Muskeln und Bewegung
Vokabeln
• -e Sehne, -n• -r Knorpel, -• -s Band, ¨er• -e Faser, -n• -s Gelenk, -e• -e Kapsel, -n• -r Knochen, -• -r Ellenbogen, -• -e Reibung, -en
• -s Scharnier, -e• -e Scheibe, -n• -e Schicht, -en• -e Flüssigkeit, -en• -e Kugel, -n• beugen• strecken• schmieren
Welche Funktionen haben Knochen, Bänder (Ligamente), Muskeln,
Sehnen und Nerven?
Knochen• feste Strukturen
• durch Sehnen mit Muskeln und durch Ligamente mit anderen Knochen verbunden.
• Geben Stabilität. (Teil des Innenskeletts)
Nerven
Geben Signale vom Gehirn an die Muskeln, um diese zur Kontraktion zu bringen.
Sehnen
• Verbinden Muskeln mit Knochen
Ligamente (Bänder)
Verbinden Knochen mit Knochen
• Bewegung durch Kontraktion• Hitzeproduktion (Zittern )• Speicher (Glykogen, Proteine)
Muskeln
Vergleichen Sie die Bewegungen des Hüftgelenks und Kniegelenks
Vergleich der Bewegungen des Hüft- und Kniegelenks
• Gemeinsamkeiten:
• Bewegungen der Knochen sind möglich, da es beides Gelenke sind.
• Zwischen den Knochen findet man Knorpel um die Reibung der Knochen zu verringern.
• Beide Gelenke sind für die Bewegung des Beines beim Laufen notwendig.
• Sehnen und Bänder helfen bei der Bewegung.
Unterschiede – Merkmale
Bewegung im Kniegelenk
Bewegung um Hüftgelenk
Anzahl der Freiheitsgrade
2 3
Art des Gelenks Drehscharniergelenk Kugelgelenk
Richtungen Rotation nur in gebeugtem Zustand, sonst Beugung und
Streckung
Rotation in alle drei Raumrichtungen
möglich
Anzahl der beteiligten Knochen
3 2
Anzahl der Knorpelscheiben
2 1
Wodurch werden beteiligte Knochen
verbunden
Kreuzbänder & Seitenbänder
Gelenkkapsel bestehend aus Muskeln und
Bändern
7
8
9
10
11
12
2
3
4
5
6
1
Struktur und Funktion von Muskeln
Struktur der quergestreiften Muskelfasern
• Ein Muskel besteht aus vielen Muskelfasern die in Bündeln zusammengelagert sind.
• Jede einzelne Muskelfaser besteht aus vielen Muskelfibrillen.
• Das Sarkolemm ist zu vergleichen mit der Plasma-membran anderer Zellen.
• Die Myofibrillen (Muskelfibrillen) wiederum bestehen aus den Sarkomeren, welche aus Myosin- und Aktin-Filamenten aufgebaut sind.
• Hier zu sehen sind die dunklen (H) und hellen (I)-Bänder die im Lichtmikroskop als helle bzw. dunkle Streifen zu sehen sind (Querstreifen).
Außerdem:
• Mitochondrien befinden sich sehr zahlreich in den Muskelfasern, da eine hohe Menge an ATP-Energie für die Kontraktion des Muskels benötigt wird.
• Warum verschwinden die H-Banden in vollständig kontrahierten Sarkomeren?
• Was verursacht die Freisetzung von Calcium Ionen aus dem Sarkoplasmatischen Retikulum einer Muskelfaser?
• Welchen Nutzen hätte eine besonders große Anzahl an Mitochondrien in einer Muskelfaser?
• Warum müssen Muskeln in antagonistischen Paaren vorkommen?
Lösungen
• Die Aktinfilamente werden bei der Kontraktion zusammengeschoben, sodass die frei liegenden Myosinfilamente (H-Banden) überdeckt werden.
• Das Aktionspotential durch ein Motoneuron löst die Freisetzung von Calcium Ionen aus.
• Durch viele Mitochondrien kann durch Zellatmung mehr ATP produziert werden. Dieses wird bei der Muskelkontraktion benötigt.
• Wird ein Muskel eines antagonistischen Paares kontrahiert, dann entspannt sich der andere. Dadurch kann der Ausgangszustand wieder hergestellt werden. Muskeln können nicht aktiv entspannen.