Was sind Sarkomere und aus welchen Proteinen sind sie aufgebaut? Was besagt das Gleitfilamentmodell der Muskelkontraktion?

Sarkomere sind die kleinsten funktionellen Einheiten der Muskelzellen, insbesondere in Skelett- und Herzmuskulatur. Sie sind die strukturellen Bausteine der Myofibrillen und sind für die Kontraktion der Muskeln verantwortlich. Ein Sarkomer erstreckt sich zwischen zwei Z-Scheiben und enthält die kontraktilen Proteine Aktin und Myosin.

Die Hauptproteine, aus denen Sarkomere aufgebaut sind, sind:

1. **Aktin**: Ein dünnes Filament, das die Z-Scheiben bildet und an der Muskelkontraktion beteiligt ist.
2. **Myosin**: Ein dickes Filament, das die Kraft für die Kontraktion erzeugt.
3. **Tropomyosin**: Ein Protein, das die Bindungsstellen für Myosin auf dem Aktinfilament blockiert, wenn der Muskel entspannt ist.
4. **Troponin**: Ein Protein, das an Tropomyosin gebunden ist und die Kontraktion reguliert, indem es auf Calciumionen reagiert.

Das Gleitfilamentmodell der Muskelkontraktion besagt, dass während der Kontraktion die Myosinfilamente entlang der Aktinfilamente gleiten. Dies geschieht durch die Bildung von Querbrücken zwischen Myosin und Aktin, die durch ATP hydrolysiert werden. Die Myosinköpfe ziehen die Aktinfilamente in Richtung der M-Scheibe, wodurch sich das Sarkomer verkürzt und der Muskel kontrahiert. Dieses Modell erklärt, wie die Länge der Filamente während der Kontraktion konstant bleibt, während die Sarkomere sich verkürzen.