Welche biochemischen Vorgänge beenden die Muskelkontraktion und wie wird Kalzium zurück in die Zellstrukturen gepumpt?

Antwort

Die Beendigung der Muskelkontraktion erfolgt durch mehrere biochemische Vorgänge. Zunächst wird das Signal zur Muskelkontraktion, das durch einen Nervenimpuls ausgelöst wird, beendet. Dies führt dazu, dass Acetylcholin, der Neurotransmitter, der an der neuromuskulären Verbindung freigesetzt wird, abgebaut wird. Der Abbau erfolgt durch das Enzym Acetylcholinesterase, was die Erregung der Muskelzelle stoppt. Ein entscheidender Schritt in der Beendigung der Muskelkontraktion ist die Rückführung von Kalziumionen (Ca²⁺) in das sarkoplasmatische Retikulum (SR), einem spezialisierten endoplasmatischen Retikulum in Muskelzellen. Dies geschieht durch die Aktivität der Kalzium-ATPase (SERCA), einem Transportprotein, das Kalzium aktiv unter Verbrauch von ATP in das SR pumpt. Wenn das Kalzium aus dem Zytoplasma entfernt wird, sinkt die Konzentration von Ca²⁺, was dazu führt, dass die Bindung von Kalzium an Troponin, einem Protein auf den Aktinfilamenten, aufgehoben wird. Dies bewirkt, dass die Tropomyosin-Moleküle die Bindungsstellen für Myosin auf dem Aktin wieder blockieren, wodurch die Interaktion zwischen Aktin und Myosin gestoppt wird und die Muskelkontraktion endet. Zusammengefasst: Die Beendigung der Muskelkontraktion erfolgt durch den Abbau von Acetylcholin, die Rückführung von Kalzium in das sarkoplasmatische Retikulum durch die Kalzium-ATPase und die Wiederherstellung der Ruheposition der Aktin- und Myosinfilamente.

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