Description
Book SynopsisNur durch den Gebrauch unserer Muskeln sind wir in der Lage, auf unsere Umwelt einzuwirken, d.h. Kräfte auszuüben und Gegenstände - und auch uns - zu bewegen. Muskeln sind biologische Maschinen, die chemische Energie, die letztlich aus der Reaktion von Nahrung mit Sauerstoff herrührt, in Kraft und mechanische Arbeit umsetzen. Ziel dieses Buches ist es, zu erklären, was über die Art und Weise, wie diese Maschine arbeitet, bekannt ist. Es ist sinnlos, ein solches Problem unter einem zu engen Blickwinkel zu sehen; es be steht vielmehr die Notwendigkeit, Ideen und experimentelle Tech niken aus den Gebieten Mechanik, Biochemie, Hikroskopie, Molekular biologie, Elektronik und Thermodynamik einzuführen, um herauszu finden, welche Vorgänge in einem Muskel ablaufen, wie ein Muskel funktioniert. Es wird vorausgesetzt, daß der Leser bereits über einiges Hintergrundwissen verfügt und, was noch wichtiger ist, echtes Interesse an der Thematik hat. Selbst Einzeller, wie z.B. eine Amöbe, können sich bewegen, obwohl unter dem Mikroskop an ihnen keine spezialisierten Muskeln zu er kennen sind. Bei den meisten mehrzelligen Organismen jedoch sind einige Zellen auf diese spezielle Form der Energieumwandlung spezialisiert. Bei Vielzellern macht das Muskelgewebe einen Groß teil des Körpers aus, beim Menschen etwa 40 %. Das 'Fleisch' des Körpers ist fast reine Muskulatur, ebenso das Herz, der Darmtrakt und einige andere innere Organe. Der Uterus und die Harnblase z.B.
Table of Contents1 Einleitung.- 1.1 Experimentelle Methoden.- 2 Der Aufbau der Muskeln.- 2.1 Wasser.- 2.2 Proteine.- 2.3 Substanzen zur Energiespeicherung.- 2.4 Anorganische Ionen.- 3 Struktur und Ultrastruktur des Muskels.- 3.1 Der quergestreifte Muskel.- 3.1.1 Der Skelettmuskel.- 3.1.2 Änderungen im Muster der Querstreifung als Folge von Änderungen der Faserlänge.- 3.2 Die Gleitfilamenttheorie der Kontraktion.- 3.3 Änderungen der Röntgenstrahlbeugung im Zusammenhang mit funktionellen Änderungen des Muskels.- 3.3.1 Längenänderungen.- 3.3.2 Rigor.- 3.3.3 Kontraktion.- 4 Muskelkontraktion.- 4.1 Experimente am lebenden Muskel.- 4.1.1 Überleben des Gewebes.- 4.1.2 Reizung.- 4.1.3 Reizelektroden.- 4.2 Geräte zur Registrierung mechanischer Veränderungen.- 4.2.1 Eigenschaften von Muskel-„Hebeln“.- 4.3 Die Beziehung zwischen Reizstärke und Antwort.- 4.3.1 Wiederholte Reizung: Zuckung und Tetanus.- 4.4 Das Längen-Spannungs-Diagramm.- 4.5 Das Längen-Spannungs-Diagramm und die Gleitfilamenttheorie.- 4.6 Längen-Spannungs-Diagramm anderer Muskeltypen.- 4.7 Isotonische Kontraktion.- 4.7.1 Die Kraft-Geschwindigkeits-Kurve.- 4.7.2 Mechanische Muskelbausteine.- 4.7.3 Gegenüberstellung von isometrischer und isotonischer Registrierung.- 4.8 Das isolierte kontraktile System.- 4.9 Kontraktionstheorien.- 5 Das Kontrollsystem.- 5.1 Die Rolle der Zelloberfläche.- 5.1.1 Elektrische Meßmethoden: Mikroelektroden.- 5.2 Die Ursache des Membranpotentials: Die Nernst-Gleichung.- 5.2.1 Elektrische Depolarisation.- 5.2.2 Depolarisation durch Änderung des Ionengleichgewichtes.- 5.2.3 Depolarisation durch Änderung der selektiven Permeabilität der Membran.- 5.3 Der Skelettmuskel.- 5.4 Der Herzmuskel.- 5.5 Die Muskeln der wirbellosen Tiere.- 6 Die Energieversorgung.- 6.1 Anwendung thermodynamischer Prinzipien auf den Muskel.- 6.2 Die chemischen Reaktionen im Muskel.- 6.2.1 Die Milchsäurebildung.- 6.3 Die Wärmeerzeugung im Muskel.- 6.3.1 Initial- und Erholungswärme.- 6.3.2 Das energetische Gleichgewicht.- 7 Die Arbeitsweise der Muskulatur im Körper.- 7.1 Muskelleistung.- 7.2 Das Zusammenspiel der Muskeln im Körper.- 7.3 Die Kontrolle der Muskelkontraktion im Körper.- 7.4 Elektrische Registrierung.- 7.5 Muskeltonus.- 7.6 Muskelarbeit.- 7.7 Auswirkungen der Arbeit auf Kreislauf und Atmung.- 7.7.1 Erholung.- 8 Glatte Muskulatur.- 8.1 Struktur.- 8.2 Muskelkraft und Haltearbeit.- 8.3 Kontraktionsgeschwindigkeit.- 8.4 Erregungs-Kontraktions-Koppelung: Steuerung der Kontraktilität durch Calciumionen und zyklische Nucleotide.- 8.5 Der „neurogene Tonus“ der Gefäßmuskeln.- 8.6 Myogener Tonus und Motorik der glatten Muskeln der Eingeweide.- 8.7 Phasische und tonische Kontraktion der glatten Muskeln von Mollusken; Sperrtonus.- Weiterführende Literatur.- Im Text angeführte Literatur.
