DIY-MedTech Anatomie - Team Fantastic Three

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Zur Organisationsgruppe Team Fantastic Three
Durchführung war am 15.02.18 um 9 Uhr in den Teaminseln im Trakt 3.

Einleitung Anatomie

Definition

Die Anatomie ist die beschreibende Lehre vom Aufbau bzw. der Gestalt (Morphologie) des menschlichen Körpers und seiner Gewebe (Histologie), sowie deren Entwicklung (Embryologie).

Teilgebiete der Anatomie

Die Anatomie lässt sich in verschiedene Bereiche unterteilen:

- Makroskopische Anatomie: Grobstruktur des Körpers
- Mikroskopische Anatomie: Feinstruktur der Gewebe (Histologie)
- Embryologie: Entwicklung des Embryos
- Neuroanatomie: Aufbau des Nervensystems
- Zellanatomie: Aufbau der Zelle und Zellorganellen

Wir werden uns auf die Makroskopische Anatomie begrenzen und die Skelettmuskulatur/ Muskelaufbau genauer untersuchen

Makroskopische Anatomie

Definition

Die makroskopische Anatomie ist der Teilbereich der Anatomie, der sich mit der Beschreibung der Körperstrukturen beschäftigt, die mit bloßem Auge sichtbar sind.

Einteilung

Die makroskopische Anatomie des Menschen lässt sich nach mehreren Aspekten untergliedern. Eine mögliche Unterteilung stellt die Einteilung nach Organsystemen dar:

  • Herz-Kreislauf-System
  • Respiratorisches System
  • Nervensystem
  • Verdauungsapparat
  • Urogenitalsystem
  • Endokrines System
  • Blut und blutbildende Organe
  • Immunsystem
  • Lymphatisches System
  • Bewegungsapparat
  • Skelettsystem
  • Skelettmuskulatur
  • Sinnesorgane
  • Haut und Hautanhangsgebilde

Um die Muskelkontraktion besser zu verstehen, werden wir den Aufbau und Funktion der Skelettsystem erläutern.

Aktiver Bewegungsapparat

Der aktive Bewegungsapparat oder Muskelsystem genannt, besteht aus den Skelettmuskeln und ihren Hilfseinrichtungen, wie z. B. Sehnen und Sehnenscheiden. Muskeln können aktiv ihre Länge und Gestalt ändern und über Sehnen, die die Verbindung zwischen den Muskeln und den Knochen darstelen, Kräfte auf den passiven Bewegungsapparat ausüben.

Arten von Muskeln

Herzmuskel Quergestreifte Muskulatur Glatte Muskulatur
Vorkommen
  • Herz
  • Skelettmuskulatur
  • Zunge
  • Zwerchfell
  • Wände innerer Organe: Magen-Darmtrakt,
  • Blutgefässe (Endothele)
Bau
  • Zwischending zwischen Quergestreifter und glatter Muskulatur
  • Einkernig und Zellkerne in der Mitte
  • Fasern verzweigt und verbunden
  • Grosse, langeZellen, straff parallel ausgerichtet
  • Vielkernig, entstanden durch Verschmelzung von Zellen
  • Zellkerne am Rand
  • Spindelförmige Zellen, ca. 0.1 mm lang
  • Zellkern in der Mitte
  • Keine Querstreifung
  • Die Muskelfasern bilden ein Netzwerk
Erregung Autonom, bildet die Erregung im Sinusknoten (innerer Schrittmacher) selbst Kann willentlich via ZNS gesteuert werden Unwillkürlich ,z.B. durch Dehnung der Muskelzellen. Bei Aktivierung einer Faser verläuft die Erregung über das ganze Netwerk
Eigenschaften Kontrahiert rhythmisch. Besitzt eine hundertfach längere Refraktärzeit als die Skelettmuskulatur Schnell, leicht ermüdend, weil viele Muskelfasern aufs Mal aktiviert werden Langsam, ermüdungsfrei

Aufbau des Skelettmuskels


Ebene Einheit Umgebende Struktur
1 Muskel Faszie, Epimysium
2 Muskelfaserbündel Perimysium
3 Muskelfaser Endomysium
4 Myofibrille Basallamina
5 Sarkomer Basallamina
6 Myofilamente

Aufbau der Muskelfaser

Quelle: Vorlesungsunterlagen Anatomie / Physiologie 1


  • Kleinste Einheit des Skelettmuskels
  • Keine Einzelzelle (entsteht aus Fusion von Myoblasten), sondern Vielzahl von Zellkernen an der Aussenseite der Zelle entlang des Sarkolemms (Zellmembran)
  • Myofibrille = kleinste kontraktile Einheit des Skelettmuskels
  • L-System = sarkoplasmatisches Retikulum (dient als Speicher für Ca2+, sehr wichtig Aufgabe im Rahmen einer Muskelkontraktion.
  • Sarkomer = vor allem aus Proteinen Aktin und Myosin bestehend, welche regelmässig ineinander übergehend angeordnet sind. ein Sarkomer umfasst den Bereich zwischen zwei Z-Streifen (ca. 2µm lang). In einer Myofibrillen sind viele solcher Sarkomere hintereinander geschaltet.

Motorische Endplatte

Definition

Die motorische Endplatte ist eine spezialisierte chemische Synapse, die für die Übertragung der Erregung von der Nervenfaser auf die Muskelfaser verantwortlich ist.

Funktion

Die motorische Endplatte besteht aus dem Endknöpfchen der Nervenzelle und einem strukturierten Membranabschnitt der Muskelzelle. Zwischen beiden befindet sich der synaptische Spalt, der etwa 10-50 nm breit ist. Sowohl die Membran des Endköpfchens, als auch die Membran der Muskelzelle sind stark aufgefaltet. Durch dieses Prinzip der Oberflächenvergrößerung wird die Signalübertragung verstärkt, die mittels des Neurotransmitters Acetylcholin erfolgt.

Motorische endplatte.jpg

Muskelkontraktion

Prinzip der Kontraktion

Muskelfasern bestehen aus Aktin- und Myosinfilamenten, die miteinander verzahnt sind. Bei der Kontraktion gleiten diese Filamente ineinander, ohne sich dabei selbst zu verkürzen. Strukturelle Grundlage ist die Beweglichkeit des Myosinfilamentkopfes. Er löst sich durch Anlagerung von Adenosintriphosphat (ATP) seine Bindung an das Aktinfilament und knickt ab. Der Myosinfilamentkopf ist dadurch in der Lage, am Aktinfilament entlang zu gleiten. Abschliessend lagert er sich, induziert durch Adeninsindiphosphat (ADP), wieder an das Aktinfilament an.
Die für diesen Prozess notwendige Energie wird durch Spaltung von ATP in ADP und ein anorganisches Phosphat gewonnen. Die Reaktion wird durch im Muskel befindliche Myosin-ATPasen katalysiert. Die Kontraktion wird calciumabhänging gesteuert. Niedrige Calcium-Konzentraktionen verhindern die feste Anbindung der Querbrücken an das Aktinfilament und damit die Kontraktion. Steigt die intrazelluläre Calciumkonzentration wird diese Bindung fester und ermöglicht den Brückenschlag und so das Ineinadergleiten der Myosin- und Aktinfilamente.

Kontraktionsarten

Konzentrisch Isometrisch Exzentrisch
konzentrisch (positiv-dynamisch, Verkürzung des Muskels). Der Muskel überwindet den Widerstand und wird dadurch kürzer. Dabei ändert sich die intramuskuläre Spannung. isometrisch (haltend-statisch, es treten intramuskuläre Spannungsänderungen auf, ohne dass es zu einer Längenänderung der Muskeln kommt). Der Muskel verkürzt sich gar nicht oder nur minimal. Er wird angespannt, ohne seine Länge zu verändern. exzentrisch (negativ-dynamisch, Verlängerung/Dehnung der Muskeln). Hier ist der Widerstand größer als die Spannung im Muskel, dadurch wird der Muskel verlängert. Der Muskel "bremst" dabei eine Bewegung ab, er wirkt fallverhindernd. Es kommt zu Spannungsänderungen und Verlängerung/Dehnung der Muskeln.


Lernvideos

Kurze Grundlagen Einführung

Muskelkontraktionen