Geschrieben von Yella Hewings-Martin, Ph.D. am 7. September 2017Muskeln bewegen unseren Körper. Dazu ziehen sie sich zusammen, was wiederum Bewegung erzeugt.
Muskeln ermöglichen es uns, unsere Gliedmaßen bewusst zu bewegen, in die Luft zu springen und unser Essen zu kauen.
Aber sie sind auch für viele weitere Prozesse verantwortlich, die wir nicht aktiv steuern können, wie z. B. unser Herz am Pumpen zu halten, Nahrung durch unsere Eingeweide zu bewegen und uns sogar erröten zu lassen.
Unsere Muskeln brauchen Signale von unserem Gehirn und Energie aus unserer Nahrung, um sich zusammenzuziehen und zu bewegen.
Um neue Muskeln durch Training aufzubauen, machen wir uns ihre bemerkenswerte Fähigkeit zunutze, sich selbst zu reparieren, wenn sie beschädigt sind.
Kontraktion bringt Muskeln in Bewegung
Es gibt zwei Arten von Muskeln: quergestreifte und glatte. Erstere weisen bei Betrachtung unter dem Mikroskop regelmäßige Streifen, sogenannte Striations, auf. Diese Streifen sind auf die Anordnung der Muskelfasern zurückzuführen, die parallele Linien bilden.
Die Muskeln, die unsere Körperteile bewegen, werden Skelettmuskeln genannt, und sie sind eine Art von quergestreiften Muskeln. Wir können diese aktiv mit unserem Gehirn steuern. Eine andere Art von quergestreiften Muskeln sind diejenigen, die unser Herz am Pumpen halten, die wir nicht aktiv steuern können.
Spezifische Moleküle in den Muskelfasern ermöglichen es den quergestreiften Muskeln, sich schnell zusammenzuziehen und uns so zu bewegen. Die Hauptakteure in diesem komplizierten Prozess sind Moleküle namens Aktin und Myosin.
Wissenschaftler sind sich nach wie vor uneinig darüber, wie Aktin und Myosin zusammenarbeiten, damit sich ein ganzer Muskel zusammenziehen kann. Bekannt ist jedoch, dass dieser Prozess von der Energie abhängt, die aus der Nahrung stammt, die wir essen.
Die Kontraktionen, die glatte Muskeln erzeugen, sind tendenziell allmählicher als die von quergestreiften Muskeln erzeugten. Ein Beispiel ist die langsame und kontrollierte Bewegung der Nahrung durch das Verdauungssystem.
Glatte Muskeln haben keine Streifen und wir können nicht aktiv kontrollieren, was sie tun.
Kalzium stimuliert die Kontraktion
Die Wege, die die Kontraktion in quergestreiften und glatten Muskeln regulieren, sind sehr unterschiedlich. Aber sie haben eines gemeinsam: Kalzium ist der wichtigste molekulare Botenstoff in diesem Prozess.
Die quergestreifte Muskulatur erhält ihre Auslöser vom Gehirn über die Motoneuronen. Daraufhin strömt Kalzium in den Muskel und lässt Aktin und Myosin in Aktion treten.
Glatte Muskelzellen können durch neuronale Signalisierung oder durch Hormone aktiviert werden. Beide Mechanismen führen zu einer Veränderung des Kalziumspiegels in den Muskelzellen. Dies führt zu einer Aktivierung von Myosin und damit zu einer Muskelkontraktion.
Einige glatte Muskeln befinden sich in einem permanenten Zustand der Kontraktion, und die Muskeln, die unsere Blutgefäße auskleiden, gehören zu dieser Kategorie. Eine konstante Zufuhr von Kalzium ermöglicht es diesen Muskeln, den Blutfluss zu regulieren. Wenn sich zum Beispiel die Muskeln, die die Blutgefäße in unserem Gesicht auskleiden, entspannen, erröten wir.
Reparatur der Muskeln
Wenn wir trainieren, beschädigen wir unsere Muskeln. Danach reparieren Stammzellen den Schaden und die Muskeln werden stärker.
Neue Forschungsergebnisse unter der Leitung der George Washington University School of Medicine and Health Sciences in Washington, D.C. – diese Woche in der Zeitschrift Science Signaling veröffentlicht – stellen eine gängige Annahme über diesen Prozess in Frage.
Zellen erzeugen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) als Nebenprodukt, besonders wenn der Energieverbrauch hoch ist, wie z.B. beim Sport. ROS können sehr giftig für die Zellen sein und es wurde bisher angenommen, dass sie die Muskelreparatur behindern.
„Es ist immer noch eine weit verbreitete Meinung in der Fitness-Community, dass die Einnahme von antioxidativen Nahrungsergänzungsmitteln nach dem Training dazu beiträgt, dass sich die Muskeln besser erholen“, erklärt der Hauptautor der Studie, Adam Horn.
Aber die Forschung des Teams zeigte, dass die Muskeln den ROS-Spiegel nach einer Verletzung genau kontrollieren und dass ROS für die Reparatur essentiell sind.
Wenn Sie zu denjenigen gehören, die auf Antioxidantien setzen, um die Muskelreparatur nach dem Training zu beschleunigen, könnte es sich lohnen, Ihre Muskeln ihr eigenes Ding machen zu lassen.