Ein Sarkomer ist die kleinste funktionelle Einheit der Muskulatur und spielt eine zentrale Rolle bei der Muskelkontraktion. Es befindet sich in den Myofibrillen der Muskelzellen und besteht aus verschiedenen Proteinen, die in einer spezifischen Anordnung organisiert sind. Die Hauptbestandteile eines Sarkomers sind: 1. **Aktinfilamente (dünne Filamente)**: Diese bestehen aus dem Protein Aktin und sind an der Z-Scheibe verankert. Sie verlaufen in Richtung der Mitte des Sarkomers. 2. **Myosinfilamente (dicke Filamente)**: Diese bestehen aus dem Protein Myosin und sind in der Mitte des Sarkomers angeordnet. Myosin hat Köpfe, die sich an die Aktinfilamente binden können. 3. **Z-Scheiben**: Diese Struktur markiert die Grenzen eines Sarkomers und ist der Punkt, an dem die Aktinfilamente verankert sind. 4. **M-Linie**: Diese befindet sich in der Mitte des Sarkomers und ist der Punkt, an dem die Myosinfilamente miteinander verbunden sind. 5. **Tropomyosin und Troponin**: Diese Proteine regulieren die Interaktion zwischen Aktin und Myosin. Tropomyosin blockiert die Bindungsstellen auf dem Aktin, während Troponin als Bindungsstelle für Calciumionen fungiert. Der Mechanismus der Muskelkontraktion erfolgt durch den sogenannten "Gleitfilamentmechanismus". Wenn ein Muskel stimuliert wird, strömen Calciumionen in die Muskelzelle und binden an Troponin. Dies führt dazu, dass Tropomyosin die Bindungsstellen auf dem Aktin freigibt. Die Myosinköpfe binden sich an das Aktin und ziehen die Filamente aneinander vorbei, was zu einer Verkürzung des Sarkomers führt. Dieser Prozess wiederholt sich, solange Calcium und ATP (Adenosintriphosphat) vorhanden sind, was zu einer Muskelkontraktion führt. Nach der Kontraktion wird Calcium wieder aus dem Sarkoplasma entfernt, Tropomyosin blockiert erneut die Bindungsstellen, und der Muskel entspannt sich.