Muskelgewebe Dr Arnold Szab szabo arnoldmed semmelweisuniv hu

Muskelgewebe Dr. Arnold Szabó szabo. arnold@med. semmelweis-univ. hu Semmelweis Universität Anatomisches, Histologisches und Embryologisches Institut 26. 02. 2020

Allgemeine Eigenschaften • Funktion: Kontraktion • Viele Zellen, wenige extrazelluläre Matrix • Kontraktile Filamente – Aktin, Myosin • Stark entwickeltes Zytoskelett • Großer Energiebedarf – Mitochondrien • Großer Ca 2+-Bedarf – glattes ER, Ca 2+-Kanäle, Ca 2+-Pumpen • Membrana basalis

Arten des Muskelgewebes • Quergestreiftes Muskelgewebe • Skelettal • Viszeral • Herzmuskelgewebe • Glattes Muskelgewebe Übergänge (kein Muskelgewebe!) Myoepithel Myofibroblast

Quergestreiftes Muskelgewebe

Mehrkernige Riesenzelle (Synzytium) – Muskelfaser Lamina basalis Ersatzzelle – Satellitenzelle Plasmamembran - Sarkolemm Zytoplasma - Sarkoplasma Glattes endoplasmatisches Retikulum – Sarkoplasmatisches Retikulum Mitochondrium - Sarkosom Kontraktionseinheit - Sarkomer

Bindegewebehüllen Epimysium Perimysium Endomysium

Chicagoblau HE

Perimysium Endomysium Peripherer Nerv HE HE

SARKOMER A-Band I-Band H-Band Z M Z

Sarkomer: (2 -3µm) zwischen zwei benachbarten Z-Scheiben A-Band: anisotrop, doppelbrechend, dicker, dunkel (1, 5 µm lang, 15 nm dick) überwiegend Myosin + überlappende Aktin-Filamente seine Länge bleibt unverändert während der Kontraktion I-Band: isotrop, einfachlichtbrechend, dünner, heller (1 µm lang, 7 nm dick) überwiegend Aktin verkürzt sich während der Kontraktion Z-Linie: (Zwischenstreifen) begrenzt den Sarkomer α-Actinin, Desmin Moleküle A-Band I-Band H-Band: (Hensenscher-Streifen) helle Zone innerhalb des A-Bandes nur Myosin M-Band: (Mittenmembran) an der Mitte des A-Bandes Befestigungsstelle der Myosinmolekülen A-Band I-Band Kontraktion

Myofilament: Aktin Monomere Tropomyosin Troponin Dünnes Filament Myosin Bindungsstelle Troponin, Tropomyosin, Nebulin

Myofilament: Myosin Typ II. schwere Kette leichte Kette Z-Linie Myosin-Köpfe M-Band

Mechanismus der Kontraktion Gleitfilamenttheorie A-Band I-Band Kontraktion

Regulierung der Kontraktion Myosinkopf Myosin -Bindungstelle Tropomyosin - Blockiert die Bindungsstellen für den Myosinkopf an dem Aktin Troponin - drei Untereinheiten Troponin T – bindet an Tropomyosin Troponin I – wirkt inhibitorisch Troponin C – kann Ca 2+ binden Bindet Ca 2+ an Troponin → Konformationsänderung → Bindungstelle wird vom Tropomyosin befreit → Myosin kann an Aktin binden

Transversal (T)–Tubuli, Triade

Desmin, Dystrophin

Einteilung der Muskelfasern

Herzmuskelgewebe

Herzmuskelgewebe Verzweigte (hosenartige) Zellenlänge : 85 -100 μm Karl Joseph Eberth (1835 – 1926) Großer, zentral liegender, oft eckiger, euchromatischer Zellkern Lamina basalis Quergestreift Eberth-Linie – mechanisch und elektrisch gekoppelte (Gap junction) Zellen - funktionelles Synzytium Spontane Erregungsbildung Eigenes Erregungsleitersystem Modulation durch das vegetative Nervensystem Dauerhafte Arbeit Riesiger Energiebedarf Alterspigment - Lipofuscin Granula Keine (? ) Regenerationsfähigkeit Vorkommen: Herz

Eberth-Linie (Discus intercalaris) Karl Joseph Eberth 1835 - 1926 Kopplungsstrukturen bei der Eberth-Linie: Fascia adherens, Desmosom, Gap juncion

Transversal (T)–Tubuli, Diade

Erregungsbildung, Erregungsleitung, Purkinje-Faser Jan Evangelista Purkyně 1787 - 1869

Hormonproduktion: Atriales natriuretische Peptid (ANP)

Glattes Muskelgewebe

Glattes Muskelgewebe Spindelförmige Zellen Der flache Zellker liegt zentral Länge: 20 -500 μm, Durchmesser: 5 -10 μm Membrana basalis Schichtenbildung Spontane Aktivität – Erregungsbildung ist möglich Steureung durch das vegetative Nervensystem Hormonelle Einflüsse Die Kontraktion ist relative langsam, aber andauernd Minimale Energieaufwand Keine Querstreifung Kein Troponin Vorkommen: Wand der Eingeweiden Wand der Hohlorgane

Glattes Muskelgewebe (Längsschnitt) Glattes Muskelgewebe (Querschnitt)

Glattes Muskelgewebe (Längsschnitt) Glattes Muskelgewebe (Querschnitt) Glattes Muskelgewebe (Längsschnitt)

Mechanismus der Kontraktion Ca 2+ steigt → Ca 2+ bindet an Calmodulin → Calmodulin aktiviert das Enzym Myosinleichte-Ketten-Kinase (MLKK) → das Enzym phosphoriliert das Myosin → Myosin wird aktiv und bindet an Aktin→ Kontraktion Wird das Myosin in der an das Aktin gebundenen Zustand dephosphoriliert, so bleibt es an das Aktin gebunden → tonische Kontraktion ohne weiteren Energieaufwand!

Arten des glatten Muskelgewebes Multiunit: - eigenständige Zellen, jede Zelle hat eigene Innervation (keine elektrische Kopplung) - gut regulierbar, Kontraktion durch Innervation Beispiel: M. sphincter pupillae, M. ciliaris Single unit: - elektrische und mechanische Kopplung (Gap junction) - funktionelle Einheit, funktionelles Synzytium - Innervation hat nur sekundäre Bedeutung -fast überall, wo es glattes Muskelgewebe gibt Beispiel: Wand der Hohlorganen

Zusammenfassung

Angewendete Literatur • Renate Lüllmann-Rauch : Histologie, 2. Auflage, Thieme, Stuttgart • Ulrich Welsch : Sobotta Lehrbuch Histologie, 2. Auflage Urban & Fischer Verlag • Röhlich Pál: Szövettan. Budapest, 1999 • L. C. Junqueira et al. : Basic Histology • A. Faller, M. Schuenke: The Human Body, 2004, Thieme, Stuttgart-New York • Carola R, Harley JP, Noback CR: Human Anatomy & Physiology, Mc. Graw-Hill Inc. , USA, 1990 • Berne R et al: Physiology, 5 th edition, 2004, Elsevier Inc. • Die meisten fotomikroskopischen Aufnahmen wurden über die Präparaten vom Institut für Humanmorphologie und Entwicklungsbiologie gemacht