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Sarkomere – Wie Muskeln funktionieren

Wenn du noch nie etwas von Sarkomeren gehört hast, dann wohl vor allem deshalb, weil sie sehr klein sind. Sie sind in der Tat so winzig, dass sie die kleinste Einheit innerhalb eines Muskels bilden, in der alle für eine Kontraktion verantwortlichen Moleküle unversehrt vorgefunden werden können. Ein Sarkomer ist im Durchmesser ungefähr 100 Mal kleiner als ein durchschnittliches menschliches Haar. Wissenschaftlern zufolge gibt es pro 10 Millimeter Muskelfaser zwischen 2000 und 2500 dieser Sarkomere, die sich in miteinander verbundenen Spulen zusammensetzen! 

Trotz ihrer Winzigkeit sind Sarkomere die treibende Kraft hinter Muskelkontraktionen, denn Millionen von ihnen arbeiten zusammen, sobald du deine Muskeln benutzt. Funktionsstörungen innerhalb der Muskulatur könnten das Resultat von Fehlkommunikationen zwischen den kleinen Sarkomeren sein, aus denen ein Muskel besteht. Eine neue Studie von der McGill University beschäftigt sich als erste mit diesen mikroskopischen Strukturen, um herauszufinden, wie sie miteinander zusammenarbeiten.

Um individuelle Sarkomere überhaupt studieren zu können, verwendeten die Forscher mikrotechnisch gefertigte Nadeln, über die sich messen ließ, welche Kraft generiert wurde. Sie setzten außerdem auf High-Tech Mikroskope, um die Sarkomere während der Kontraktion zu isolieren und zu untersuchen.

Die Ergebnisse der Studie waren durchaus interessant, denn die Wissenschaftler beobachteten, dass wenn nur ein Sarkomer aktiviert wurde, alle umliegenden Sarkomere denselben Grad an Aktivierung einstellten. Muskeln sind also sozusagen massive Kooperationsketten von Sarkomeren und damit die Muskulatur in vollem Maße arbeiten kann, ist eine präzise Kooperation der kleinen Strukturen notwendig.



Durch ihre Funde waren die Forscher in der Lage, besser zu verstehen, was beispielsweise Muskelversagen und Muskelstörungen auslöst. Die Ausmaße derartiger Probleme reichen von einfachem Versagen der Muskulatur am Trainingsende bis hin zu komplexeren Störungen, zu denen Muskelschwund und Herzversagen gehören. Durch das Herunterbrechen der Muskelfunktion auf diese kleinen zellulären Strukturen sind die Forscher in der Lage, tiefer in die Fehlkommunikationen zwischen den Sarkomeren einzutauchen, die scheinbar an einer Vielzahl von Missständen schuld sind.

Nach Aussage des leitenden Forschers, würden die Resultate der Studie viele neue Möglichkeiten im Bereich der Muskulatur eröffnen. Man habe durch die erlangten Informationen nicht nur Wissen darüber erlangt, wie all die Muskeln im Körper funktionieren, sondern auch einen möglichen Grund dafür gefunden, warum es zu Muskelstörungen kommen kann. Sobald die genauen Mechanismen besser verstanden wurden, soll es großes Potenzial für Therapie und Prävention geben.

Was bedeutet das für die Zukunft? Nun, geht es nach Meinung der beteiligten Forscher der hier thematisierten Studie, dann sind die Möglichkeiten unbegrenzt. Der nächste Schritt soll sein, zu analysieren, was genau passiert, wenn es zum Beispiel zu Herzversagen oder anderen Erkrankungen im muskulären System kommt, bei denen die Kooperation der Sarkomere fehlschlägt!


Quelle: breakingmuscle.com/fitness/a-new-understanding-of-how-muscles-work
Referenzstudie:
1. Felipe de Souza Leite, Fabio C. Minozzo, David Altman, Dilson E. Rassier. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2017; 114 (33): 8794 DOI: 10.1073/pnas.1700615114

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