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Bau der Muskeln, Muskeltypen

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Team Digital
Bau der Muskeln, Muskeltypen
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Grundlagen zum Thema Bau der Muskeln, Muskeltypen

Inhalt

Muskeln – Biologie

Egal ob beim Sprint, um den Schulbus nicht zu verpassen, in der Freizeit beim Sport oder unbewusst, wenn das Herz schlägt, der Darm deine Nahrung verdaut oder du atmest: Ständig ist Bewegung in deinem Körper. Immer spielen dabei Muskeln eine Rolle. Ohne Muskeln keine Bewegung! Wusstest du, dass ein Mensch etwa 650 Muskeln hat? Die Anzahl der Muskeln sind bei Mann und Frau gleich, allerdings besitzen Männer im Durchschnitt mehr Muskelmasse. Unglaublich, aber wahr: Unser größter Muskel ist der Gesäßmuskel. Was sind Muskeln? Welche Muskeltypen gibt es? Wie funktioniert die Muskelkontraktion? Antworten auf diese Fragen erfährst du in diesem Text.

Muskel – Aufbau

Die Muskeln des Menschen bestehen aus Muskelfaserbündeln, die sich aus mehreren Muskelfasern zusammensetzen. Sie können zehn und mehr Zentimeter lang werden. Eine Muskelfaser besteht aus mehreren sogenannten Myofibrillen. Die Myofibrillen bestehen aus zylinderförmigen Bauteilen, den Sarkomeren. Diese werden von fadenförmigen Proteinen gebildet: den Aktinfilamenten und den Myosinfilamenten. Die Aktinfilamente sind an den Z-Scheiben, das sind die äußeren Begrenzungen der Sarkomere, befestigt. Dazwischen liegen die Myosinfilamente, die an beiden Enden mit den Aktinfilamenten überlappen. Der Aufbau eines menschlichen Muskels ist in folgender Abbildung dargestellt. In der Abbildung sind Sarkomere, Myofibrillen, Muskelfasern und Muskelfaserbündel jeweils verdickt bzw. vergrößert dargestellt, damit die einzelnen Bestandteile gut erkennbar sind.

Aufbau Muskel

Muskeltypen im Vergleich

Beim Menschen können verschiedene Muskeltypen unterschieden werden: die glatten Muskeln und die quergestreifte Muskulatur. Beim Vergleich der Muskeltypen erkennt man bei Myofibrillen der glatten Muskulatur eine gleichmäßige Struktur. Das Merkmal der quergestreiften Muskulatur ist eine regelmäßige Bänderung der Myofibrillen. Dies kannst du auch der Abbildung entnehmen.

Muskeltypen

Um einen Überblick und Vergleich der Muskeltypen zu erhalten, ist folgende Tabelle hilfreich:

glatte Muskulatur quergestreifte Muskulatur
Aufbau gleichmäßige Oberfläche

Aktin- und Myosinfilamente sind unregelmäßig angeordnet

Muskelfasern bestehen aus Muskelzellen.
regelmäßige Bänderung

Aktin- und Myosinfilamente sind in einem regelmäßigen Muster angeordnet.

Muskelfasern bestehen aus einer Art Muskelzellen, besitzen jedoch zahlreiche Zellkerne.
Steuerung unbewusst, über das vegetative Nervensystem willkürlich, bewusst (Ausnahme: Herzmuskel)
Vorkommen Darm, Blutgefäße Skelettmuskeln, Herzmuskel

Die Herzmuskulatur ist ebenfalls quergestreift. Allerdings unterliegt sie nicht der bewussten Steuerung. Es gibt somit insgesamt drei Muskeltypen bzw. drei verschiedene Muskelfasertypen. Muskelarten werden nicht nur nach Muskelfasertypen unterschieden, sondern auch nach der Form der Muskeln. Ringförmige Muskeln werden Ringmuskeln genannt. Dazu gehören beispielsweise der Ziliarmuskel im Auge oder der Schließmuskel der Blase. Hohlmuskeln umschließen einen Innenraum, wie z. B. der Darm oder das Herz. Diese Muskeltypen sind, wie der Name schon verrät, von innen hohl. Im Inneren des Darmmuskels befindet sich die Nahrung. Im Inneren des Herzmuskels fließt das Blut.

Muskelkontraktion einfach erklärt

Wenn wir Bewegungen durchführen, müssen sich Muskeln verkürzen, man spricht von Muskelkontraktion. Bei der Beugebewegung des Arms beispielsweise wird der Bizeps kontrahiert, gleichzeitig wird dadurch der Trizeps gedehnt. Wie zieht sich ein Muskel zusammen? Die Myosinfilamente sind an ihren Enden zu Myosinköpfen verdickt. Diese Myosinköpfe gehen mit den Aktinfilamenten eine Bindung ein und klappen nach innen um. Die Aktinfilamente gleiten so zwischen die Myosinfilamente, der Muskel verkürzt sich. Anschließend richtet sich der Myosinkopf wieder auf. Durch wiederholtes Abknicken und Aufrichten werden die Aktin- und Myosinfilamente aneinander vorbeigezogen. Dies kannst du dir wie eine Ruderbewegung vorstellen, man spricht deshalb auch vom Ruderschlagprinzip. Jede mechanische Arbeit der Muskeln benötigt sehr viel Energie. Wie erfolgt die Energiebereitstellung im Muskel? Die Energie für die Bewegung der Myosinfilamente kommt aus dem ATP. Bei der Spaltung von ATP im Rahmen der Zellatmung wird chemische Energie freigesetzt, die in die Bewegungsenergie der Muskeln überführt wird.

Das Video zum Thema Bau der Muskeln

In diesem Video werden dir Muskelzellen einfach erklärt. Du erfährst, wie viele Muskeltypen es gibt, und alles Wissenswerte zu den Muskelgruppen. Nach dem Betrachten des Videos hast du die Möglichkeit, Arbeitsblätter zum Thema Aufbau des Muskels und Übungen zu den Muskeltypen zu bearbeiten. Viel Spaß!

Transkript Bau der Muskeln, Muskeltypen

Hier werden sie gerade gebraucht und auch hierbei. Das hier geht auch nicht ohne. Die Rede ist von „Aufbau“ sowie die verschiedenen „Muskeltypen“ einmal genauer an. Zuerst ein paar Fakten. Jeder gesunde Mensch hat über 650 Muskeln. Das Geschlecht ist dabei ganz egal. Variation gibt es lediglich in der Muskelmasse. Auf dem Muskel mit dem größten Volumen sitzt du vermutlich gerade. Der Kleinste hilft dir beim Hören. Der stärkste Muskel hilft dir beim Kauen. Muskeln leisten mechanische Arbeit, die sich in Bewegung äußert. Sehen wir uns zuerst einmal anhand eines Skelettmuskels an, wie so ein Muskel aufgebaut ist. Muskeln bestehen aus „Muskelfaserbündeln“, die, wie der Name schon vermuten lässt, aus mehreren Muskelfasern aufgebaut sind. Eine Muskelfaser besteht aus mehreren „Myofibrillen“, welche eine Vielzahl kleiner Zylinder enthält, die „Sarkomere“. So, diese Sarkomere werden aus zwei Proteinen zusammengesetzt: den Aktin- und Myosinfilamenten. Dabei sind Aktinfilamente an den äußeren Begrenzungen der Sarkomere, den „Z-Scheiben“ befestigt und dazwischen befinden sich die Myosinfilamente. Alles klar? Super, machen wir direkt weiter! Sehen wir uns zunächst an, welche Muskeltypen es beim Menschen so gibt. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen glatter und quergestreifter Muskulatur. Bei der glatten Muskulatur kannst du eine gleichmäßige Struktur der Myofibrillen erkennen. Sie wird ganz unbewusst vom vegetativen Nervensystem, also autonom, gesteuert. Das ist zum Beispiel bei der Darmmuskulatur oder der Muskulatur der Blutgefäße der Fall. Überlege einmal kurz: Fällt dir vielleicht noch ein Muskel ein, den du nicht bewusst steuern kannst? Geh mal tief in dich – vielleicht hörst du es sogar. Jap, das Herz ist ebenfalls ein autonomer Muskel, jedoch bildet dieser eine Ausnahme und wird zur „quergestreiften Muskulatur“ gezählt. Die quergestreifte Muskulatur unterliegt nämlich ansonsten der bewussten Steuerung die Skelettmuskeln, die du zur Bewegung benötigst, gehören dazu. Optisch kannst du die quergestreifte Muskulatur an der regelmäßigen Bänderung der Myofibrillen erkennen. Zum Vergleich siehst du hier noch einmal eine Mikroskopaufnahme der glatten und der quergestreiften Skelett- und Herzmuskulatur. Ziemlich cool, oder? Manchmal werden Muskelarten jedoch nicht nur in Muskelfasertypen eingeteilt, sondern auch in Muskelformen. Dort gibt es „Ringmuskeln“, die im Auge als „Ziliarmuskel“ oder als „Schließmuskel“ in der Blase zu finden sind und, wie der Name es schon sagt, wie ein Ring geformt sind. Oder auch „Hohlmuskeln“, die – natürlich – hohl sind. Eeeeh, falsches Bild, aber naja, hat auch was von einem Muskelschlauch. Dazu gehören das eben erwähnte Herz, aber auch der Magen und der Darm. Zuletzt sehen wir uns noch einmal an, was bei einer Kontraktion des Muskels passiert. Um Bewegungen ausführen zu können, muss sich der Muskel verkürzen – man spricht von der „Muskelkontraktion“. Klassisches Beispiel: Bei der Beugebewegung des Arms wird der Bizeps verkürzt und gleichzeitig der Trizeps gedehnt. Dieses sogenannte „Gegenspielerprinzip“ findet auch hier Anwendung. Aber wie kontrahiert ein Muskel? Dafür sehen wir uns nochmal den Aufbau der Muskeln an. Die Myosinfilamente gleiten bei der Kontraktion mit Hilfe der Myosinköpfe in die Aktinfilamente – das Sarkomer verkürzt sich. Bei der Entspannung schieben sich die Filamente wieder in die Ausgansgposition. Das kannst du dir wie eine Ruderbewegung vorstellen – man spricht daher auch vom „Ruderschlagprinzip“. Geschafft, jetzt kommt nur noch die Zusammenfassung! Ein Skelettmuskel besteht aus Muskelfaserbündeln, welche aus Muskelfasern aufgebaut sind. Muskelfasern werden aus Myofibrillen zusammengesetzt und diese wiederum aus Sarkomeren. In den Sarkomeren befinden sich die Z-Scheiben, sowie Moysin- und Aktinfilamente. Bei den Muskeltypen wird zwischen glatter und quergestreifter Muskulatur unterschieden. Die quergestreifte Muskulatur findet man in der Skelett- und in der Herzmuskulatur. Die Verkürzung des Muskels nennt man „Kontraktion“, wobei es zum Ruderschlagprinzip zwischen Myosin- und Aktinfilamenten kommt. Übrigens: Beim Küssen braucht man zwischen achtunddreißig und sechzig Muskeln – also schön fleißig weiter trainieren!

Bau der Muskeln, Muskeltypen Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Bau der Muskeln, Muskeltypen kannst du es wiederholen und üben.
  • Nenne wesentliche Fakten zum Thema Muskeln.

    Tipps

    Drei der Antwortmöglichkeiten sind korrekt.

    Männer haben im Durchschnitt mehr Muskelmasse. Der männliche und der weibliche Körper sind sonst aber sehr ähnlich.

    Lösung

    Ein gesunder Mensch besitzt über 650 Muskeln.
    Die Anzahl der Muskeln sind bei Mann und Frau gleich, allerdings besitzen Männer im Durchschnitt mehr Muskelmasse.
    Muskeln leisten mechanische Arbeit, die sich in Bewegung äußert.
    Einer der stärksten Muskeln ist der Kaumuskel.

  • Beschreibe die glatte und die quergestreifte Muskulatur.

    Tipps

    Eine Bänderung ist ein regelmäßiges Muster in Form von Streifen.

    Schau dir das Bild im Kopfteil an. Wo kannst du eher eine glatte Oberfläche und wo kannst du eine regelmäßige Bänderung erkennen?

    Die Beinmuskulatur gehört zur Skelettmuskulatur. Wird diese bewusst oder unbewusst gesteuert?

    Lösung

    Man unterscheidet glatte und quergestreifte Muskulatur.

    Glatte Muskulatur hat eine gleichmäßige Struktur und wird unbewusst vom vegetativen Nervensystem gesteuert. Dazu gehört z. B. die Darmmuskulatur oder die Muskulatur der Blutgefäße.

    Die quergestreifte Muskulatur besitzt regelmäßige Bänder und kann in Herz- und Skelettmuskulatur unterteilt werden. Die Beinmuskulatur gehört zur Skelettmuskulatur. Mit Ausnahme der Herzmuskulatur unterliegt die quergestreifte Muskulatur der bewussten Steuerung.

  • Stelle den Aufbau eines Skelettmuskels dar.

    Tipps

    Mehrere Muskelfasern bilden ein Bündel. Mehrere Bündel ergeben den Muskel.

    Mehrere Myofibrillen ergeben eine Muskelfaser.

    Lösung

    Die Sehne verbindet den Muskel mit dem Knochen. Der Muskel setzt sich aus mehreren Muskelfaserbündeln zusammen.

    Im Lichtmikroskop sieht man, dass die Muskelfaserbündel sich aus vielen Muskelfasern zusammensetzen.

    Eine Muskelfaser besteht wiederum aus mehreren Myofibrillen.

  • Erläutere den Vorgang der Muskelkontraktion.

    Tipps

    Trizeps und Bizeps sind Gegenspieler.

    Beim Rudern bewegst du durch Drück- und Ziehbewegungen die Ruder aus dem Wasser und wieder zurück.

    Lösung

    Wenn wir Bewegungen durchführen, müssen sich Muskeln verkürzen, man spricht von der Muskelkontraktion. Bei der Beugebewegung des Arms beispielsweise wird der Bizeps kontrahiert, gleichzeitig wird dadurch der Trizeps gestreckt.

    Die Myosinfilamente sind an ihren Enden zu den Myosinköpfen verdickt. Diese gehen mit den Aktinfilamenten eine Bindung ein und klappen nach innen um. Diese gleiten so zwischen die Myosinfilamente und der Muskel verkürzt sich. Anschließend richtet sich der Myosinkopf wieder auf.

    Durch wiederholtes Abknicken und Aufrichten werden die Aktin- und Myosinfilamente aneinander vorbeigezogen. Dies kannst du dir wie eine Ruderbewegung vorstellen. Man spricht deshalb auch vom Ruderschlagprinzip.

  • Nenne Organe und Körperteile, in denen sich hauptsächlich glatte oder quergestreifte Muskulatur befindet.

    Tipps

    Die glatte Muskulatur befindet sich überwiegend in den inneren Organen.

    Zu der quergestreiften Muskulatur zählt die Herzmuskulatur und die Skelettmuskulatur.

    Die glatte Muskulatur wird nur unbewusst gesteuert.

    Mit Ausnahme der Herzmuskulatur ist die quergestreifte Muskulatur bewusst steuerbar.

    Lösung

    Glatte Muskulatur hat eine gleichmäßige Struktur und wird unbewusst vom vegetativen Nervensystem gesteuert. Dazu zählt z. B. die Muskulatur des Darms, der Blutgefäße, der Harnwege und des Magens.

    Die quergestreifte Muskulatur besitzt regelmäßige Bänder und kann in Herz- und Skelettmuskulatur unterteilt werden. Mit Ausnahme der Herzmuskulatur unterliegt die quergestreifte Muskulatur der bewussten Steuerung.
    Zur Skelettmuskulatur gehört unter anderem auch die Muskulatur der Hände, Beine, Arme oder des Gesäßes.

  • Ordne die Muskeltypen richtig zu.

    Tipps

    Zirkulär bedeutet soviel wie kreisförmig.

    Der Magenpförtner reguliert die Passage des Nahrungsbreis vom Magen in den Darm. Durch diesen Muskel muss also die Nahrung durch.

    Quergestreifte Muskeln lassen sich bewusst steuern (mit Ausnahme des Herzens.)

    Glatte Muskulatur kannst du nicht bewusst steuern.

    Die Beispiele für Hohl- und Ringmuskeln musst du noch der glatten oder der quergestreiften Muskulatur zuordnen.

    Lösung

    Ringmuskeln weisen einen zirkulären Faserverlauf auf.
    Hohlmuskeln umschließen einen Innenraum und sind innen hohl.

    Beispiele für Ringmuskeln sind:

    • der Augenringmuskel, der dem Schluss des Augenlids dient (quergestreifte Muskulatur),
    • der Magenpförtner (glatte Muskulatur),
    • und der äußere Aftermuskel (quergestreifte Muskulatur).
    Beispiele für Hohlmuskeln sind:
    • das Herz (quergestreifte Muskulatur),
    • der Darm (glatte Muskulatur),
    • und die Harnblase (glatte Muskulatur).

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