Muskelkontraktion

Eine Muskelkontraktion ist das Zusammenziehen (konzentrische Kontraktion; "Verkürzung") des Muskelgewebe. Auf die Beendigung der Muskelkontraktion folgt die Muskelrelaxation, d. h. die Rückkehr der Muskelfasern in ihren spannungsarmen Zustand.

Es gibt 2 weitere Anspannungen des Muskels, die keine Verkürzung bewirken:

der Muskel wird gegen einen Widerstand in einer bestimmten Länge gehalten (isometrische Kontraktion)
einer auf den Muskel wirkenden Kraft wird ein Widerstand entgegensetzt, während er verlängert wird (exzentrische Kontraktion)

Biochemie

Ein Myosinkopf in der Muskelzelle ragt in Richtung des Aktinfilaments im Skelettmuskel (in der glatten Muskulatur ist dies Calmodulin). Aktin und Myosin sind noch nicht miteinander verbunden. Eine Muskelfaser wird durch die Stimulation der Endpunkte einer motorischen Nervenzelle aktiviert. Ca2+(Kalzium-Ionen) wird aus dem sarkoplasmatischen Retikulum (SR) in das Zytosol freigesetzt. Dort bindet es sich an Troponin. Dadurch wird Tropomyosin zur Seite gezogen und die Bindungsstellen freigegeben, so dass die Myosinköpfe an G-Actin binden können. Der Myosin-ADP-Komplex wird aktiviert. Die Myosinköpfe binden sich an G-Actin und bilden zusammen Actomyosin. Die Myosinköpfe bilden einen Knick, und dabei wird das Adenosindiphosphat (ADP) aus dem Komplex freigesetzt (Kontraktion).

Der Muskel verkürzt sich, und die Muskelspannung nimmt folglich zu. Bei der Entspannung bindet Adenosintriphosphat (ATP) an den Aktomyosinkomplex und die Bindung zwischen Aktin und Myosin wird gelöst. Dabei wird ATP zu ADP hydrolysiert, wodurch Energie freigesetzt wird, um die Myosinköpfe zurückzufalten und Aktin und Myosin in ihren ursprünglichen Zustand zurückzuführen. ADP bleibt an den Myosinkopf gebunden. Ca2+ wird vom SR aufgenommen. In diesem Zustand befindet sich der Muskel wieder im Ruhezustand und der Zyklus kann sich wiederholen.