HIS Basics: Muskelgewebe

0:41 Dann ist es wie beim Schnell das Doppel-L, so habe ich mir das gemerkt. Und im Slow wäre dann nur eine L, oder?

0:47 Das ist ein erster Gang und ein zweiter Gang. Liebe Freunde, die gefliegen Blasmusik. Das ist ein Intro, nehmen wir jetzt zum vierten Mal auf.

1:09 Ja, aber immerhin sind wir zurück zu einem normalen Intro. Immerhin.

1:16 Hate E-Mails. Naja, gut, so sei es. Heute geht es um die Muckis, Freunde. Also drittes Grundgewebe, Muskulatur als Skelettmuskulatur, Herzmuskulatur und Lattemuskulatur, was das alles ausmacht und wie man es erkennt. Und starten möchten wir erstmal mit der Nomenklatur, weil es wäre ja zu einfach, wenn Muskelzellen einfach so benannt wären wie alle anderen.

1:39 Es wäre zu einfach. Ganz kurze Werbung.

1:44 Ich benutze eigentlich seit Semester 2 ein Programm namens Anki. Da kann man so mit digitalen Karteikarten lernen, was das Lernen einfach viel effizienter macht. Für das Physikum gibt es da zum Beispiel auch vorbereitete Decks. Und das Coole ist, dass man Anki selbst nochmal erweitern kann. Und zwar mit sogenannten Add-ons.

2:02 Und da gibt es ein neues von Meditrix, was wir im Team vorab testen durften. Da werden euch dann zum Beispiel im Physikumsdeck von Ankifil zusätzlich Mehrkilfen und Esusbrücken von Meditrix angezeigt, sodass das Lernen nochmal viel abwechslungsreicher wird und mehr Sinne anspricht.

2:17 Wenn ihr Lust bekommen habt, Meditrix mal auszuprobieren, da klickt euch jetzt mit dem exklusiven Code SIDUSINVs15 15% Rabatt auf euer nächstes Meditrix-Abo. Sidusin versus 15. Jetzt sichern. Das war's schon.

2:33 Also grundsätzlich kann man bei Muskelzellen, die sich auch wie unsere normalen Zellen vorstellen, die wir ja schon zu Genüge vorgestellt haben. Hier werden bloß die Bestandteile der Zelle zum Teil anders benannt. Und zwar benutzt man da häufig das Präfix Sarcos. Das kommt vom Griechischen und heißt letztendlich einfach Fleisch bzw.

2:54 Muskel. Und das Zytoplasma wird eben beim Muskel Sarkoplasma genannt. Die Plasmamembran wird Sarkolem genannt. Das endoplasmatische Retikulum heißt hier Sarkoplasmatisches Retikulum. Und zum Teil werden auch noch die Mitochondrien als Sarcosomen bezeichnet.

3:10 Habe ich ja das noch nicht so oft gehört, oder? Ich auch eher selten. Ja, also die ersten drei schon, aber Sarkozen, naja, wie auch immer. Der Klassiker der Muskeln, mit dem steigen wir ein. Ich glaube, das ist das, was jeder als Muskel primär malen würde, wenn er es müsste. Sind die quergestreiften Skelettmuskeln, sind auch, glaube ich, in der Anzahl die häufigsten.

3:29 Also ich würde mal behaupten, es gibt mehr Skelet von der Masse her mehr Skelettmuskeln, oder? Oder glatte Muskeln?

3:35 Glatte Muskeln gibt es schon auch viele. Also bin ich mir nicht sicher.

3:37 Auf jeden Fall so, für alle Bewegungen und so sind die auf jeden Fall die relevanten. Und damit starten wir. Damit starten wir. Wir haben jetzt schon hier ein sehr gutes Grundwissen aufgebaut mit der Terminologie am Anfang. Und jetzt starten wir mit der quergestreiften Muskulatur, eben auch der Skelettmuskulatur.

3:52 Und da ist es jetzt so, diese Muskulatur, der Muskel, ist aus Fasern aufgebaut, die in Bündeln zusammengelagert sind. Wir kommen gleich dazu, was das für einen Sinn hat. Also man muss sich einfach vorstellen, die einzelnen kontraktilen Elemente, die letztlich für die Kontraktion des Muskels relevant sind, die sind jetzt in immer größeren Bündeln zusammengefasst.

4:14 Und das größte Bündel, das ist dann letztlich der abschließende Muskel, den man auch im PrEPSAL und überall sonst sieht, bei manchen mehr, bei manchen weniger. Der Bizeps wäre so ein Beispiel. Grüße gehen raus und Herrn Wimmer. Wenn jetzt der Herr Wimmer da wäre, der würde schon wieder hier selbst ironisch über seinen Bizeps witzeln.

4:29 Okay. Und genau, der Sinn dahinter ist eben, wenn diese Muskelfasern parallel und hintereinander angeordnet sind, kann so die optimale Kraftentwicklung erfolgen, indem quasi in eine Richtung die ganze Kontraktionskraft entwickelt werden kann und der Körper letztlich bewegt werden kann. Deswegen sind diese Bündel alle parallel nebeneinander angeordnet.

4:53 So, und jetzt stellt sich die Frage, wie ist der ganze Kram aufgebaut? Wir stellen uns jetzt vor, dass wir zum Beispiel den Beatzeps nehmen und einmal einen Querschnitt durch den Muskel machen. Dann hatte Fabian ja schon erwähnt, wir brauchen kontraktile Einheiten. Und die kleinste Funktionseinheit im Muskel, die sich kontrahieren kann, das sind die sogenannten Sarkomere.

5:13 Deren Aufbau erklären wir später nochmal genauer. Aber die sind wirklich die Grundlage für jede Muskelkontraktion. Diese Sarkomere sind hintereinander angeordnet und bilden dann eine Art Kette. Und dann sind auch noch mehrere dieser Ketten parallel angeordnet. Und zusammen bilden viele Sarkomere eine Myofibrille.

5:33 Diese Myofibrillen, da nehmen wir jetzt auch wieder mehrere und fassen die zusammen zu einer Muskelfaser. Eine Muskelfaser, das ist gleichbedeutend mit einer Muskelzelle. Deshalb umgibt diese Myofibrillen dann auch ein Sarkolem, also im Grunde die Zellmembran dieser Muskelzelle. Dabei liegt im Skelettmuskel der Kern der Muskelzelle am Rand.

5:56 Und es ist auch so, dass diese Muskelfase durch Verschmelzung mehrerer Zellen entsteht. Deshalb haben wir pro Muskelzelle mehrere Kerne, also ein echtes Synzytium. Das Sarkolem, was das Ganze umgibt, wird dann zusätzlich nochmal von einer Basalmembran umgeben.

6:13 Sehr gut. Und was ab jetzt ganz wichtig ist fürs Verständnis, ist, dass man sich klar macht, ab jetzt kommt diese Abfolge, wo quasi die einzelnen Elemente von der Muskelfaser ausgehend immer weiter zu Bündeln zusammengefasst werden. Und diese Bündel sind jeweils von Bindegewebe umgeben und verpackt. Das kann man sich vorstellen, wie so eine Wurst, die quasi von einem Darm umgeben ist, der das Ganze kompakt verpackt.

6:41 Und damit starten wir, nämlich sind jetzt diese Muskelfasern oder auch Muskelzellen, das sind ja Synonyme, die liegen im Endomysium. Das ist das Bindegewebe, was die einzelnen Muskelfasern umgibt. Mehrere dieser Muskelfasern bilden jetzt zusammen ein Primärbündel. Dieses Primärbündel wird wiederum vom Perimysium internum umhüllt.

7:05 Mehrere Primärbündel zusammen bilden jetzt das Sekundärbündel, werden also als solches zusammengefasst. Um dieses Sekundärbündel liegt jetzt auch wieder ein Bindegewebe drumherum und das wird Perimysium externum genannt. Und jetzt kommen wir schon zum makroskopisch sichtbaren Teil, nämlich mehrere dieser Sekundärbündel werden jetzt zum tatsächlich makroskopischen Muskel zusammengefasst, zum Beispiel der Bizeps.

7:33 Um dieses Sekundärbündel herum liegt jetzt das sogenannte Epimysium. Und jetzt, das ist wirklich was, was man auch im Preppsaal eigentlich das tägliche Brot des Muskelpreppens im Präppsaal ist, und was man da immer zu sehen bekommt, ist tatsächlich die Muskelfaszie, die so einen ganzen Muskel wie den Bizeps oder andere von außen nochmal umfasst und ist die abschließende Bindegewebschicht um ein Muskelpaket oder um einen makroskopischen Muskel bildet.

8:08 Genau, so is es. Aber ein Muskel macht nichts ohne ein Signal, denn es ist quasi nur Signalsempfänger im primären Sinne, und dazu gibt es diese wunderschönen Nerven, die wir alle schon mal gelernt haben in der Makro. Aber trotzdem sollte man nochmal das Grundprinzip dafür nochmal mit sich bringen.

8:29 Wir haben ja in der Makro gelernt, jeder Muskel hat eine bestimmte Innervation. Und dieser Nerv führt jetzt letztendlich die elektrischen Signale zum Muskel, die benötigt er für die Kontraktion. So, und aber jetzt kommen diese elektrischen Signale an der neuromuskulären Endplatte an und müssen jetzt irgendwie in eine Kontraktion übersetzt werden.

10:03 Und diese Übersetzung eines elektrischen Reizes in eine mechanische Kontraktion nennt man elektromechanische Kopplung. Dafür gibt es am Muskel zwei Röhrensysteme, die letztendlich die einzelnen Myofibrillen, also mit den Myofibrillen, in Kontakt treten, wo ja die Sarkomere liegen, die letztendlich kontrahieren können.

10:25 Und diese Systeme sind einmal das T-Tubulus-System und das L-Tubulus-System. Gehen wir erstmal auf die T-Tubli ein. Die T-Tubuli sind im Grunde einfach nur Einstülpungen der Zellmembran, also des Sarkolems. Das ergibt daher Sinn, weil ja an dieser neuromuskulären Endplatte, also an der Synapse zwischen Nerv und Muskel, das Signal auf die Zellmembran des Muskels übertragen wird und dann entlang der Zellmembran weitergeleitet werden kann.

10:57 Und diese T-Tubuli, die ziehen jetzt von außen from einer Muskelfaser quer, also transversal in den Muskel hinein. Und was this embarrassing is that this elektrische Signal from the Muskelphase, where events is in the Muskel, also in the Muskelfaser hine transportiert to the Myofibrillen.

11:37 Der elektrische Reiz, der da jetzt im Muskel ankommt, an sich, der bildet noch keine Kontraktion in dem Sinne aus. Oder der führt nicht dazu. Sondern dafür brauchen wir noch das L-System oder auch die L-Tubuli. Die interagieren mit den T-Tubuli. Das heißt, die Erregung kommt jetzt in den Muskel zu den einzelnen Myofibrillen rein, über die T-Tubuli und springt jetzt da quasi über auf das L-System, die L-Tubuli.

12:04 Und diese bilden eine Spezialform des sarkoplasmatischen Reticulums aus. Was heißt es jetzt? In diesen L-Tubuli, in dieser Spezialform ist jetzt das Calcium gespeichert. Das hat die zentrale Funktion bei der Kontraktion des Muskels und bei der Kontraktion der Sarkomere. Was passiert da jetzt genau? Bei Eintritt der Erregung über die T-Tubuli geht das Signal weiter auf die L-Tubuli und da kommt es jetzt zur Freisetzung von diesen in den L-Tubuli gespeicherten Calciumionen.

12:41 Die L-Tuli, die laufen erst quer, also transversal zu den Myofibrillen am Muskel entlang. Und dann bilden sie sich longitudinal entlang. Und da kann man sich jetzt wirklich merken, L-System oder L-Tubuli, da steckt der Buchstabe L drin, das heißt, die L-Tubuli laufen longitudinal, also in Muskelfaserrichtung an den Myofibrillen entlang.

13:04 Ich habe schon gesagt, die T-Tubuli interagieren mit den L-Tubuli. In welcher Form tun die das? Da spricht man von sogenannten Triaden. Steckt die Vorsilbe oder die Silbe Tri drin. Das heißt, es sind drei Strukturen, die da aneinander gelagert sind. Und da ist es immer so, dass zwei L-Tubuli quasi am Außenrand liegen.

13:25 Die sind etwas dicker und in der Mitte, da ist dann ein T-Tubulus gelegen. Das heißt, Triade besteht aus zwei L-Tubuli und einem T-Tubulus, der in der Mitte liegt.

13:36 Das ergibt an sich auch Sinn, wenn man sich vorstellt, das Signal kommt ja über den T-Tubulus rein und da gibt es halt nach rechts und links an die beiden L-Trubuli daneben ab. Wie Fabian jetzt schon erklärt hat, kommt es dadurch zu einem Calciumeinstrom, der letztendlich die Muskelkontraktion ermöglicht.

13:54 Und diese Muskelkontraktion findet in den kleinsten kontraktilen Einheiten, den Sarkomeren statt, aus denen letztendlich auch die Myofibrille besteht. Wie ist jetzt so ein Sarkomer aufgebaut? Die wichtigsten Proteine hier sind das Aktin und das Myosin. So ein Sarkomer ist immer eine symmetrische Struktur, wo man einmal in der Mitte, eine Mittellinie hat, die sogenannte M-Scheibe und rechts und links eine Begrenzung durch die Z-Scheibe.

14:22 An der M-Scheibe in der Mitte ist das Myosin verankert. Da geht also nach rechts und links von dieser M-Scheibe ein Myosin weg. Auf den Z-Scheiben oder an den Z-Scheiben, also rechts und links des Myosins, ist das Aktin verankert. Und das Aktin zieht eben von den Z-Scheiben Richtung Mitte und überlappt teilweise mit dem Myosin.

14:46 Durch diese unterschiedlichen Überlappungen bekommen wir jetzt Banden. Wenn wir uns vorstellen, dass immer mehrere Sarkomere parallel untereinander liegen, haben wir also einen Teil, wo wir nur das Aktin haben, der sich um die Z-Scheibe befindet. Das ist die sogenannte I-Bande. Die ist relativ hell. Und dann haben wir den Bereich in der Mitte, um die M-Scheibe herum, wo das Myosin liegt.

15:11 Das ist die sogenannte A-Bande. Die liegt quasi zwischen zwei I-Banden. Und bei der A-Bande haben wir jetzt ja einen Bereich, wo Aktin und Myosin überlappen und in der Mitte der A-Bande noch einen Bereich, wo nur Myosin vorkommt. Insgesamt ist die A-Bande dunkler als die I-Bande, aber innerhalb der A-Bande gibt es nochmal einen etwas helleren Bereich, wo eben nur das nackte Myosin ist, ohne Aktinüberlappung.

15:36 Und das ist direkt um die M-Scheibe herum. Dadurch, dass jetzt diese Sarkomere immer parallel untereinander abgeordnet sind, sind auch diese helleren und dunkleren Bereiche immer parallel angeordnet, was zu der charakteristischen Querstreifung im Skelettmuskel letztendlich führt. Und deshalb sprechen wir auch von quergestreifter Skelettmuskulatur.

15:55 So ist es. Ja, aber ich fand das am Anfang wirklich seltsam, dass ich konnte sich so vorstellen, dass es quasi eine ganz normale Zelle ist, wo quasi das Aktin-Miosin einfach nur so super krass strukturiert aufgebaut ist. Also es ist nicht irgendwie so dieses Sarkumer, ein abgeschlossenes Ding mit einer Membran drum, sondern das gammelt einfach in der Zelle rum und ist halt eben am Anfang und am Ende festgeklebt.

16:17 Aber es ist nicht irgendwie so ein eigenes Organ. Ich dachte am Anfang, das wäre voll so ein eigenes Organell oder sowas. Aber das ist quasi, das liegt einfach so zwischen Mitochondrien, so ein bisschen, ist so quasi zusammengefasst.

16:27 Wobei man ja schon sagen muss, dass die Zellorganellen eher an den Rand getränkt werden. Ja, okay, gut.

16:32 Der Zellkern auch und da passiert ja auch ganz viel dann letztlich in den Sarkomer.

16:35 Ist aber trotzdem kein eigenes Organell in dem Sinne, ne? Das stimmt. Liebe Freunde der Vorklinik, bevor es losgeht, brauchen wir noch ganz kurz eure Hilfe. Wir sind nominiert beim Deutschen Podcast-Preis in der Kategorie Beste Information. Diese Kategorie wird über ein Publikumsvoting entschieden und wir brauchen eure Stimme.

16:59 Hierbei würdet ihr uns unfassbar helfen, wenn ihr kurz auf den Link in der Folgenbeschreibung klickt und uns eure Stimme gibt. Dauert nur 5 Sekunden. Ihr seid die allerbesten. Viel Spaß bei der Folge. Genau, und jetzt ist halt die Frage, was macht dieses Aktivin, was macht dieses Myosin, dass es sich kontrahiert?

17:20 Und da gibt es halt diesen weltberühmten Querbrücken-Zyklus.

17:24 Genau, der ist eigentlich schon Inhalt auch der Physiologie. Wir wollen da jetzt nur mal einen kleinen Ausblick wagen, was da auf uns noch zukommt und das vom Verständnis schon mal ein bisschen angehen. Weil jetzt wollen wir auch wissen, okay, wie interagieren jetzt diese kleinen, kontraktilen Elemente letztlich in diesem Sarkomer?

17:40 Wie kommt es letztlich zu einer Muskelkontraktion? Und dabei sind die zwei entscheidenden Proteine von Bedeutung, die sich in diesem Sarkomer befinden. Das wäre einmal das Myosin und einmal das Aktin, die ja schon auch an diesen Scheiben, wie sie der Tim gerade genannt hat, verankert sind. Wie ich es mir jetzt vorstellen würde, wäre tatsächlich das Myosin als Art Ruderer.

18:03 Denn das Myosin hat so Köpfchen, solche Myosinköpfchen, die auch eine Enzymfunktion haben und so abklappen können. Also Myosin ist wie ein Ruderer, was das Ruder bewegen kann und sich so fortbewegen kann letztlich. Das Aktin wiederum wäre sozusagen, sich vorzustellen wie ein Steg. Und an diesem Steg kann sich jetzt dieser Ruderer mit seinem Ruder einhaken und durch einen sogenannten Kraftschlag quasi entlanghangeln oder entlang bewegen.

18:30 Interessant, wie man in Stuttgart rudert. Äh, du steht hier immer noch am Necker in Heidelberg. Nee, also so bewegt man sich natürlich jetzt im echten Leben nicht wirklich fort, wenn man da nur an so einem Steg entlang guckt. Der rudet sehr witzig vor. Ja, oder man reißt irgendwie den Steg ab oder irgendwas.

18:43 Ich hoffe, das passiert jetzt im Muskel nicht. Na gut, okay. Naja, auf jeden Fall kann man sich es wirklich so vorstellen. Denn durch diesen Kraftschlag des Myosinköpfchens, also des Ruderers, entlang dieses Steges, kommt es jetzt dazu, dass die beiden kontraktilen, also Proteine, Myosin und Aktin, quasi ineinander gezogen werden.

19:03 Und so wird letztlich die Z-Scheibe zur in der Mitte liegenden M-Scheibe gezogen. Und so kommt es letztlich zur Muskelkontraktion, indem das hundertfach oder tausendfach hintereinander gelegen passiert, dass sich immer die zwei Z-Scheiben zueinander gezogen werden und so verkürzt sich dann der ganze Muskel und kontrahiert.

19:23 Das ist quasi, es gibt jedes System nur mit ein paar Nanometern, aber das läppert sich quasi, wie sagt man, langsam ein Netz das Eichhörnchen oder sowas? Gibt es einen Spruch? Mühsig, oder? Mühselig oder sowas, keine Ahnung, was weiß ich. Aller Ruhe ist eigentlich so Physioding, das machen wir dann nochmal in aller Ruhe.

19:40 Biochemie ist auch noch dabei. Genau. Aber kann man auch schon mal gehört haben, wer ein bisschen intensiver schon Sport getrieben hat, dass es verschiedene Muskelfasertypen gibt. Also es ist quasi nicht alles so, wie es sein soll, sondern es gibt dann noch schnelle, langsame, was weiß ich, sonst was für, die man auf den ersten Blick nicht so leicht unterscheiden kann, aber da gibt es dann noch Spezialfärbungen und da sollte man schon wissen, worum es geht.

20:02 Und ganz grundsätzlich haben wir da zwei große Typen und es ist wichtig, sich zu merken, dass ein Skelettmuskel immer aus einer Mischung von Fasertypen besteht. Da kann ein Typ mehr oder weniger vorkommen, aber letztendlich haben wir nie reihen Typ I oder Reihen Typ II-Muskeln.

20:20 Der erste Typ, mit dem wir starten wollen, sind die Typ I-Muskelfasern. Das sind relativ schmale Fasern, in denen viel Sarkoplasma enthalten ist, die viele Mitochondrien enthalten und auch viel Myoglobin. Und das führt dann auch zu der bräunlichen Färbung, die man ja im Muskel gut beobachten kann, im Präppsal oder wo auch immer, wenn quasi eben keine Haut mehr drüber ist, die Muskeln sind braun, das liegt eben an dem Myoglobin, was da vorkommt.

20:46 Wie sieht jetzt die Kontraktionsform dieser Typ 1-Muskelfasern aus? Die kontrahieren langsam, aber kraftvoll. Das bringt wiederum den Vorteil mit sich, die sparen quasi ihre Ressourcen, indem sie so langsam sind, kann man sich vorstellen, und dadurch sind sie sehr viel ausdauernder. Man spricht dann auch von slow twitching fibers.

21:05 Diese Typ I-Muskelfasern erfüllen eine Halte- oder Stützfunktion im Körper und kommen eben anteilig mehr, also viele davon kommen zum Beispiel in der Rückenmuskulatur vor. Die bewegt sich ja auch nicht so schnell, muss aber lang und ausdauernd funktionieren. Und deswegen kann man sich gut vorstellen, dass da vor allem Typ I-Muskelfasern vorkommen.

21:26 Genau, wenn es langsamer gibt, gibt es logischerweise auch schnelle.

21:29 Kann man sich übrigens vielleicht so merken, die Typ 2-Muskelfasern, wenn man da die zwei Lateinisch schreibt mit diesen zwei Strichen, dann ist es wie beim Schnell das Doppel-L, so habe ich mir das gemerkt. Und im Slow wäre da nur ein L, oder?

21:43 Oder quasi erster Gang und zweiter Gang.

21:45 Ja, oder so. Die Typ II Muskelfasern sind auf jeden Fall breiter, haben weniger Mitochondrien und auch weniger Myoglobin, dafür aber mehr Myofibrillen, also insgesamt mehr kontraktile Einheiten. Dadurch ist deren Kontraktion sehr schnell, aber gerade dadurch, dass auch weniger Mitochondrien vorliegen, die Energie liefern, haben diese Fast-Twitch-Fasern weniger Ausdauer.

22:08 Man unterscheidet bei denen nochmal drei Subtypen: schnelle weiße, schnelle rote und intermediäre Fasern. Solche Typ 2-Muskelfasern, die schnell kontrahieren, findet man zum Beispiel auch verstärkt in der Oberarmuskulatur. Wir haben es halt irgendwie mit dem Bizeps, gell?

22:25 Ja, ne, aber das kann man doch auch trainieren. Also ich habe auch schon mal gelesen, dass es so.

22:28 Das hängt vom Training ab, ja.

22:29 Wenn man quasi viel Sprint trainiert oder so, dann gibt es mehr Typ 2 Muskelfasern und das ist quasi so ein bisschen plastisch, dass ich das auch je nachdem, wie ich brauche, umbauen kann. Und auch je nachdem quasi abrufe.

22:41 Aber ich glaube, es ist auch so eine genetische Komponente dabei, oder? Weil zum Beispiel solche Topsprinter wie Usain Bolt oder so, da ist es bestimmt auch genetisch vielleicht veranlagt, dass sie dann mehr Ty-Muskelfasern haben. Ja, aber gerade bei Sport sind. Das ist ja in der Rakete.

23:00 So ein Klassiker ist ja so Muskelfaser, Muskelbündelriss. Das bedeutet auch Muskeln sind nicht unzerstörbar. Und da möchte ich jetzt mal smooth überleiten zu der zweiten Zellform, die im Muskel quasi primär vorliegen, die wichtig sind für Regeneration und die quasi benutzt werden, wenn irgendwas kaputt geht.

23:23 Genau, das wären dann die Satellitenzellen. Wie kann man sich das vielleicht merken? Satellit ist ja auch irgendwas, was von uns aus der, also aus Position der Erde aus gesehen, zumindest immer relativ weit weg liegt und so ähnlich geht es jetzt dem Muskel auch. Nämlich diese Satellitenzellen, die liegen außen zwischen der Basalmembran der Muskelzelle und dem Sarkolem, also der Plasmamembran der Muskelzelle.

23:46 Was machen diese jetzt? Diese Satellitenzellen sind letztlich Myoblasten. Myoblasten haben wir auch schon gehört. Bilden quasi dann die Muskelzellen am Anfang. Was passiert bei einer Verletzung? Bei einer Verletzung teilen sich jetzt diese quasi ruhenden Satellitenzellen, bilden Tochterzellen. Und diese Tochterzellen letztlich verschmelzen dann und bilden wieder unser echtes Synzytium, also eine Muskelfaser, womit diese regeneriert wäre.

24:16 Da wären dann wieder die Myofibrillen drin und im Prinzip kann dann der Muskel wieder funktionieren. Die Krux an der Sache ist jetzt, dass dieser Mechanismus begrenzt ist. Das heißt, wenn zu viel Muskelgewebe kaputt gegangen ist, zu viele Myofibrillen zerstört sind, dann können nicht mehr diese Satellitenzellen in ausreichendem Maße, also diese Myoblasten, sich teilen und das Muskelgewebe regenerieren.

24:43 Das heißt, da würde es dann zur Ausbildung von Narbengewebe, was ja dann Bindegewebe und kein Muskelgewebe wäre, würde es zur Bildung eben von Narbengewebe kommen.

24:53 Und da fällt mir wieder so ein dummer Funfact ein, es gibt so Dinge, die merkt man sich, die sind voll unnütz. Das hat unser Prof gesagt, dass er super geil findet, ist, wenn man eine Muskelfaser findet, die zentral liegende Zellkerne hat, dann ist da so eine Myotube, die gerade in der Regeneration ist.

25:08 Also das heißt, wenn man richtig flexen will, wäre das quasi sowas, was man, was man suchen könnte. Also ein Skelettmuskel. Ja, logischerweise im Skelettmuskel zwischen diesen ganzen Muskelfasern, die wir gerade beschrieben haben, mit Zigarrenkern am Rand, bla bla bla. Hätte man quasi eine Muskelfaser mit zentral liegenden Zellkernen, dann wäre das so eine Myotube, die gerade in der Regeneration steckt.

25:32 Aber gut.

25:33 Wir haben dann noch einen Muskelfasertyp unterschlagen an der Stelle. Es gibt nämlich noch so eine besondere Struktur im Skelettmuskel, die sogenannten Muskelspindeln. Die gehören an sich nicht zur Arbeitsmuskulatur, sondern haben eine Rezeptorfunktion. Und zwar bestehen die aus dünnen Muskelfasern, die fest mit den Muskelfasern unserer Arbeitsmuskulatur verbunden sind, aber eigentlich letztendlich als Dehnungsrezeptoren wirken.

26:00 Wenn der Muskel gedehnt wird, wie zum Beispiel beim Patellarseenreflex, wenn ich auf die Patellarsehne schlage, dann wird ja der Quadrizeps gedehnt. Und diese Dehnung führt in den Muskelspwindeln zu einem Reiz. Und diese Sensor, also die sensorischen Fasern, die da verankert sind, können jetzt zum Beispiel einen Reflex auslösen, in dem Fall eben den Patellarsehnenreflex.

26:27 Genau, da gibt es ja mehrere, auch in der Ellenbeuge gibt es so einen. Kennt jeder, oder? Ich glaube, das war sogar mein Biolehrer, der mir mal oder der uns mal berichtet hat, dass es auch beim Stolpern so ein Prozess ist letztlich. Also dass auch, wenn man quasi mit dem Fuß irgendwo hängen bleibt, auch quasi über diese Muskelspindeln dann der Dehnungsreflex oder quasi die erhöhte Muskeldehnung wahrgenommen wird.

26:47 Und so kann man das dann ausgleichen, dass man nicht direkt auf die Nase hat.

26:51 Hat die, glaube ich, jeder schon mal gesehen. Genau. Ja, Skelettmuskel ist hiermit abgehakt. Ja, Muskelfasertypen können wir jetzt erkennen. Jetzt gibt es noch zwei andere: quasi die glatte Muskeln und irgendwas, irgendwie wieder muss hier wieder besonders sein. Und das Herz muss wieder irgendwas Besonderes machen.

27:12 Aber gut, ich meine, das Herz muss ja quasi auch immer die ganze Zeit. Ansonsten wäre doof. So ein Bizepskamerun, Herz wäre doof. Und deswegen nehmen wir uns das Herz noch vor und quasi was hier histologisch anders ist als im Skelettmuskel.

27:26 So ist es. Es ist gar nicht so viel anders, denn auch der Herzmuskel ist im Prinzip quergestreift. Es ist nicht ganz so, sag ich mal, optimal parallel alles angeordnet, also ein bisschen ungeordneter kann man schon sagen, was ja auch von der Funktion her irgendwie verständlich ist, weil es ja auch kein sozusagen longitudinaler Muskel ist, sondern es ist ja ein Hohlmuskel, der dann das Blut im Kreislauf verteilt.

27:51 Also wir haben aber trotzdem eine Querstreifung. Und die morphologischen Unterschiede sind eben, dass es kein Synzytium gibt der Zellen. Das heißt, wir haben maximal zwei Zellkerne pro Zelle. Die Zellen sind nicht in einem echten Zusammenschluss alle irgendwie verbunden, sondern nur ein funktionelles Synzytium.

28:15 Die Zellkerne liegen hier nicht randständig, so wie im Skelettmuskel, sondern die Zellkerne liegen zentral. Das ist wirklich, wenn ihr euch eine Sache merkt, um den Herzmuskel vom Skelettmuskel zu differenzieren, hier liegt der Zellkern, also im Herzmuskel liegt der Zellkern immer zentral. Und was auch noch anders ist, diese L- und T-Tubuli, die wir vorhin angesprochen haben, sind im Herzmuskel nicht in Triaden konfiguriert, sondern eben immer nur zu zweit, also immer nur ein T-Tubulus, der mit dem L-Tubulus interagiert.

28:49 Das heißt, wir haben hier die zwei, also Dyaden, immer nur zwei sind beteiligt. Und die Zellkontakte sind auch noch besonders. Da spricht man von sogenannten Glanzstreifen, die kann man auch im histologischen Bild gut erkennen. Und da sind drei Strukturen von Relevanz. Nämlich die Fascia arterentes, die Desmosomen und die Nexus.

29:11 Oder dann ein Synonym zu den Gap-Junctions, die dieses funktionelle Synzytium, also quasi die, die das aufbauen oder die das bilden, dass die Herzmuskelzellen alle funktionell miteinander verknüpft sind und die ganzen Ströme und Austausche zwischen den Zellen dann stattfinden können. Aber da möchte ich auch nochmal herzlich auf die Folge von Tim und Sumia zum Kreislauf und dessen Histologie verweisen.

29:39 Aber ist das nicht auch so, dass die Herzmuskelzellen auch so ein bisschen verzweigt sind? Also quasi nicht immer nur eine Herzmuskelzelle an eine Herzmuskelzelle geht, sondern die manchmal auch quasi an zwei Enten zusammenhängen?

29:49 Ja, es sieht insgesamt im Herz ein bisschen ungeordneter aus, aber noch nicht so ungeordnet wie in der glattmuskulatur, die man jetzt nochmal von der quergestreiften Skelett und Herzmuskulatur abgrenzen muss. Die glatte Muskulatur ist das, was wir, auch wie die Herzmuskulatur, aber was wir nicht willkürlich steuern können.

30:07 Glatte Muskulatur umgibt zum Beispiel Gefäße, umgibt Darmabschnitte, alles Mögliche im Magen. Hier finden wir überall glatte Muskulatur. Da haben wir einen zentralen, stäbchenförmigen Zellkern oder auch so zigarnenförmig kann man auch sagen. Wichtig, hier gibt es keine Querstreifung, eben einfach, weil die Zellen so ungeordnet sind.

30:29 Und insgesamt sind die Zellen, ja, man könnte sagen, spindelförmig.

30:34 Ja, ne? Und die kontrahieren ja quasi in alle Richtungen. Also es ist ja nicht so, dass die so wie beim Skelettmuskel in eine Richtung, sondern die ziehen sich am Allgemeinen irgendwie ein bisschen zusammen.

30:42 Deswegen, also ist bei denen auch egal, weil die keine so defizilen Bewegungen auch steuern müssen, sondern die müssen halt im Darm irgendwie die Peristaltik vermitteln und so, aber die müssen ja jetzt nicht irgendwie einen Arm hier kontrahieren oder so.

30:55 Aber die glatte Muskulatur ist tatsächlich extrem stark, weil da auch diese Überlappung durch eine bestimmte Anordnung dieser Filamente noch deutlich stärker sein kann als in der Skelettmuskulatur.

31:07 So, und jetzt nochmal als letztes kurzes I-Tüpfelchen, Schmankerl, was weiß ich, die kurze Checkliste, was tun, wenn man jetzt ein Muskelpräparat bekommt?

31:16 Also, Tim, du sitzt jetzt hier im Histosaal. Guckst hier durch dein Mikroskop, wenn es mal irgendwann wieder möglich wird. Also im Moment ist es das nicht, aber jetzt sagen wir mal, du sitzt hier im Histosaal, guckst durchs Mikroskop und hast da ein Präparat vor dir liegen, ein histologisches. Was machen wir jetzt bitte, um unsere drei, um unsere drei histologischen, also um unsere drei Muskulaturtypen, jetzt habe ich es zu differenzieren.

31:42 Was ist hier zu tun?

31:43 Ja, also Fabian, erstmal würde ich schauen, ist eine Querstreifung vorhanden, ja oder nein? Wenn ja, bin ich im Herz oder im Skelettmuskel. Wenn nein, dann weiß ich, okay, ich habe glatte Muskulatur. Wenn ich mir da noch nicht sicher bin, würde ich auch noch auf die Größe der Zellen schauen. Allgemein die Skelettmuskelzellen sind größer als Herz und glatte Muskelzellen.

32:03 Okay, also jetzt weißt du schon mal, ob es ist Herzmuskel oder Skelettmuskel.

32:09 Nee, Herzmuskel. Skelettmuskel oder glatte Muskelatur. So, und jetzt schaue ich mir noch, um Herz- und Skelettmuskel zu unterscheiden, schaue ich mir noch die Lage des Zellkerns an. Beim Skelettmuskel ist es ja so, dass die Myofibrillen im Zentrum sind und der Zellkern und die Organellen an den Rand gedrückt werden.

32:26 Das sieht man ganz klar. Für mich sieht es auch immer so ähnlich aus wie eine andersfarbige Fettzelle. Bei den Fettzellen hat man ja auch diese Siegelringform. Und im Grunde ist beim Skelettmuskel der Zellkern auch so an den Rand gelagert. Leo hatte ja gerade schon gesagt, er kann auch mal zentral sein, wenn es gerade regeneriert, aber man sieht ja dann, was im Gewebe primär vorkommt.

32:47 Ich kann gerade sagen, weil wenn halt 200.000 Randständige sind und ein zentraler, dann ist es unwahrscheinlich, dass es halt dann doch Herzmuskel ist, ne? Genau.

32:54 Im Herzmuskel wäre der Kern zentral und damit könnte ich die beiden noch voneinander gut abgrenzen.

33:00 Ja. Tatsächlich, was ich mir ganz zum Schluss nie vorstellen konnte, und was auch in keinem Lehrbuch steht, ist, wie Skelettmuskelzellen aneinandergrenzen. Und da habe ich meinem Professor geschrieben und der hat halt einfach gesagt, dass eine Zelle genauso lang ist wie ein Muskel. Das muss man sich mal vorstellen.

33:16 Ja, die werden ordentlich lang wie Sarkomere.

33:19 Es gibt halt quasi keine Verbindung zwischen zwei, sondern Muskelzellen gehen am Ende immer in die Sehnen über. Und hängen quasi nicht irgendwie aneinander. Und das fand ich irgendwie krass, diese Vorstellung.

33:30 Das heißt, die Sarkomere sind dann in einer Muskelzelle alle hintereinander gelagert, ewig lang bis zum Knochen quasi, bis zum Pinbost dran.

33:39 Ja gut, irgendwann geht es halt erst nochmal die Sehne über und dann zum Knochen. Okay. Weil Sehne ist ja Bindegewebe, hatten wir ja quasi in der Folge vorher schon dieses parallel angeordnete Bindegewebe. Aber Muskelzellen können riesig groß werden. Deswegen das nochmal als spannend Funfang am Ende.

33:56 Sammeln wir mal wieder eine Erde und bis zum nächsten Mal. Und gerade auch eine Erde.

34:21 Für die Inhalte in diesem Podcast übernehmen wir keine Gewäre. Der Podcast kann den Besuch von Vorlesungen nicht ersetzen. Wir empfehlen das Studium von einstiegiger Fachliteratur über den Inhalt des Podcasts hinaus.