Skelettmuskel – Aufbau, Funktion und Beschwerden

Der quergestreifte Skelettmuskel ist eines der faszinierendsten und vielseitigsten Gewebe im menschlichen Körper. Als Motor unseres Bewegungsapparates spielt er eine entscheidende Rolle bei der Durchführung von täglichen Aktivitäten, vom einfachen Greifen einer Tasse bis hin zu komplexen sportlichen Leistungen. Doch hinter seiner scheinbar simplen Funktion verbirgt sich eine komplexe Anatomie und Physiologie, die es zu verstehen gilt. In diesem Artikel werden wir tief in die Welt der Skelettmuskeln eintauchen, ihre Struktur, Funktion und Regulation untersuchen und ihre Bedeutung für die Gesundheit und Leistungsfähigkeit des menschlichen Körpers beleuchten.

Skelettmuskel – Definition

Skelettmuskeln sind diejenigen Muskeln des Körpers, die am Skelettsystem befestigt sind und die Bewegung der Gliedmaßen und des Rumpfes ermöglichen. Sie gehören zu den quergestreiften Muskeln und zeigen ein charakteristisches Streifenmuster unter dem Mikroskop. Skelettmuskeln kann man normalerweise willkürlich kontrollieren, was bedeutet, dass sie unter bewusster Anweisung des Gehirns arbeiten. Sie ermöglichen die Aufrechterhaltung der Körperhaltung und die Unterstützung der inneren Organe. Skelettmuskulatur bestehen aus Muskelfasern, die in Bündel angeordnet sind und von Bindegewebe umgeben sind, das ihnen Halt gibt und sie zusammenhält.

Skelettmuskel – Aufbau und Anatomie

Prinzipiell entspricht der Aufbau des Skelettmuskels dem allgemeinen Aufbau eines Muskels. Dabei hat der quergestreifte Skelettmuskel jedoch einige Eigenheiten, die ihn charakteristisch unterscheiden: Die Myofibrillen setzen sich aus sogenannten Sarkomeren zusammen, die die kleinste kontraktiere Einheit des Muskels sind. In ihnen sind die Filmende sehr regelmäßig angeordnet, was die Querstreifen erzeugt:

• Dichtere Bereiche werden A-Banden genannt (anisotrop)
• Im Zentrum der A-Banden ist ein hellerer Bereich (H-Zone)
• Die H-Zone wird in der Mitte durch die M-Linie geteilt
• Hellere Bereiche geringerer Dichte sind sogenannte I-Banden (isotrop)
• Die Mitte der I-Banden teilt eine Z-Scheibe

Darüber hinaus zeichnen sich die Zellen der Skelettmuskeln durch ihre vielen, randständigen Kerne aus. Skelettmuskeln entsprechen normalerweise dem Multi-Unit-Muskeltyp, bestehen also aus mehreren, voneinander unabhängigen motorischen Einheiten, die durch einzelne Nerven versorgt werden. Die Verbindung zwischen Nerv und Skelettmuskel heißt motorische Endplatte.

Einteilung

Skelettmuskeln sind vielfältig und lassen sich auf unterschiedlichste Art und Weise einteilen. Die wohl einfachste Form der Einteilung ist die nach anatomischer Lage der Muskeln. Ein Skelettmuskel liegt meist apendikulär, also außerhalb der Körperachse. Seine Verantwortlichkeit ist meist Bewegung. Im Gegensatz dazu stehen axiale Muskeln, die entlang der Körperachse verlaufen und meistens eine Haltefunktion erfüllen (wie die Autochthone Rückenmuskulatur).

Auch nach ihrem Aufbau kann man Skelettmuskeln kategorisieren. So gibt es gefiederte und nicht-gefiederte Muskeln. Letztere haben nahezu parallel zur Sehne angeordnete Fasern. Damit kann die gesamte Kraft auf die Sehne übertragen werden. Bei einem gefiederten Skelettmuskel sind die Fasern hingegen in einem Winkel bis zu 30 Grad zur Sehne ausgerichtet. Dadurch kann nur ein Teil der Kraft auf die Sehne übertragen werden. Diese Muskeln haben weniger direkte Kraftausbeute, dafür aber eine größere Kraftentwicklung und mehr Hubkraft. Sie kompensieren Kraftverluste bei größerer Kraftentwicklung.

Skelettmuskel – Funktion und Kontraktion

Ein Skelettmuskel funktioniert durch komplexe neurologische und biochemische Prozesse. Nervenimpulse aus dem Gehirn oder Rückenmark stimulieren die Muskelkontraktion. Diese Impulse lösen die Freisetzung von Kalziumionen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum aus, was zur Bildung von Querbrücken zwischen Aktin- und Myosinfilamenten führt. Durch den Querbrückenzyklus ziehen sich die Aktinfilamente über die Myosinfilamente und verkürzen das Sarkolem und damit die Muskelfaser, was zu einer Kontraktion des Muskels führt. Sobald die Nervenimpulse enden, wird die Kalziumfreisetzung gestoppt, und die Muskelentspannung wird durch das Rückpumpen von Kalzium in das sarkoplasmatische Retikulum eingeleitet. Die Myosinköpfe lösen sich von den Aktinfilamenten, und der Muskel entspannt sich. Dieser Prozess ermöglicht es dem Skelettmuskel, eine Vielzahl von Bewegungen auszuführen, darunter Beugen und Strecken von Gliedmaßen sowie das Ermöglichen einer aufrechten Haltung.

Skelettmuskel – Beschwerden und Krankheiten

Beschwerden im Bereich der Skelettmuskulatur erscheinen meist im Sinne von Entzündungen und Rissen oder anderen Verletzungen. Diese Pathologien haben fast immer eine Überlastung des Muskels als Ursache, wobei es sich um eine Fehlbelastung, eine Belastung nach langer Zeit der Nicht-Belastung oder eine chronische Überlastung (typischerweise bei Sportlern) handeln kann. Da invasive Therapien (wie OPs, Injektionstherapien oder ähnliche) kontrovers in der Diskussion stehen und keine oder nur geringfügige Effekte zu haben scheinen, behandelt man entsprechende Läsionen häufig durch Physiotherapie. Die aktuelle Studienlage zeigt einen kontinuierlichen Belastungsaufbau als sinnvollste und nachhaltigste Therapieoption.

Rhabdomyolyse

Akute Rhabdomyolyse ist eine ernste medizinische Komplikation, bei der Skelettmuskelgewebe schnell zerfällt und schädliche Proteine in den Blutkreislauf freigesetzt werden. Dieser Zustand kann durch verschiedene Faktoren wie Trauma, Überanstrengung, Drogenmissbrauch, Infektionen oder genetische Veranlagungen ausgelöst werden. Die Freisetzung von Myoglobin und anderen Zellbestandteilen in den Blutkreislauf kann zu Nierenversagen, Elektrolytstörungen und anderen lebensbedrohlichen Komplikationen führen. Sofortige medizinische Behandlung, Flüssigkeitszufuhr und Überwachung der Nierenfunktion sind entscheidend für die Behandlung akuter Rhabdomyolyse.