Simulic
Deutsch

Muskelkontraktion – das Gleitfilamentmodell

BiologieHuman- und TierphysiologieAlter 16–17

Wird geladen …

Mit meiner Klasse nutzen ✨ Mit KI anpassen Problem melden

Verfolgen Sie, wie sich ein Sarkomer nach dem Gleitfilamentmodell verkürzt: Ein Nervenimpuls erreicht die motorische Endplatte, das sarkoplasmatische Retikulum setzt Ca²⁺ frei, Ca²⁺ bindet an Troponin, sodass sich Tropomyosin verschiebt, und Myosinköpfe bilden Querbrücken mit Actin, führen den Kraftschlag aus und lösen sich mithilfe von ATP. Verändern Sie das Angebot an Ca²⁺ und ATP, um einen Muskel zu sehen, der sich nicht kontrahiert oder in Starre gerät, messen Sie A-Bande, I-Bande und H-Zone, zeichnen Sie die Kraft-Sarkomerlänge-Kurve und vergleichen Sie ein Antagonistenpaar sowie schnelle und langsame Muskelfasern.

Lektion: Muskelkontraktion – Gleitfilamenttheorie, Antagonisten und Fasertypen

Was sie zeigt

Ein Skelettmuskel verkürzt sich, weil in jedem Sarkomer die dünnen Actinfilamente zwischen die dicken Myosinfilamente gleiten. Ein Nervenimpuls an der motorischen Endplatte löst die Freisetzung von Calciumionen aus dem sarkoplasmatischen Retikulum aus. Calcium bindet an Troponin, Tropomyosin weicht zur Seite, und Myosinköpfe heften sich als Querbrücken an das Actin. Jeder Kopf führt einen Kraftschlag aus, dann bindet ATP und der Kopf löst sich; die Spaltung des ATP spannt ihn erneut. Ohne ATP bleiben die Köpfe gebunden: Es kommt zur Starre. Die Filamente ändern ihre Länge nicht, deshalb bleibt die A-Bande gleich, während I-Bande und H-Zone kürzer werden.

So funktioniert es

Klicken Sie im Bildschirm Sarkomer auf Nervenimpuls senden oder stellen Sie die Nervenimpulsfrequenz ein, und beobachten Sie die Köpfe und die Längenkurve. Verringern Sie Ca²⁺-Freisetzung pro Impuls oder klicken Sie auf ATP entfernen und vergleichen Sie. Bewegen Sie in Kraft–Länge den Regler Sarkomerlänge und klicken Sie auf Notieren, um die Tabelle zu füllen. Nutzen Sie in Muskeln und Fasern Bizeps kontrahieren und Trizeps kontrahieren, wählen Sie einen Fasertyp und klicken Sie auf Ermüdungstest starten.

Einstellbare Parameter

  • Bildschirm Sarkomer und Querbrückenzyklus, Kraft-Sarkomerlänge-Kurve, Antagonisten, schnelle und langsame Fasern
  • Ca²⁺-Freisetzung pro Impuls 0–100 %
  • Verfügbares ATP 0–100 %
  • Nervenimpulsfrequenz 0–50 Hz
  • Sarkomerlänge (Kraftmessung) 1,2–3,8 µm
  • Fasertyp Langsam (Typ I), Schnell (Typ II)

Fragen zum Erkunden

  1. Warum behält die A-Bande ihre Länge, während I-Bande und H-Zone kürzer werden?
  2. Warum werden Muskeln nach dem Tod steif, wenn kein ATP mehr vorhanden ist?
  3. Warum erzeugt ein Sarkomer bei etwa 2,0–2,25 µm die größte Kraft?

Ähnliche Simulationen