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Grundlagen der Muskulatur

Der Mensch besitzt rund 600 Muskeln, wovon ca. 400 Skelettmuskeln sind. Bei einem durchschnittlichen Mann besteht ca. 40% der gesamten Körpermasse aus der Muskulatur (bei trainierten Menschen weitaus mehr), bei der Frau ca.35%. Die Muskulatur selbst besteht zu 80% aus Wasser und zu 20% aus Protein.

Es gibt drei verschiedene Muskelarten, die sich in Bau und Funktion unterscheiden:
» Skelettmuskulatur (quergestreift)
» Eingeweidemuskulatur (glatt)
» Herzmuskel

Nur die Skelettmuskulatur unterliegt der eigenen Kontrolle. Muskeln wie der Herzmuskel, Gefäßmuskeln oder die Speiseröhrenmuskulatur, können nicht willkürlich gesteuert werden. Vom Aufbau unterscheiden sich Skelettmuskulatur und Eingeweidemuskulatur fast kaum. Der Eingeweidemuskulatur fehlt das quergestreifte Muster der Skelettmuskulatur.
Ansonsten ist die Eingeweidemuskulatur langsamer und ausdauernder. Sie kann nicht ermüden und weißt einen ständigen Muskeltonus (Muskelspannung) auf.
Die Herzmuskulatur ist quergestreift und auch teils glatt. Es ist ein Hohlmuskel, der auch nicht ermüdet.

Das motorische Nervensystem steuert die Muskeltätigkeit. Je nach Anspruch, werden mehr oder weniger Muskelfasern angeregt. Es arbeiten fast nie alle Muskelfasern, nur immer ein Teil davon im Muskel. Das ist notwendig, um z.B. beim Stehen, der Muskel nicht zu schnell ermüdet. Ermüden die benutzen Fasern, so setzten andere ein. Es ist eine Reserve an Muskelfasern da.

Bei Anstrengungen wird die meiste bereitgestellte Energie von den Muskeln verbrannt, dabei entsteht Wärme, die durch das Blutkreislaufsystem gekühlt wird. Das Blutsystem dient zudem als Nahrungs- und Energieträgerlieferant. Die Energieliefernaten sind primär die Kohlenhydrate (Zucker), dann die Fette und zweckentfremdet in Ausnahmefällen die Proteine.

Der Muskel besteht aus einzelnen Faserbündeln, die aus Fasern gebildet werden. Eine Muskelfaser umfasst mehrere Myofibrillen. Diese bestehen aus den Proteinen Myosin und Aktin, die über Querverbindungen ineinandergleiten können. Das macht die Kontraktion eines Muskels aus. An den Fibrillen münden Nervenenden, über die Signale vom Gehirn als elektrische Reize eine Kontraktion auslösen.

Der Muskel ist an seinen Enden über Sehnen mit dem Knochen verwachsen. Durch Nervenimpulse werden die Muskelzellen zum kontrahieren ihrer Sehnen gebracht, was in einer Gesamtkontraktion des Muskels ausartet. Je nach Intensität des ausgeübten Reizes, sind mehr oder weniger Muskelzellen an einer Kontraktion beteiligt, so lassen sich feine Kraftunterschiede in der Kontraktion kontrollieren.
Das Gleiten von Myosin und Aktin hört nach dem Nerven-Impuls auf und der Muskel erschlafft.

Die für die Kontraktion benötigte Energie, gewinnt der Muskel aus der Spaltung von ATP, Creatinphosphat, … (siehe hier) in der Querverbindung zwischen Aktin und Myosin.

Die Myofibrillen werden durch Zunehmen der Calciumionen-Konzentration aktiviert, welche durch das motorische Nervensystem aktiviert und im Bereich der Muskelzelle freigesetzt werden.
Die Dauer die, vom Nervenimpuls bis zur Kontraktion vergeht, beläuft sich auf 0,001 sec. Diese Zeit wird als Latenzzeit bezeichnet.
Die Ca 2+ -Ionen komen aus den "longitudialen Tubuli", die unterhalb der "transversalen Tubuli" liegen. Die transversalen Tubli sind Öffnungen in der Muskelzellenoberfläche.
Nach beenden der Kontraktion, werden die Ca 2+ -Ionen zurück in die longitudialen Tubuli gepumpt.

Die Leistungsfähigkeit und -bereitschaft kann durch gezieltes Training erheblich verbessert werden.
Der Muskel adaptiert, er passt sich den gegebenen Umständen an. D.h. wenn er ständig belastet wird (ausreichend Erholung inbegriffen), passt er sich der Belastung an, dass diese leichter fällt.

Die Koordination verbessert sich, da der Bewegungsablauf eingeübt wird und sich so der Muskel "genauer" bewegen kann.
Der Muskel wird belastbarer, die Muskelfasern verdicken sich (Hypertrophie) und können mehr Kraft einsetzten.
Die Durchblutung wird besser, weil sich die Anzahl der Kapillaren (den kleinsten Blutgefäßen im Körper) ansteigt.
Der Aminosäurepool im Blut wird größer, um auch den Muskel besser zu versorgen.
Stoffwechselprodukte wie Laktat (Milchsäure), das bei Muskeltätigkeit entsteht, werden besser ertragen und abgebaut.
Durch die bessere intra- und intermuskuläre Koordination singt der Energiebedarf im Muskel.
Der Stoffwechsel wird besser, da die Zahl der Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, ansteigt und so unteranderem mehr Körperfett verbrennt.
Der Muskeltunus (die Spannung im Muskel) steigt, die Erregungsfrequenz erhöht sich, das motorische Nervensystem passt sich an und noch viele weitere Vorteile ergeben sich aus Muskeltraining.

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