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Skelettmuskelfasertypen

Die Skelettmuskulatur des Menschen setzt sich aus Muskelfasern zusammen, die sich in ihrer Kontraktionsgeschwindigkeit und Ermüdungsresistenz voneinander unterschieden.

Dabei können zwei Hauptarten von Muskelfasern unterschieden werden:

  • langsame und
  • schnelle Fasern.

Langsame Skelettmuskelfasern

Die langsamen Skelettmuskelfasern werden auch als ST-Fasern (slow twitch fibers) bezeichnet, da sie von kleinen α-Motoneuronen des Rückenmarks über langsam leitende Neuriten mit einer Dauererregung von 10 Aktionspotentialen pro Sekunde versorgt werden. So sind diese ermüdungsresistenten Fasern zu längeren Kontraktionen fähig und kommen vorwiegend in Muskeln mit stützmotorischer Funktion vor. Durch ihren hohen Myoglobingehalt erscheinen sie dunkelfarben und werden auch "rote" Muskelfasern genannt. Ihr Energiebedarf wird vorwiegend über den aeroben Stoffwechsel bereitgestellt. Aus diesem Grund besitzen sie überwiegend Enzyme zur aeroben Energiebereitstellung und viele Mitochondrien.

Schnelle Skelettmuskelfasern

Wie der Name schon sagt, können diese Fasern sich schnell kontrahieren und werden deshalb auch als "fast twitch fibers" (FT-Fasern) bezeichnet. Im Gegensatz zu den ST-Fasern werden sie von größeren α-Motoneuronen über schnellleitende Neuriten versorgt. Während einer Bewegung entstehen so kurzfristig Aktionspotentialwiederholungen von 40/s.

Im Vergleich zu den ST-Fasern ermüden die FT-Fasern eher und befinden sich deshalb überwiegend in Muskeln mit zielmotorischer Funktion. Außerdem sind ihre Fasern dicker und so zu einer größeren Kraftentwicklung fähig. Den benötigten Energiebedarf für die mehr Schnellkraft orientierten Beanspruchungen stellen sie anaerob bereit. Durch ihren geringen Gehalt an Myoglobin erscheinen sie blass und werden auch "weiße" Muskelfasern genannt.

Ein detaillierter Vergleich beider Muskelfasertypen ist in der Tabelle dargestellt.

Skelettmuskelfasertypen

Eine genauere Betrachtung der Muskelfasertypen zeigt, dass sich die weißen Muskelfasern noch weiter unterteilen lassen.

So lassen sich die Muskelfasern vom Typ I ("rot") nach Typ II ("weiß") mit drei Unterkategorien des Typ II in folgende Arten einteilen:

Typ I - Typ IIC - Typ IIA - Typ IIX

Das Aktin ist bei allen Muskelfasern gleich aufgebaut. Die Hauptunterschiede liegen im Vorhandensein von verschiedenen sogenannten leichten und schweren Ketten des Myosinmoleküls. Das Myosin besteht aus zwei schweren Ketten im Schaftbereich und mehreren leichten Ketten im Kopfbereich. Die schweren Ketten lassen sich in zwei schnelle (FA und FB) und eine langsame (S) Kette unterteilen. Bei den leichten Ketten existieren drei schnelle (f1, f2, f3) und zwei langsame (s1, s2) Arten. Beide Ausrichtungen der schnellen Ketten befinden sich in den Typ-IIX- und Typ-IIA-Fasern, die langsamen schweren und leichten Ketten in den Typ-I-Fasern.

Die Typ-I-Fasern sind aber auch zu höheren Kontraktionsgeschwindigkeiten fähig, weil sie verschiedene Anteile der schnellen leichten Ketten enthalten.

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Die IIC-Faser, auch als intermediäre Faser bezeichnet, nimmt eine besondere Position ein. Sie enthält jeweils schnelle und langsame schwere und leichte Myosinketten und stellt so eine Übergangsart zwischen der Typ-I- und Typ-II-Muskelfaser dar. Nur ca. 2 % aller Fasern sind Typ-IIC- Muskelfasern.


Die prozentuale Verteilung der unterschiedlichen Muskelfasern ist genetisch vorbestimmt.


Durch Training lässt sich die genetische Verteilung der FT- und ST-Fasern nicht bzw. nur geringfügig verändern.

 

   Projektträger Bundesministerium für Bildung  und Forschung    Projektträger Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

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