Lauflexikon

Muskulatur

Die Muskulatur ist ein Organsystem, das alle Muskeln eines Tieres oder Menschens umfasst. Allerdings kann damit auch lediglich eine bestimmte Muskelgruppe gemeint sein, wenn man beispielsweise von Bein- oder Brustmuskulatur spricht.

Der Muskel (lat. musculus "Mäuschen") ist ein mehrmals und in mehreren Formen vorkommendes kontraktiles Organ im tierischen Körper und hat eine eigene Gewebeart. Seine wichtigste Aufgabe ist es, innere und äußere Körperteile zu bewegen, damit sich das Tier oder der Mensch fortbewegen, seine Gestalt anpassen und viele seiner Körperfunktionen erhalten kann.

Aufbau und Funktionsweise

Wirksam wird der Muskel, indem er sich anspannen oder zusammenziehen (Kontraktion) und dabei Kraft ausüben kann. Eine Muskelkontraktion wird von elektrischen Impulsen (Aktionspotentialen) ausgelöst, die vom Gehirn oder Rückenmark ausgesandt und über die Nerven weitergeleiteten worden sind. Nach dem Entspannen oder auch Erschlaffen (Relaxation) allerdings, wenn die anregenden elektrischen Impulse aufhören, verharrt der Muskel ohne Weiteres in seinem verkürzten Zustand, nicht im Stande, sich in seine Ursprungslage zurückzustrecken.

Wieder ausgedehnt wird er entweder, indem ein sich kontrahierender Gegenspieler-Muskel die Kontraktionswirkung des Muskels aufhebt und so dabei auch ihn in den Ursprungszustand zieht, oder aber, indem die Zugkraft anderer elastischer Körpergewebe wie Bänder beziehungsweise Drücke von anderen Organen oder Flüssigkeiten wie Blut oder Darm-Inhalt ihn zurückstreckt.

Jeder Muskel ist von einer festen Hülle aus Bindegewebe (Faszie) ummantelt, die mehrere Fleischfasern (auch Sekundärbündel) umschließt, welche wiederum mit Bindegewebe (Perimysium externum und Epimysium) umschlossen und zusammengehalten werden, das von Nerven und Blutgefäßen durchsetzt ist und sich an der Faszie befestigt. Jede Fleischfaser unterteilt sich in mehrere Faserbündel (auch Primärbündel), die zueinander verschiebbar gelagert sind, damit der Muskel biegsam und anschmiegend ist. Diese Faserbündel sind eine Vereinigung von bis zu zwölf Muskelfasern, die durch feines Bindegewebe mit Kapillargefäßen vereint sind.

Die Muskelfaser ist eine Vereinigung mehrerer Stammzellen zu einer großen Zelle mit einer beachtlichen Länge von bis zu mehr als 30 cm und ungefähr 0,1 Millimeter Dicke. Genaugenommen aber ist sie keine Zelle, da sie trotz einer Membran (Sarkolemma) mehrere Zellkerne besitzt. Sie kann sich deshalb auch nicht teilen, was der Grund ist, warum bei einem Verlust der Faser kein Ersatz nachwachsen kann und bei Muskelzuwachs sich lediglich die Faser verdickt. Das heißt, von Geburt an ist die Obergrenze der Muskelfasern festgelegt. Neben den üblichen Bestandteilen einer tierischen Zelle machen hauptsächlich Myofibrillen, das sind feinste Fäserchen, zu etwa 80 % die Fasermasse aus.

Kontraktion

Die Kontraktion ist ein chemischer Vorgang, der durch einen Nervenimpuls ausgelöst wird. Dabei schieben sich die feinen Eiweißfasern (den Myofibrillen) ineinander, indem sie sich durch ihre kleinen Fortsätzen mit flinken Ruderbewegung aneinander vorbeischieben. (Mehr Details: siehe Muskelkontraktion.) Hört der Nerv auf, den Muskel mit Impulsen zu versorgen, erschlafft der Muskel, man spricht von Muskelrelaxation.

Kontraktionsarten

Je nachdem, in welche Bewegung die freigewordene, mechanische Energie umgesetzt wird, lässt sich die Kontraktion unterschiedlich charakterisieren:

• isotonisch (gleichgespannt): die Spannung des Muskels, mit den der Körper den Widerstand überwindet, verändert sich nicht.
• isometrisch (gleichen Maßes): der Muskel wirkt gegen den Widerstand, ohne ihn zu bewegen, ganz gleich, wie sehr er angespannt ist.
• auxotonisch (verschiedengespannt): es verändert sich die Spannung und der Widerstand. Das sind die meisten Fällen Muskelarbeit.
• isokinetisch (gleichschnell): der Widerstand wird mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit überwunden.
• konzentrisch: der Muskel überwindet den Widerstand und wird dadurch kürzer.
• exzentrisch: ob gewollt oder nicht, der Widerstand ist größer als die Spannung im Muskel, dadurch wird der Muskel gedehnt.

Kraft und Ausdauer

• Maximalkraft: Ist die höchstmögliche Kraft, die ein Muskel im idealen (das heißt ausgeruhten, aufgewärmten und gedehnten) Zustand erreichen kann. Sie ist vor allem von der Anzahl Myofibrillen, also der Muskelmasse, abhängig, aber auch von den Muskelfasertypen (siehe unten) und der Koordination der einzelnen Muskelfasern sowie der gesamten Muskeln zusammen.
• Schnellkraft: Ist die Kraft, einen Widerstand möglichst schnell zu überwinden. Mit einer hohen Maximalkraft allein ist ein Muskel noch nicht schnell. Auf diese aufbauend wird nämlich eine geübte Motorik und Beweglichkeit wichtig.
• Kraftausdauer: Ist die Kraft, mit der sich rasch und über eine lange Zeit hinweg schwerere Widerstände bewegen lassen. Sie ist vor allem auf einen gut durchbluteten Muskel angewiesen.

Die Stärke des gesamten muskulösen Körpers wird allerdings vor allem von biomechanischen Prinzipien (Hebellänge ...) bestimmt. Ein Muskel kann nur optimal arbeiten, wenn er im richtigen Maße gedehnt ist, also weder zu stark gedehnt noch zu stark verkürzt. Dazu verwendet die Natur am Körper oft das Prinzip von Antagonisten, also Gegenspieler am selben Gelenk, die sich ungefähr die Waage halten müssen. Tun sie das nicht, liegen sogenannte muskuläre Dysbalancen vor, die zu Problemen wie Haltungsschäden führen können.

Einteilung

Ein Muskel lässt sich auf verschiedene Weise einordnen, wobei diese Einteilung nicht direkt und eineindeutig ist. Oft überschneiden sich die Eigenschaften. Je nach Blickwinkel werden sie durch ihrer Zellstruktur, Form oder Funktion unterschieden. Weiter lassen sich Typen von Muskelfasern unterscheiden, die in einem Muskel vermischt vorkommen.

Zytologisch

• Skelettmuskeln sind die willkürlich steuerbaren Teile der Muskulatur und gewährleisten die Mobilität des Tieres. Sie heißen auch gestreifte - bzw. quergestreifte Muskeln, da ihre Myofibrillen im Gegensatz zu den glatten Muskeln ganz regelmäßig angeordnet sind und dadurch ein erkennbares Ringmuster aus roten Myosinfilamenten und weißen Aktinfilamenten erzeugen. Sämtliche Skelettmuskeln werden der somatischen Muskulatur zugeordnet.
• Die glatte Muskulatur ist nicht der bewussten Kontrolle unterworfen, sondern vom vegetativen Nervensystem innerviert und gesteuert. Dazu zählt zum Beispiel die Muskulatur des Darms. Sämtliche glatte Muskeln werden der viszeralen Muskulatur zugeordnet.
• Der Herzmuskel arbeitet ständig, kann nicht krampfen, hat ein eigenes Nervensystem, kann spontan depolarisieren, enthält die kardiale Isoform des Troponin I und T. Er weist die Querstreifung von Skelettmuskel auf, ist allerdings unwillkürlich gesteuert und stellt somit eine eigene Muskelart dar.

Die gestreifte Muskulatur stammt von den Myotomen der Somiten der Leibeswand ab, die glatte aus dem Mesoderm der Splanchnopleura, sodass diese auch als Eingeweidemuskulatur bezeichnet wird. Im Bereich des Kopfdarms wird die viszerale Muskulatur von den Hirnnerven innerviert und ist quergestreift, während die restliche Eingeweidemuskulatur aus glatten Muskelfasern besteht.

Anatomisch

• Ringmuskel. Beispiele: Ziliarmuskel zur Verformung der Linse des Auges, Schließmuskeln um After, Mund, Auge, Blasenausgang und Magenausgang (Pylorus).
• Hohlmuskel. Beispiele: Speiseröhre, Magen, Darm, Herz
• spindelförmige Muskeln
• federförmige Muskeln
• mehrbäuchige Muskeln
• mehrköpfig. Beispiele: Biceps brachii, Triceps brachii und Quadriceps femoris.

Funktional

• Im Hinblick auf ihrer Zusammenarbeit werden Muskeln in gegenspielende und zusammenwirkende unterteilt. Agonisten (Spieler) und Antagonisten (Gegenspieler) haben zueinander eine entgegengesetzte Wirkung. Synergisten dagegen haben eine gleiche oder ähnliche Wirkung und arbeiten deshalb bei vielen Bewegungsabläufen zusammen. Beispiel: Antagonisten: Bizeps und Trizeps; Beispiel: Synergisten: für Liegestütze braucht man den Trizeps und die Brustmuskeln (pectoralis major,- minor).
• Muskeln, die Extremitäten an den Körper heranziehen, heißen Adduktoren (Beuger), ihre Antagonisten, die Abduktoren (Strecker), sorgen dafür, dass die Extremitäten vom Körper abgespreizt werden. Beispiel: äußere und innere Muskeln des Oberschenkels, mit welchen man die Beine spreizen und zusammenführen kann.
• Flexoren (Beuger) dagegen knicken Finger und Zehen ein, ihre Antagonisten sind die Extensoren (Strecker).
• Rotatoren

Muskelfasertypen

• Typ I: ST-Fasern (eng. slow twitch fibers "langsam zuckende Fasern") sind sehr ausdauernd, entwickeln allerdings nicht hohe Kräfte.
• Typ II: FT-Faser (eng. fast twitch fibers "schell zuckende Fasern") dagegen können hohe Kräfte entwickeln, ermüden aber auch viel schneller. Sie werden weiter unterschieden in Typ II A, Typ II B und Typ II C. B und C sind in ihren Eigenschaften dem Typ I näher als A.

Das Verhältnis der Zusammensetzung der verschiedenen Typen ist weitestgehend genetisch bestimmt und ist nur durch ein gezieltes Ausdauer- beziehungsweise Krafttraining begrenzt zu verändern.

Mensch

Jeder gesunde Mensch besitzt über 600 willkürliche Muskeln, wobei diese beim Mann etwa 40 %, bei der Frau etwa 23 % der Gesamtkörpermasse ausmachen, die Muskulösität hängt insgesamt aber von der Lebensweise ab: Menschen in postindustriellen Gesellschaften sind durch geringere Bewegung im Alltag und einer einseitigen kohlenhydratreichen Ernährung deutlich unmuskulöser als die Mitglieder von Naturvölkern.

Der größte Muskel ist der Große Rückenmuskel (musculus latissimus dorsi), der stärkste der Kaumuskel (musculus masseter), der längste der Schneidermuskel, die aktivsten die Augenmuskeln und der kleinste der Steigbügelmuskel. Aufgrund des Umfangs mechanischer Arbeit, die die Muskeln leisten müssen, sind sie neben dem Nervensystem einer der Hauptabnehmer von Körperenergie.

Erkrankungen und Verletzungen

• Muskelkater
• Muskelzerrung, Muskelfaserriss
• Sehnenentzündung und Sehnenriss
• Muskelkrampf
• Myasthenie (Muskelschwäche)
• Muskelatrophie (Muskelschwund)
• Muskeldystrophie
• muskuläre Dysbalance
• Parese
• Paralyse