Muskelfaser

Unter einer Muskelfaser (auch: Muskelfaserzelle, Myozyt) versteht man die kleinste Einheit eines Skelettmuskels; die Muskelzellen der glatten Muskulatur und des Herzmuskels weisen zwar gewisse Ähnlichkeiten zu den Muskelfasern auf, werden allerdings nicht so bezeichnet.

Eine Muskelfaser ist ein sogenanntes Synzytium. Das bedeutet, dass es sich hierbei nicht einfach um eine Einzelzelle handelt. Mehrere Myoblasten haben sich geteilt und sind gewachsen, um so eine Muskelfaser zu bilden, die deswegen eine Vielzahl von Zellkernen besitzt, die sich gewöhnlicherweise an der Außenseite der Zelle entlang des Sarkolemms befinden, bis zu 40 Zellkerne pro Millimeter sind keine Seltenheit. Eine Muskelfaserzelle ist für gewöhnlich spindelförmig, 1 mm bis 15 cm lang und beträgt 10 bis 200 µm im Durchmesser.

Der wichtigste Bestandteil einer Muskelfaser sind die Myofibrillen, die dafür sorgen, dass ein Muskel sich zusammenziehen (kontrahieren) kann.
Eine Myofibrille setzt sich zusammen aus mehreren längs hintereinandergeschalteten Sarkomeren. Diese stellen die kleinste kontraktile Einheit dar. Sie bestehen vor allem aus den Proteinen Aktin und Myosin, die sehr regelmäßig angeordnet sind, weshalb es zu einer im polarisierten Licht sichtbaren Querstreifung kommt – daher der Name quergestreifte Muskulatur, der für die Skelettmuskulatur auch häufig gebraucht wird.
Darüber hinaus kommen in einer Muskelfaserzelle noch Zellorganellen wie in anderen Körperzellen auch vor.
Das Sarkolemm, das einer Plasmamembran entspricht, umgibt die Muskelfasern von außen.
Es weist mehrere Einstülpungen auf, die man als T-System (transversales System, T-Tubuli) bezeichnet.
Senkrecht dazu verläuft das L-System (longitudinales System, L-Tubuli, sarkoplasmatisches Retikulum), das dem Endoplasmatischen Retikulum gleicht. Es dient als Speicher für Calciumionen und erfüllt somit eine sehr wichtige Aufgabe im Rahmen einer Muskelkontraktion.
Die ebenfalls enthaltenen, zwischen den Myofibrillen liegenden Mitochondrien sind für die Energieversorgung der Muskelfasern zuständig.

Zwischen den einzelnen Myofibrillen befindet sich außerdem eine bindegewebige Struktur, die Endomysium genannt wird.
Mehrere Myofibrillen lagern sich zusammen und bilden ein von Perimysium internum umschlossenes Primärbündel. Den Zusammenschluss von mehreren Primärbündeln bezeichnet man als Sekundärbündel, welches vom Perimysium externum umgeben wird. Um die Sekundärbündel herum befindet sich schließlich das Epimysium, das in die Muskelfaszie übergeht.
Dieses Netzwerk an Bindegewebe ist dazu da, um die Muskelfasern reißfest zu machen und somit gegen Krafteinwirkungen von außen zu schützen.

Insgesamt besteht eine Muskelfaser zu etwa drei Vierteln aus Wasser, zu 20% aus Proteinen (wobei die Hälfte hiervon von den kontraktilen Proteinen Aktin und Myosin gestellt wird) und zu 5% aus Ionen, Fetten, Glykogen (ein Energiespeicher) und stickstoffhaltigen Substanzen.

Anhand ihrer Funktion werden zwei verschiedene Arten von Muskelfasern unterschieden.
Es gibt zum einen die phasischen, schnell zuckenden Muskelfasern (FT-Fasern) und zum anderen die tonischen, langsam zuckenden Muskelfasern (ST-Fasern).

Die langsam zuckenden Muskelfasern werden auch rote oder Typ 1-Fasern genannt. Ihre Rotfärbung kommt daher, dass sie eine hohe Konzentration an Myoglobin besitzen, das einen Sauerstoffspeicher darstellt. Durch den großen Sauerstoffgehalt können diese Fasern über eine lange Zeit hinweg eine begrenzte Kraft aufbringen, sie ermüden zwar nur sehr langsam, sind aber eben nicht zu Hochleistungen fähig. Solche Muskelfaserzellen findet man unter anderem im Zwerchfell oder den Augenmuskeln, also Muskeln, die zwar relativ dauerhaft aktiv sind, aber normalerweise keine große Leistung erbringen müssen.

Die schnell zuckenden Muskelfasern (Typ 2- oder weiße Fasern) hingegen enthalten weniger Myoglobin, haben dafür aber ein stärker ausgeprägtes sarkoplasmatisches Retikulum. Dadurch ist es möglich, sehr schnell sehr viele Calciumionen freizusetzen und auch wieder aufzunehmen, wodurch schnell eine Hochleistung erbracht werden kann. Dafür verbrauchen diese Fasern allerdings auch mehr Energie und ermüden schneller als die langsam zuckenden Fasern. Diese Art der Muskelfasern findet man vor allem in Muskeln, die auf schnelle, kurz dauernde Aktivitäten ausgerichtet sind, so besitzen Sprinter zum Beispiel aller Regel nach einen hohen Anteil weißer Muskelfaserzellen.

Wenn eine Muskelfaser plötzlich einer sehr starken Dehnung unterliegt und das Bindegewebe nicht mehr stark genug ist, um diese abzufangen, so kann es zu einem Muskelfaserriss kommen. Diese Verletzung ist ein sehr schmerzhaftes Ereignis und wird von Betroffenen häufig als ein Gefühl wie bei einem Messerstich beschrieben. Im Regelfall ist der Riss als Eindellung tastbar und geht mit einem Bluterguss einher.
Besonders oft kommt es zu Muskelfaserrissen an der Wadenmuskulatur, da diese besonders hohen Belastungen, vor allem den gefährlichen Abbremsbewegungen, ausgesetzt ist.
Die Versorgung eines Muskelfaserrisses unterliegt dem PECH-Prinzip:
P wie Pause, E wie Eis, C wie Compression (Kompression) und H wie Hochlagern. Wenn diese Therapie frühzeitig erfolgt, heilt ein Muskelfaserriss im Normalfall innerhalb weniger Tage von alleine ohne weitere Komplikationen und Folgen ab.