Muskelsystem: Definition, Funktion und Bestandteile
Definition
Die Muskulatur ist eine Gruppe von Geweben im Körper mit der Fähigkeit ihre Form zu ändern. Muskelzellen verbinden sich miteinander und schließlich mit Elementen des Skelettsystems. Wenn sich die Muskelzellen zusammenziehen entsteht Kraft, wenn die Muskeln gegen das Skelett ziehen.
Überblick
Aktin und Myosin sind die Hauptproteine, die in Muskelzellen verwendet werden, um eine Kontraktion auszulösen. Diese beiden Komponenten verwenden ATP, um gegeneinander zu ziehen. Sie haften an jeder Seite der Zelle, was die Zelle verkürzt, wenn sie sich aneinander vorbeibewegen.
Das Muskelsystem zieht sich zusammen, wenn Energie von ATP an die Myosinköpfe des Myosinproteinfilaments angelegt wird. Der Kopf gibt das Aktin frei, greift nach vorne und greift das Aktin wieder. Dadurch werden die Proteinfilamente bewegt und die Faser zusammengezogen. Je nach Muskelzelle können unterschiedliche Formen von Aktin und Myosin verwendet werden. In manchen Organismen werden ganz andere Proteine verwendet.
Skelettmuskelkontraktion
Die Muskulatur beruht auf der koordinierten Wirkung von Millionen Aktin- und Myosinfilamenten, die gleichzeitig in dieselbe Richtung ziehen. Um diese Koordination zu erreichen, werden Muskeln vom Nervensystem innerviert. Nervensignale die vom Gehirn ausgehen wandern zu bestimmten Muskeln, wodurch Organismen bestimmte Muskelgewebe stimulieren können, um koordinierte Aktionen wie Laufen, Schwimmen und Fliegen zu produzieren.
Funktion des Muskelsystems
Bewegung
Die offensichtlichste Funktion der Muskulatur ist die Bewegung. Organismen haben eine Vielzahl von Methoden angenommen, um die kontraktile Funktion des Muskelsystems zu nutzen, um sich durch die Umgebung zu bewegen. Zu den grundlegendsten Bewegungen von Fischen gehört das aufeinanderfolgende Kontrahieren der Muskeln auf gegenüberliegenden Körperseiten. Diese Aktion treibt sie durch das Wasser.
In Organismen mit Gliedmaßen werden Sehnen und anderes Bindegewebe verwendet, um Muskeln an Gelenken und Skelett zu befestigen. Skelette können wie die menschlichen Skelette intern sein oder sie können wie das Exoskelett von Krabben extern sein. Das Nervensystem koordiniert die Kontraktion der Muskulatur, um die Bewegung der Gliedmaßen zu synchronisieren. Tiere wie der Gepard, der Schwertfisch und die Fledermaus haben allein durch die Kraft ihrer Muskeln Geschwindigkeiten von über 60 Meilen pro Stunde oder mehr erreicht.
Kreislauf
Die zweite und weniger offensichtliche Funktion der Muskulatur besteht darin, den Kreislauf zu unterstützen. Viszeral- und Herzmuskel-Gewebe umgeben die Blutgefäße und Lymphe Gefäße, die entscheidenden Nährstoffe und Sauerstoff zu den Zellen des Körpers tragen. Der Herzmuskel bildet das Herz und liefert die Hauptkraft für den Blutfluss durch den Körper.
Große Arterien und Venen haben zugehörige Muskeln, die sich zusammenziehen oder entspannen können, um den Blutdruck zu kontrollieren. Die Aktionen der großen Skelettmuskeln helfen auch, das Blut und die Lymphflüssigkeit durch den Körper zu pumpen. Während Sie große und kleine Muskeln trainieren und anspannen, drücken sie Gefäße zur Seite, die wie eine Pumpe wirken, um Flüssigkeiten durch Ihren Körper zu bewegen.
Verdauung
Ähnlich wie seine Fähigkeit, Flüssigkeiten durch Gefäße im Kreislaufsystem zu transportieren hilft auch die Muskulatur, Nahrung durch das Verdauungssystem zu transportieren. Die meisten Verdauungsorgane sind von glatter Muskulatur umgeben. Obwohl das Gewebe nicht wie die Skelettmuskulatur willkürlich kontrahiert werden kann, wird es unterbewusst gesteuert. Wenn Nahrung durch den Darm transportiert werden muss, ziehen sich die Muskeln synchron in einer Welle durch das Verdauungssystem zusammen. Diese wellenförmigen Muskelkontraktionen werden Peristaltik genannt.
Teile des Muskelsystems
Im Gegensatz zu anderen Organsystemen wird die Muskulatur in verschiedene Gewebearten unterteilt, die in verschiedene Organe des Körpers eingebaut sind.
Skelettmuskulatur
Gestreifte Muskeln oder Skelettmuskel, ist das Gewebe das am häufigsten mit der Muskulatur verbunden ist. Diese Art von Muskel heftet sich an das Skelett und bewegt die Gliedmaßen und den Körper eines Organismus. Skelettmuskelsysteme bestehen aus quergestreiften Muskeln, die in jeder Myofibrille unterschiedliche Proteinbänder aufweisen. Wenn diesen Proteinen Energie zugeführt wird, gleiten sie aneinander vorbei und ziehen die Enden jeder Muskelzelle zusammen. Die Sarkomere oder Funktionseinheiten von Aktin und Myosin erzeugen die Streifenbildung, die in quergestreiften Muskeln zu sehen ist.
Viszeraler Muskel
Im Gegensatz dazu enthalten viszerale Muskelzellen diese starken Proteinbänder nicht und die Aktin- und Myosinfasern funktionieren anders. Anstelle von dicken Fasern, die durch die Zelle laufen, ist der viszerale Muskel von einem Netz aus Aktin- und Myosinfasern umgeben, das die Zelle beim Zusammenziehen zusammendrückt. Eingeweidemuskel ist auch bekannt als glatte Muskulatur aus diesem Grund.
Herzmuskel
Der Herzmuskel der die Herzkammern umgibt, ist wie der Skelettmuskel gestreift, aber die Zellen sind mit benachbarten Zellen verbunden, was eine kontraktivere Bewegung zum Pumpen des Blutes erzeugt.
Struktur des Muskelsystems
Im Allgemeinen hat die Muskulatur eine Grundstruktur, die es den Muskeln ermöglicht, Gliedmaßen zu bewegen und Kraft zu erzeugen. Ein Muskel befindet sich immer zwischen zwei Knochen, die über Sehnen mit den Knochen verbunden sind, faseriges und flexibles Gewebe, das sich an Knochen anlagern kann. Die Wirkung jeder einzelnen Zellverkürzung bewirkt eine Verkürzung des gesamten Muskels. Dies zieht an der Sehne auf jeder Seite des Muskels, was eine Kraft auf die Knochen ausübt. Die Knochen, wenn sie mit einem Gelenk verbunden sind, können sich als Reaktion auf diese Kraft bewegen.
Einige Knochen sind stationär, sodass der Muskel gegen sie ziehen kann. Dies ist bei Muskeln wie dem Zwerchfell der Fall, das mit zwei feststehenden Knochen verbunden ist. Wenn sich das Zwerchfell zusammenzieht, drückt es die Luft aus der Brusthöhle, da die gesamte Kraft nach oben gerichtet ist.
Die vielen verschiedenen Arten und Verbindungen von Muskeln funktionieren zusammen, um Ihrem Körper eine vollständige Bewegungsfreiheit zu ermöglichen. So überkreuzen sich viele Muskeln oder befinden sich auf gegenüberliegenden Seiten eines Knochens, um ihn in verschiedene Richtungen zu bewegen.
Verbindungen des Muskelsystems zum Nervensystem
Die Skelettmuskulatur ist hauptsächlich mit der somatisches Nervensystem, das durch willkürliche Impulse des Gehirns gesteuert wird. Die Herz- und Eingeweidemuskulatur hingegen wird weitgehend von derautonomes Nervensystem, das die unterbewussten Handlungen eines Organismus steuert. Die Trennung dieser Nervensysteme stellt sicher, dass die autonomen Funktionen wie Atmung und Verdauung weiterhin stattfinden, während sich ein Tier fortbewegt und nach mehr Nahrung sucht.
Der Unterschied in den Geweben des Muskelsystems ist auf ihre sehr unterschiedlichen Verwendungen zurückzuführen. Skelettmuskeln müssen schnell viel Arbeit verrichten können, daher bestehen sie aus quergestreiften Muskelzellen, die sich freiwillig zusammenziehen können. Das glatte Muskelgewebe in viszeralen Geweben hat weniger energieproduzierende Mitochondrien. Diese Gewebe werden einfach verwendet, um Hohlorgane zusammenzuziehen und die Flüssigkeit im Inneren zu bewegen. Der Magen, Darm und Blutgefäße sind mit viszeralen Muskeln ausgekleidet. Der Herzmuskel ist gestreift, weil er viel Kraft aufbringen muss, obwohl er nicht freiwillig kontrolliert wird.
Erkrankungen des Muskelsystems
Erkrankungen des Muskelsystems fallen in eine Vielzahl von Kategorien. Es können einfache Muskelverletzungen auftreten, wie zum Beispiel ein Muskelriss oder eine Verstauchung eines Knöchels. Krankheiten wie Tendinitis können auftreten, wenn eine Sehne wiederholt belastet wird. Es gibt jedoch mehrere Muskelerkrankungen, die nicht durch Belastung oder Schädigung der eigentlichen Muskelzellen verursacht werden.
Muskeldystrophie ist eine genetische Erkrankung, die das Muskelsystem betrifft. Ab dem 2.-6. Lebensjahr schwächt die Erkrankung die Muskulatur über die gesamte Anatomie anhaltend. Dies setzt sich für den Rest des Lebens einer betroffenen Person fort. Im Allgemeinen leben Menschen mit Muskeldystrophie nur bis Ende Teenager oder Anfang Zwanzig.
Lupus ist eine weitere Krankheit, die die Muskulatur betrifft. Zu den Symptomen von Lupus gehören ein schmetterlingsförmiger Ausschlag im Gesicht sowie Schwellungen und Entzündungen der Haut, der Muskeln und der Gelenke. Lupus ist eine Autoimmunerkrankung was bedeutet, dass die Ursache der Krankheit Immunzellen in Ihrem Körper sind, die Antikörper gegen körpereigene Proteine bilden