Sarkomer

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Das Sarkomer (von griech. sarkós für Fleisch und -mer für Teil) ist die kleinste funktionelle Einheit der Muskelfibrille und somit der Muskulatur.

Jedes Sarkomer ist hauptsächlich aus drei mikroskopisch kleinen kontraktilen Proteinen aufgebaut, die sich zu Filamenten (Proteinfäden) zusammensetzen: Actin, Myosin und Titin. Die Sarkomere haben einen strengen regelmäßigen Aufbau und sind in Längsrichtung der Myofibrille, die wiederum längs der Muskelfaser gerichtet ist, angeordnet und hintereinander gereiht. Im Ruhezustand haben sie eine Länge von etwa 2-2,5 Mikrometer.

[Bearbeiten] Abschnitte des Sarkomers

Die Z-Scheiben (auch Z-Streifen oder Z-Linien genannt), welche mit den relativ dünnen und daher helleren Actinfilamenten verbunden sind, begrenzen das Sarkomer zu seinen Enden. An den Z-Scheiben hängen Actinfilamente zu beiden Seiten (d. h. ein Actinfilament ragt in zwei benachbarte Sarkomere), zwischen deren Enden die dicken und daher dunkleren Myosinfilamente liegen.

In der Mitte der Sarkomere und damit auch der Myosinfilamente befinden sich die M-Scheiben (auch M-Streifen oder -Linie genannt). Man geht davon aus, dass M- und Z-Scheibe der mechanischen Querstabilisierung der Actin- und Myosinfilamente dienen.

Der Bereich um die M-Scheibe wird als H-Zone bezeichnet, dort befinden sich nur Myosinfilamente. Der Bereich um die Z-Scheibe wird als I-Band bezeichnet (I für isotrop), dort befinden sich nur Actinfilamente. Der Bereich zwischen zwei I-Bändern wird A-Band bezeichnet (A für anisotrop).

Das Myosinfilament ist an M- und Z-Scheibe über das elastische Titinfilament verknüpft, welches gebunden am Myosinfilament zur M-Scheibe verläuft. Aktuellen Erkenntnissen zufolge soll das Titinfilament das Myosinfilament während der Kontraktion zwischen den Z-Scheiben zentrieren und eine Federfunktion übernehmen, daher ist es zu den Z-Scheiben hin federartig gewunden. Die Enden der Actin- und Myosin-/Titinfilamente überlappen sich. Zusammenfassend sieht die Sequenz der Sarkomerabschnitte folgendermaßen aus: Z – I – A – H – M – H – A – I – Z . Ein Sarkomer besteht also insgesamt aus einem A-Band und zwei halben I-Banden.

[Bearbeiten] Muskelkontraktion

Bei einer Muskelkontraktion bewegen sich die Actinfilamente zusammen mit den Z-Scheiben in Richtung der M-Scheibe und den mit ihnen verbundenen Myosinfilamenten. Da bei der Kontraktion die Filamente ihre Eigenlänge mit Ausnahme von Titin nicht verändern, verändert sich die Länge des Sarkomers. Bei einer Kontraktion wird das Sarkomer kürzer, bei einer Dehnung länger.