geht er auf das Gleitfilamentmodell sowie auf die Filamentproteine Aktin und Myosin ein.

Es wird kurz die Definition einer Muskelkontraktion angesprochen, um anschließend den Mechanismus der Muskelkontraktion mittels ATP, ADP und einem Phosphatrest sowie Calcium-Ionen und alles, was dazugehört, möglichst simpel zu erläutern.

Falls dir Fachbegriffe wie Troponin, Tropomyosin, Aktin, Myosin, ATP, ATPase, Ca++/Ca2+/Calcium-Ionen, Myosinköpfe bzw. Myosinköpfchen, aktive Muskelverkürzung, Transversalsystem bzw. T-System oder T-Tubuli, aber auch longitudinale Tubuli bzw. L-Tubuli sowie das sarkoplasmatisches Retikulum fremd sind, dann ist das Video genau richtig für dich!

Eine kurze Beschreibung zur Gleitfilamenttheorie von Berg et al. (2018, S. 1224): „Die beweglichen Strukturen der Muskeln bestehen aus einem Komplex aus Myosin und Aktin sowie weiteren Hilfsproteinen. Aktin, ein sehr häufig vorkommendes Protein von 42 kDa, polymerisiert zu langen Filamenten. Jedes Aktinmonomer kann entweder ATP oder ADP binden. Die Motordomäne des Myosins bewegt sich dabei zyklisch am Aktinfilament weiter; beginnen wir mit Myosin, an das keine Nucleotide gebunden haben und das selbst an Aktin gebunden ist: 1) ATP bindet dann an Myosin und Myosin wird vom Aktin freigesetzt. 2) Eine reversible Konformationsänderung, die mit der Hydrolyse des ATP, das immer noch an Myosin gebunden ist, einhergeht, führt zu einer großen Bewegung des Hebelarmes, der aus der Motordomäne herausragt. 3) Myosin mit gebundenem ADP und Pi heftet sich an Aktin. 4) Pi wird vom Myosin freigesetzt. Folge ist ein Zurücksetzen der Hebelarmposition und eine Bewegung des Aktins im Verhältnis zum Myosin. 5) Durch Freisetzung von ADP geht die Motordomäne in ihre Ausgangsstellung zurück. Die Länge des Hebelarmes bestimmt, wie groß der Schritt entlang des Aktins in jedem Zyklus ist. Die Möglichkeit, einzelne Moleküle der Motorproteine zu beobachten, war von entscheidender Bedeutung für die Überprüfung von Hypothesen über die Motorfunktion. Die Muskelkontraktion bewirkt ein rasches Gleiten von dünnen Aktinfilamenten relativ zu dicken Filamenten, die aus Myosin aufgebaut sind. Die dicken Filamente bestehen aus vielen miteinander verbundenen Myosinmolekülen. Jedes Myosinmolekül besitzt zwei Köpfe, die an Aktin binden und dieses relativ zu Myosin bewegen können. Diesen Vorgang treibt Myosin durch ATP-Hydrolyse an. Die Muskelkontraktion wird durch Tropomyosin und den Troponinkomplex reguliert. Diese Proteine hemmen Aktin und Myosin daran, effizient miteinander zu interagieren, bis die Calciumkonzentration durch einen Nervenimpuls ansteigt. Die Calciumionen verändern die Konformation von Troponin und Tropomyosin, sodass die Hemmung aufgehoben wird.“

#Gleitfilamenttheorie #Querbrückenzyklus #Muskelkontraktion

INHALT

0:00 Einleitung
0:26 Was ist eine Muskelkontraktion?
1:02 Gleitfilamenttheorie
8:17 Querbrückenzyklus ("Cross-bridge cycle")
10:27 Reihenschaltung von Sarkomeren und anderes
11:18 Wenn ATP fehlt: Totenstarre
12:25 Erklärung des GIFs
14:38 Muskelverkürzung am Beispiel des Bizeps
15:41 Danksagung & Abschluss

➡️Video zu Sarkomeren & Muskelanatomie: https://youtu.be/_YbZc5hYXyU
↪️Mehr zum ATP & Energiestoffwechsel im Muskel: http://bit.ly/EnergiestoffwechselPlaylist
🆕Hier geht es zum neuesten Video: https://goo.gl/76JwCx

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📜 Quellen für dieses Video:
► Hohmann, A., Lames, M., Letzelter, M. & Pfeiffer, M. (2020). Einführung in die Trainingswissenschaft (7., überarbeitete Auflage). Wiebelsheim Hunsrück: Limpert: https://amzn.to/3uUe1D3
► Weineck, J. (2010). Sportbiologie (10., überarbeitete und erweiterte Auflage). Balingen: Spitta: https://amzn.to/30c7lC8
► de Marées, H. (2017). Sportphysiologie (Korrigierter Nachdruck der 9., vollständig überarbeiteten und erweiterten Auflage). Hellenthal: Sportverlag Strauß: https://amzn.to/2O7UoXv
► Berg, J. M., Tymoczko, J. L. & Gatto, G. J. (2018). Stryer Biochemie (Lehrbuch, 8. Auflage). Berlin: Springer Spektrum: https://amzn.to/30lzgiV
► Güllich, A. & Krüger, M. (Hrsg.). (2013). Sport. Das Lehrbuch für das Sportstudium (Lehrbuch). Berlin: Springer Spektrum: https://amzn.to/3sSA3UQ

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