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Die Muskelkontraktion

Inhaltsübersicht:
Motorische Einheit
Muskeltonus
Kontraktionsformen

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Motorische Einheit

Ein Motoneuron versorgt mehrere Muskelfasern.

Im Zentrum der Muskelkontraktion steht die motorische Einheit. Sie besteht aus einem Motoneuron und der von diesem Motoneuron innervierten Gruppe von Muskelfasern. Motoneuron ist ein anderer Name für motorischen Nerv, der den Muskel versorgt. Die Anzahl der motorischen Einheiten, über die ein Muskel verfügt, ist sehr unterschiedlich. Je komplexer und genauer ein Muskel gesteuert werden muss, desto weniger Muskelfasern werden von einem Motoneuron versorgt. Bei den Augenmuskeln beispielsweise sind in einer motorischen Einheit nur 10 Muskelfasern. Andere Muskeln wie die Skelettmuskeln der Beine, die nicht so fein gesteuert werden müssen, haben bis zu 2000 Muskelfasern in einer motorischen Einheit.

 

Die Alles- oder- Nichts- Regel.

Gelangt ein Reiz über das Motoneuron einer motorischen Einheit an die dazugehörigen Muskelfasern, so kontrahiert sich diese Muskelfaser so stark sie kann. Die Stärke der Kontraktion ist nicht abhängig von der Stärke des Reizes. Es gibt entweder eine maximale Kontraktion, oder gar keine. Das bedeutet aber nicht, dass ein Muskel, sagen wir mal unser Bizeps, immer nur maximal kontrahieren kann. Jeder Mensch kann an sich selbst testen, dass er den Arm durchaus langsam oder schnell, mit viel oder mit wenig Widerstand beugen kann. Der Grund dafür ist, dass der gesamte Muskel aus vielen verschiedenen Muskelfaser und motorischen Einheiten besteht. Es werden nicht immer alle auf einmal angeregt. Die Stärke der Muskelkontraktion des einzelnen Muskels hängt deshalb davon ab, wie viele der motorischen Einheiten auf einmal zur Kontraktion angeregt werden. Dieser Mechanismus wird als Alles- oder- Nichts- Regel bezeichnet.

 

Es ist immer nur ein Teil der motorischen Einheiten in Aktion.

Bei der Muskelkontraktion, auch bei einer maximalen Muskelkontraktion, regt das zentrale Nervensystem in der Regel immer nur einen Teil der motorischen Einheiten gleichzeitig an. So werden z. B. Ausdauerleistungen wie das Joggen oder stundenlanges Stehen hinter einer Verkaufstheke erst möglich. Ein Teil der motorischen Einheiten wird angeregt und dann schaltet das ZNS innerhalb von Sekundenbruchteilen auf andere motorische Einheiten desselben Muskels um. Die Kontraktionsstärke bleibt erhalten und wir bemerken dieses "Umschalten" nicht einmal. Alle motorischen Einheiten auf einmal werden höchsten bei einem Muskelkrampf angeregt.

 

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Muskeltonus

Muskeln sind immer leicht angespannt.

Nur wenn wir schlafen, sind unsere Muskeln entspannt. Beim wachen Menschen sind immer einige Muskelfasern in einem Muskel angespannt. Die Kontraktion ist aber so gering, dass sie keine Bewegung hervorruft. Diese Anspannung, die man als Grundspannung in der Muskulatur bezeichnen könnte, wird Muskeltonus genannt. Sie ermöglicht, dass wir aufrecht Sitzen und Stehen können, ohne uns anzustrengen. Sie bewirkt, dass wir unseren Kopf aufrecht halten können, ohne dass er immer wieder der Schwerkraft folgt und vornüberfällt.

 

Bei Verspannungen ist der Muskeltonus erhöht.

Von Muskelverspannungen oder Muskelhartspann spricht man, wenn der Muskeltonus anhaltend verstärkt ist. Solche Muskelverspannungen können starke Schmerzen und Bewegungseinschränkungen mit sich bringen. Grund für Verspannungen können sowohl Fehlbelastungen, muskuläre Ungleichgewichte als auch psychische Belastungen sein. Besonders seelische Anspannungen führen immer wieder zu Verspannungen, insbesondere der Nacken- und Schultermuskulatur. Diese Muskeln werden bei psychischen Belastungen häufig dauerhaft angespannt und als Folge davon verspannt.

 

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Kontraktionsformen

"Einkaufen aus physiologischer Sicht."

Es gibt verschiedene Formen der Muskelkontraktion, die sich am besten an einem Beispiel erläutern lassen. Sie stehen in einem Geschäft an der Kasse in der Warteschlange. Um die eingekauften Waren aus dem Wagen zu heben und auf das Laufband an der Kasse zu heben, müssen Sie (u.a.) die Arme mit den Waren (Gewicht) anwinkeln und wieder strecken. Dabei wird Ihr Bizeps dick und rund bei der Kontraktion. Er verkürzt sich. Nachdem Sie bezahlt haben verstauen Sie Ihren Einkauf in einer Tasche und tragen ihn nach Hause. Die Tasche hängt an Ihrem ausgestreckten Arm und der wird langsam immer müder, bis er schließlich sogar schmerzt. Bei dieser Art, eine Tasche zu Tragen, wird wieder (u.a.) der Bizeps gebraucht. Er wird aber nicht, wie an der Kasse, durch die Kontraktion kürzer und dicker, sondern bleibt während des Tragens die ganze Zeit langgestreckt. Dennoch tut er weh, was zeigt, dass er beansprucht wird.

 

Bei der isotonische Kontraktion wird der Muskel verkürzt und es entsteht eine Bewegung.

Die erste Form der Kontraktion nennt sich isotonische Kontraktion. Bei ihr wird der Muskel verkürzt und dadurch eine Bewegung erzeugt. Der Muskeltonus ist bei dieser Kontraktionsform nur wenig verändert. Die zweite Form nennt sich isometrische Kontraktion. Bei ihr wird ein Muskel in einer bestimmten Stellung fixiert, so dass er sich nur ganz wenig verkürzen kann. Der Muskeltonus steigt aber stark an, um die geforderte Arbeit zu leisten. Dabei wird sehr viel Energie verbraucht.

 

Die isometrische Kontraktion wir häufig zu therapeutischen Zwecken eingesetzt.

Die isometrische Kontraktion wird häufig bei krankengymnastischen Übungen eingesetzt. Pflegebedürftige Menschen, die bettlägerig sind, Rollstuhlfahrer, oder Menschen mit einem Gipsbein können so ihre Muskeln trainieren und anregen. Insbesondere bei Bettlägerigkeit sollten isometrische Kontraktionsübungen für alle großen Muskelgruppen täglich drei bis fünf mal durchgeführt werden.

 

Muskelatrophie unter dem Gipsbein kann verringert werden.

Verletzte Leistungssportler trainieren während eine Phase längerer Ruhigstellung häufig ihre Muskulatur mit isometrischen Kontraktionsübungen. Das vermeidet, dass der Muskel während der Ruhigstellung an Masse abnimmt. Wer schon mal ein Gipsbein hatte, konnte selbst feststellen, dass das Bein durch Verschmälerung der Muskelfasern dünner geworden ist. Medizinisch wird dieser Vorgang als Muskelatrophie bezeichnet.

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