Mitteilungsblatt N. 1/ Mikroskopische Gesellschaft Wien Mikrofotografie Mikroskopie - Mikrochemie Mikrobiologie - Mikropaläontologie

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1 Mitteilungsblatt N. 1/ 2012 Mikroskopische Gesellschaft Wien Mikrofotografie Mikroskopie - Mikrochemie Mikrobiologie - Mikropaläontologie 1

2 Impressum: Eigentümer und Herausgeber: MGW - MIKROSKOPISCHE GESELLSCHAFT WIEN. Gegründet Homepage neu: Adresse: mikroskopie-wien@aon.at Bankverbindung: Bank Austria Creditanstalt, Bankleitzahl , Konto Nr IBAN: AT ; BIC: BKAUATWW. Derzeitiger Jahres- Mitgliedsbeitrag: 40,00. Arbeitsräume: A Wien, Marinelligasse 10a, Tür I rechts. Arbeits- oder Vortragsabende: Jeden Dienstag, ausgenommen die Schulferien, ab 19 Uhr 15. Gäste willkommen. Sekretariat und Schriftführer: Peter PAVLICEK. Zollernsperggasse 8/2/11, A Wien. Tel. Fax.: 0043-(0)1/ !! peter.pavlicek@aon.at Mobil Tel: Kontaktadresse: Prof. OStR Erich STEINER. Triestinggasse 35. A-1210 Wien, Tel./ FAX: 0043-(0)1/ erich.steiner@drei.at Redaktion, Texterfassung, Layout und Reinschrift: Peter PAVLICEK., Zollernsperggasse 8/2/11, A Wien. Tel.: 0043-(0)1/ peter.pavlicek@aon.at Mobil Tel: Druck u. Kopie: Kopierkeller - Fanta & Posch GesmbH & Co KG, 1090 Wien, Augasse 19. office@kopierkeller.at Erscheinungsweise: Dreimal jährlich Alle Rechte Vorbehalten, auch die der fotomechanischen Wiedergabe und der Speicherung in elektronischen Medien, auch von Auszügen, nur nach schriftlicher Genehmigung der M.G.W. Für den Inhalt der Artikel haften die Autoren. Präsidium und Ausschuss der M.G.W. : Präsident: Vizepräsident: Schriftführer: Stellvertreter: Kassier: Stellvertreter: Kontrolle: Prof. OStR Erich STEINER Peter PAVLICEK Peter PAVLICEK Herbert PALME Dipl.- Ing. Zeno ZOBL Dr. Steinböck Susanne Herbert FIDI Vinzenz ONDRAK 2

3 Inhaltsverzeichniss: Impressum.....Seite 2 Inhaltsverzeichnis..Seite 3 Arbeitsprogramm Jänner bis April Seite 4 Bekanntmachung bezüglich der neuen Veröffentlichungsart des Mitteilungsblattes.Seite 5 Ausschreibung der Jahreshauptversammlung mit der Tagesordnung.Seite 6 Bericht über das Treffen der Desmidiaceenfreunde Vom bis in Schladming.Seite 7 bis 10 Das Muskelgewebe Von Dr. Thomas Kann..Seite 11 bis 21 3

4 Titelbild: Das Titelbild zeigt die derzeitige Schloßherrin, mit einigen Teilnehmern des Treffens der Desmidiaceenfreunde 2011 vor dem Schloß Großsölk. MIKROSKOPISCHE GESELLSCHAFT WIEN Arbeitsprogramm Jänner bis März 2012 Alle Vorträge und Kurse finden in den Räumen der Gesellschaft in Wien 2, Marinelligasse 10a an D i e n s t a g e n statt und beginnen um 19 Uhr 15. GÄSTE SIND WILLKOMMEN! Kontaktadresse: Prof. OStR Erich Steiner. A-1210 Wien, Triestinggasse 35. Tel/Fax: 01/ Jänner: 10.: Vorweisungsabend! Die Mitglieder der Gesellschaft werden ersucht, Präparate zur Besprechung mit der Mikroskop-Videoeinreichtung mitzubringen! 17.: JAHRESHAUPTVERSAMMLUNG! 24.: Ing. Peter Bauer: Gesteinskunde (mit Beamer!) 31.: Mag. Walter Ruppert: Präparationsabend! (Botanik) Februar: 7.: SEMESTERFERIEN! Die Räume der Gesellschaft bleiben geschlossen! 14.: Herbert Cadek: Astronomische Filme 21.: Friedrich Wertl: Präparationsabend! (Botanik) 28.: Peter Recher: Das Leben im Wassertropfen (mit Beamer!) März: 6.: Prof. Mag. Alfred Ratz: Präparationsabend! (Botanik) 13.: Hans Günter Plescher, MSc: Mikroorganismen (mit Beamer!) 20.: Dr. Susanne Steinböck: Reisebericht Türkei, 3. Teil (mit Beamer!) 27.: Ing. Daniel Böswirth: Botanische Experimente (mit Beamer!) Vorschau für April 2012: 3.: OSTERFERIEN! Die Räume der Gesellschaft bleiben geschlossen! 10.: OSTERFERIEN! 17.: Univ.-Prof. Dr. Wilhelm Foissner (UNI Salzburg): Aus 1 wird 2 Die Ontogenese der Ciliaten (mit Beamer!) 24.: Hermann Hochmeier: Präparationsabend! (Diatomeen) Anmerkung: Die MGW bietet gegen Porto- und Versandspesenersatz Lebendmaterial von Euglena viridis an. Lieferzeit ca. 4 Wochen nach Bestellung. 4

5 Bekanntmachung!!! Erscheinungstermine der Mitteilungsblätter der Mikroskopischen Gesellschaft Wien. Aus Kostengründen wird das Mitteilungsblatt ab sofort in der neuen Homepage ( der Gesellschaft Veröffentlicht. Aus dieser können jene Mitglieder welche über einen Internetzugang verfügen und einen Code per zugesendet bekommen haben, dieses herunterladen und/oder ausdrucken. Mit dem hineinstellen, des Mitteilungsblattes in die Homepage, gilt dieses als zugestellt. Jene Mitglieder, welche über keinen Zugang zum Internet verfügen, bekommen das Mitteilungsblatt weiterhin per Post. Heft 1: Anfang November des Vorjahres. Inhalt: Einladung zur Jahreshauptversammlung, die Arbeitsprogramme (Jänner bis März des nächsten Jahres). Berichte zu den allfälligen Treffen und Geschehnissen, während des vergangenen Jahres. Ausschreibung zum nächsten Pfingsttreffen, und Diverses. Heft 2: Anfang März. Inhalt: Bericht zur Jahreshauptversammlung die Arbeitsprogramme (April bis Juni) und Diverses. Heft 3: Anfang September. Inhalt: Bericht zum letzten Pfingsttreffen, die Arbeitsprogramme (Oktober bis Dezember). In allen 3 Mitteilungsblättern werden die jeweils wichtigen organisatorischen Verlautbarungen, sowie die aktuellen Buchbesprechungen und Diverses veröffentlicht. 5

6 Ausschreibung der Jahreshauptversammlung 2011: Am um Uhr findet die nächstejahres- Hauptversammlung der Mikroskopischen Gesellschaft Wien statt. Tagesordnung: 1. Abstimmung über die Tagesordnung. 2. Tätigkeitsbericht des Präsidenten. 3. Bericht des Kassiers über die Jahresgebarung. 4. Genehmigung der Tätigkeitsberichte. 5. Erteilung der Entlastung des Präsidenten. 6. Erteilung der Entlastung des Kassiers über die Jahresgebarung. 7. Entlastung des Ausschusses. 8. Wahlvorschlag für das neue Präsidium. 9. Wahl des Präsidiums. 10. Bekanntgabe der neuen Ausschußmitglieder. 11. Wahl des Ausschusses. 12. Wahl des Schriftführers und des Kassiers und deren Stellvertreter durch den Ausschuß. 13. Abstimmung über den Vorschlag der Statutenänderungen. 14. Allfälliges. Durch die Teilnahme und Ihre Stimmabgabe zeigen Sie Ihr Interesse am Geschehen in, und das Wohlergehen der Gesellschaft. 6

7 Bericht über das Treffen der Desmidiaceenfreunde vom bis in Schladming. Von Peter Pavlicek Jedes 2. Jahr veranstaltet unser Mitglied Günter BEYER- MEKLENBURG ein Treffen der Desmidiaceenfreunde, welches wieder unter der bewährten und fachkundigen Leitung von Prof. Ruppert LENZENWEGER stattfand. Dieses sah uns wieder in Schladming in der schönen Steiermark, da uns hier eine sehr gute und preiswerte Unterkunft zur Verfügung steht. Dies ist das Jugend und Familien Gästehaus JUFA. Außerdem sind mit der Sommercard, welche jeder Gast bekommt, eine ganze Reihe von Seilbahnen und anderen Fremdenverkehrseinrichtungen, wie z.b. Mautstraßen, gratis zu benutzen. Das Quartier ist auch für den Besuch von interessanten Fundstellen ideal gelegen. So ist die Reiteralm, Abb. 1 Auf der Reiteralm der Bodensee das Tettermoor, sowie noch andere interessante Stellen, rasch erreichbar. Mit 13 Teilnehmern war die Gruppe auch nicht zu groß, so daß wir nirgends unangenehm aufgefallen sind. Am Montag nach der Anreise der Teilnehmer gab es eine kurze aber herzliche Begrüßung und ein gutes Abendmahl. Danach bauten die Teilnehmer ihre Mikroskope, in dem uns zur Verfügung gestellten Raum, auf. Am Dienstag fuhren wir zum Tettermoor und waren sehr enttäuscht da wir das Moor so trocken wie noch nie angetroffen haben. Als wir in das Moor gingen sahen wir gleich den Grund! Ein durch das Moor gezogener Graben entwässert dieses so daß selbst bei starkem Regen das Wasser sehr rasch abfließt. Immerhin reichte das Wasser im Graben sodaß, als ich ausrutschte und im Graben landete, meine Videokamera sich mit Wasser und Moorschlamm füllte und dadurch das Zeitliche segnete, Totalschaden. Leider ist dadurch meine Fotoausbeute zu gering ausgefallen. Danach fuhren wir zur weißen Wand und konnten dort gute Proben ziehen. Am Nachmittag wurde emsig mikroskopiert. 7

8 Abb. 2 Arthrodesmus armatum Am Mittwoch fuhren wir zum bekannten Buntmarmorbruch des Sölker Marmors, welchen wir besichtigten, und danach ging es zum Schloß Großsölk (siehe Titelblatt) wo wir nicht nur das Schloß sondern auch die Käseausstellung besuchten. Nach einem deftigen Mittagessen im Schloßhof fuhren wir zum geschichtsträchtigen Sölkpass um die Pflanzen des Bergherbstes zu sehen. Danach ging es zum Quartier zurück und nach der Jause noch zum Bodensee, wo wir weitere, sehr ergiebige Proben zogen. Der Donnerstag war zwar verregnet, aber wir hatten ja genug Material zum mikroskopieren. Der Freitag sah uns auf der Reiteralm wo wir beim Unteren Gasslsee, dessen Wasser fast gänzlich abgelassen war, Abb. 3 jedoch noch genügend Restpfützen hatte, 8

9 Abb. 4 um von diesen noch sehr artenreiche Proben mitnehmen zu können. Am Samstag teilte sich die Gruppe, einige Teilnehmer fuhren nochmals zum Bodensee, andere nochmals auf die Reiteralm. Etliche Teilnehmer verließen uns bereits am Samstagnachmittag, der Rest begab sich erst am Sonntag auf die Heimfahrt. Alles in allem war es wieder eine hervorragende Veranstaltung auf der alte Freundschaften gefestigt und neue geschlossen wurden. Ein herzliches Dankeschön und die Bitte um Fortführung dieser Veranstaltungen an unseren Günter BEYER- MEKLENBURG. Abb. 5 Euastrum ansatum Abb. 6 Staurodesmus convergens Abb. 7 Closterium striolatum Abb. 8 Micrasterias rotata 9

10 Abb. 9 Euastrum ampullaceum Abb. 10 Xanthidium armatum Abb. 11 Diatomeen Abb. 12 Schalenamöbe Abb. 13 Micrasterias rotata Abb. 14 Cosmarium margaritatum Abb. 15Staurastrum oligacanthum var.incisum Abb. 16 Euastrum humerosum Fotos von Mag. Peter Schulz, Vinzenz Ondrak und Peter Pavlicek. P.P. 10

11 Muskelgewebe Hintergrundinformation zu den Präparationsabenden der MGW im April und Oktober 2011 von Dr. Thomas Kann Einleitung: Es wurden im Rahmen der histologischen Präparationsabende folgende Dauerpräparate angefertigt: Präp.1: Querschnitt durch die Zunge des Meerschweinchens Präp.2: Querschnitt durch Herzmuskel vom Schwein Präp.3: Querschnitt durch Papillarmuskel vom Schweineherz Präp.4: Querschnitt durch Speiseröhre vom Schwein Präp.5: Längsschnitt durch Dünndarm vom Schwein Die Fixierung der Gewebe erfolgte in Formalin, die Einbettung in Paraplast; geschnitten wurde am Reichert Rotationsmikrotom mit Schnittdicke 5-10μm. Gefärbt wurde mit Pseudo-AZAN Färbung nach folgendem Rezept: 1) Xylol zum Entparaffinieren 2) Absteigende Akloholreihe bis Aqua dest. 3) Kernechtrubin als Kernfärbung: ca 10 Min. 4) Kurz spülen mit Aqua dest. 5) Entfärben & Beizen des Bindegewebes mit 5% Phosphorwolframsäure: ca. 10 Min 6) Kurz spülen mit Aqua dest. 7) Azan Lösung: (Orange G (feindisperse Zytoplasmafärbung) + grobdisperses Anilinblau) für ca. 3 Min. 8) Kurz spülen mit Aqua dest. 9) Differenzieren in 70 % Alk. und 96% Alk. 10) Terpineol 11) Eindecken in Malinol Interpretation der AZAN Färbung: Zellkerne: rot Erythrocyten: rot-orange Muskelzellen: rot-violett kollagenes + retikuläres Bindegewebe: blau Schleim: blau Muskelgewebe besteht aus den eigentlichen Muskelzellen mit ihren Fähigkeit zur Kontraktion durch Myofibrillen sowie aus Bindegewebszellen, Blutgefäßen und Nerven. Grundsätzlich lassen sich je nach Morphologie und Funktion 3 Typen unterscheiden: Skelettmuskulatur, Herzmuskulatur und glattes Muskelgewebe. Skelett- und Herzmuskulatur werden auch als quergestreifte Muskulatur zusammengefasst. Historischer Exkurs zur quergestreiften Muskulatur: Die Erforschung des Muskelgewebes reicht bis in die Anfänge der Mikroskopie zurück. Bereits 1695 beschreibt A. Leeuwenhoek in seinen Arcana naturae detecta (Die enthüllten Geheimnisse der Natur) Herzmuskulatur (s. Abb.1).und erkennt richtig die Vernetzung der Herzmuskelfasern. In seinen Briefen an die Royal Society in London beschreibt er1712 und 1714 mehrmals Skelettmuskulatur von Wal, Kuh und Honigbiene (Abb.2). Auch die Querstreifung von Skelettmuskelfasern wird erstmals von ihm beschrieben. 11

12 Abb.1: Herzmuskulatur aus A. Leeuwnhoek: Arcana naturae detecta Abb.2: Muskulatur der Kuh aus: Brief XI an die Royal Society in London 21. August, 1714 Laut A. Koelliker gelang Schwann 1839 die Erstbeschreibung der die Muskelfaser umgebenden Hülle (Sarcolemm), welche nach heutigen Erkenntnis die Summe aus Zellmembran, Basallamina und Bindegewebsstrumpf ist wird das Sarcolemm von Bowman nochmals detailierter beschrieben (On the minute structure and movement of of voluntary muscle; Phil Tr. 1840, 130, 457). Das Phänomen der polarisationsmikroskopischen Doppelbrechung der lichtmikroskopisch dunkeln Querstreifen soll lt. H. Frey (Histologie und Histochemie des Menschen, Leipzig 1859, 173;) von Ernst Wilhelm v. Brücke 12

13 1858 entdeckt worden sein ( Untersuchungen über den Bau der Muskelfasern mit Hülfe des polarisirten Lichtes, Denkschr. K. Akad. Wiss. Wien; Band 15, 1858, S ; Abb.3). Abb.3: 1. Polarisationsmikroskopische Darstellung der quergestreiften Skelettmuskelfaser von E. Brücke aus Denkschr. K. Akad. Wiss. Wien; Band 15, 1858, S Die Entdeckung des Z Streifens im nicht doppelbrechenden Querstreifen wird 1858 Amici (Über die Muskelfaser in Virch. A. 16; 1859, S. 414) und 1868 W. Krause (Über den Bau der quergestreiften Muskelfaser; I. Z. rat. Med.33; 1868, S: ) zugeschrieben (lt. J. Schaffer: Lehrbuch der Histologie und Histogenese; 3. Aufl.; Berlin-Wien 1933; S. 190) extrahiert W. Kühne mit Myosin erstmals eine Eiweißsubstanz aus Muskulatur entdeckt V. Hensen im lichtmikroskopisch dunklen aber doppelbrechenden Querstreifen einen weiteren, schmalen, schwächer lichtbrechenden Streifen (Nachträgliche Bemerkungen über die Struktur der quergestreiften Muskelfaser; Arn. Physiol. Inst. Kiel, 1869). A. Rollet führte 1884 mit seiner Arbeit Untersuchungen über den Bau der quergestreiften Muskelfasern, I. Theil die Buchstabenabkürzungen für die unterschiedlichen Querstreifen ein, welche in modifizierter Form noch heute gültig ist erkennt Cohnheim dass die Myofibrillen innerhalb der Muskelfaser zu Bündeln zusammengefasst werden ( Über den feineren Bau der quergestreiften Muskelfaser ; Vir.Archiv Bd.XXXIV, S. 606; 1865), eine Tatsache die A. Koelliker 1866 nochmals bestätigt (Über die Cohnheim`schen Felder der Muskelquerschnitte, Zeitsch. F. Wiss.Zool. Bd.XVI, 1866) und bis heute als Cohnheim`sche Felderung in der Muskelhistologie geläufig ist. Wann erstmals Veränderungen der Querstreifung bei Kontraktion entdeckt wurden, ist wahrscheinlich nicht sicher festzulegen: Beobachtungen quergestreifter Muskulatur unter elektrischer Spannung finden sich z.b: in A. von Koelliker: Handbuch der Gewebelehre des Menschen 1854( Abb. 4). Abb: 4: Aus: A. v. Koelliker: Handbuch der Gewebelehre des Menschen, Leipzig 1854 Tiefere Erkenntnis über die Histophysiologie der Skelettmuskelkontraktion erbrachte erst das 20. Jh: 1931 entdeckt Lohmann das ATP; 1939 weisen Engelhardt & Liubimova die ATPase Aktivität des Myosins nach. 13

14 1942 entdeckt F.B. Straub das Myofilament Aktin und 1946 K. Bailey das Tropomyosin weisen Hanson & H. Huxley und ebenfalls Hasselbach 1953 Myosin im A Streifen und Aktin im A und I-Streifen nach zeigen Hanson & H. Huxley und A.F. Huxley & Niedergerke 1954, dass die Muskelkontraktion mit Verkürzung des I Streifens einhergeht, sich aber Myosinfilamente nicht verkürzen (A Bande bleibt unverändert bei Kontraktion und Relaxation); Huxley gilt als Begründer der Gleitfilamenttheorie. Histologie der quergestreiften Skelettmuskulatur: Grobe Architektur: Zelluläres Basiselement der quergestreiften Skelettmuskulatur ist die Muskelfaser. Sie wird von einem feinem, lockeren retikulären Bindegewebsstrumpf, dem kapillarreichen Endomysium umgeben. Gruppen von Muskelfasern werden von einer weiteren Bindegewebshülle, dem derberen, kollagenen Perimysium zusammengefasst. Schließlich umhüllt den gesamten Muskel als Funktionseinheit das Epimysium (Abb.5). Skelettmuskelfasern bauen die Muskel des Bewegungsapparates auf, kommen aber auch in der Speiseröhrenwand, Zunge, Rachen und im Zwerchfell vor. Abb.5: Aus: Junqueira, Carneiro: Histologie; übersetzt von T.H. Schiebler; 4. Auflage; Springer Feinarchitektur der quergestreiften Skelettmuskelfaser: Quergestreifte Skelettmuskelfasern sind ca μm dick und können bis zu 50cm lang sein, entsprechend der Länge des Muskels. Sie entstehen aus einzelligen Myoblasten, die während der Embryonalentwicklung miteinander verschmelzen. Pro cm Faserlänge findet man ca Zellkerne, die am Rande direkt unter der Zellmembran (Sarcolemm) liegen. Die länglichen ca μm langen Zellkerne beinhalten lockeres Chromatin und einige Nukleoli (Abb.6) Die eigentlich lichtmikroskopisch kontraktiblen Elemente sind die Myofibrillen. Sie sind ca. 0,5-1 μm dick und durchziehen die Muskelfaser auf ihrer gesamten Länge. Meist sind sie innerhalb der Muskelfaser zu kleinen Gruppen vereinigt, was am Querschnitt als Cohnheim`sche Felderung bezeichnet wird (Abb.7). 14

15 Abb. 6: aus O. Bucher, H. Wartenberg: Cytologie, Histologie und mikroskopische Anatomie des Menschen Verlag Hans Huber; 11 Auflage; 1992 Abb.7: :Anordnung der Myofibrillen zu Cohnheim`schen Feldern: aus O. Bucher, H. Wartenberg: Cytologie, Histologie und mikroskopische Anatomie des Menschen Verlag Hans Huber; 11 Auflage; 1992 Feinbau der Myofibrille Querstreifung der Muskelfaser (Abb.8-10): Myobibrillen sind 0,5-1μm dicke Fäden und durchziehen die Muskelfaser unverzweigt in ihrer ganzen Länge. Lichtmikroskopisch lassen sich bereits im ungefärbten Zupfpräparat helle und dunkle Querstreifen unterscheiden. Da die dunklen Streifen in polarisierten Licht doppelbrechend aufleuchten werden sie als A (aniotrop) Streifen bezeichnet. Die hellen Streifen werden als I (isotrope = einfachlichtbrechende ) Streifen bezeichnet. Sie beinhalten den feineren, dunkleren Z-Streifen. Innerhalb des A-Streifens findet man den helleren H-Streifen (Hensen Streifen). Auf der Molekülebene kommt die Querstreifung durch die regelmäßige Anordnung der Myofilamente zustande (Abb. 9): Dünne Aktinfilamente im I-Streife, zusätzlich dicke Myosinfilamente im A-Streifen. Im H-Streifen kommen nur Mysoin- aber keine Aktinfilamente vor. Der Z- Streifen wird durch Vernetzung von α-aktinin und Desminfilamenten hervorgerufen und dient der Verankerung der Aktinfilamente. Als Sarkomer bezeichnet man den Abstand zwischen zwei Z Streifen. Je nach Kontraktionszustand beträgt ein Sarkomer 1,5 bis 2,2 μm. 15

16 I A Z H Abb. 8: Schema der lichtmikroskopischen Querstreifung einer Muskelfibrille: Breite des A Streifens konstant bei 1,6 μm; Breite des I Streifens verkleinert sich bei Kontraktion. Breite des Z Streifens 0,05 μm. Abb.9: Myofilamentanordnung aus S. Silbernagl; A. Despopulos: Taschenatlas der Physiologie;; 4. Aufl.; Thieme 1991; S. 35 Abb.10: Skelettmuskelfasern aus der Speiseröhre des Schweins; 1000x Azan Färbung: dunkle A und helle I Streifen; innerhalb des I Streifens feiner dunklerer Z Streifen; H-Streifen kaum erkennbar 16

17 Einblick in die Histophysiologie der Skelettmuskulatur: Gleitfilamettheorie (Abb.11): Die Kontraktion kann vereinfacht in 3 Phasen untergliedert werden: 1. Nervenimpulse bewirken Acetylcholinfreisetzung an der motorischen Endplatte 2. Freisetzung von Ca++ aus dem glatten endoplasmatischen Retikulum in die Myofibrillen 3. Ca ++gesteuerte Ruderbewegungen der Myosinköpfchen Ad 1: willkürliche Nervenimpulse gelangen von den motorischen Vorderhornzellen des Rückenmarks zu den Synapsen an der motor. Endplatte jeder einzelnen Muskelfaser. Dort bewirkt der elektrische Impuls die Freisetzung des Neurotransmitters Acetylcholin, welcher an der Muskelfaser für kurze Zeit an Acetylcholinrezeptoren bindet. Letztere sind transmitterabhängige Ionenkanäle, die zur Depolarisation führen und somit zur Ca ++ Freisetzung aus dem glatten endoplasmatischen Retikulum. Ad 2: Das aus dem glatten endoplasmatischen Retikulum freigesetzte Ca ++ bindet am Troponin und gibt so die Anheftungsstelle des Myosinköpfchens für Aktin frei. Außerdem bewirkt es eine Phosphorilierung des Myosinköpfchens und ermöglicht so die Bindung von Myosin an Aktin unter Hydrolysierung von ATP zu ADP (= ATPase Aktivität des Myosinköpfchens) Ad 3:Erst nach der Bindung von Myosin an Aktin kommt es zum Abknicken der Myosinköpfchen um ca was einem Aneinandergleiten von Aktin- und Myosinfilamenten von 4nm pro Zyklus entspricht. Es bewegen sich so die Aktifilamente zwischen den Myosinfilamenten aufeinander zu, wobei sich die Sarkomere von 2,2 auf ca. 1,5 μm verkürzen und sich I- und H- Streifen verschmälern (Abb. 11). Die Länge der Aktin- und Myosinfilamente bleibt dabei unverändert. Die für die eigentliche Kontraktion (Bindung von Myosin an Aktin und Abknickung der Myosinköpfchen) und Erschlaffung (Loslösung des Aktin von Myosin) benötigte Energie wird von den reichlich vorhandenen Mitochondrien in Form von ATP bereitgestellt. Abb.11: Kontraktion der quergestreiften Muskulatur aus Lüllmann-Rauch; Taschenlehrbuch Histologie; Thieme Quergestreifte Herzmuskulatur (Myocard; Abb ): Im Gegensatz zu Skelettmuskelfasern sind die Herzmuskelfasern (Kardiomyozyten) dreidimensional verzweigt und weisen meist nur einen einzigen Zellkern auf (Abb. 12). Herzmuskelfasern sind ca μm lang und ca μm breit; Ihre doppelbrechenden Zellgrenzen sind als sogenannte Glanzstreifen (Disci intercalares) gut erkennbar. Die Myofibrillen durchziehen die Herzmuskelfaser längs, wobei ein kleines Areal um den Zellkern 17

18 ausgespart wird (Abb. 13). Die Querstreifung der Herzmuskelfasern entspricht in ihrem Aufbau und Funktion derjenigen der Skelettmukulatur. Abb. 12: Schwarzacher/Schnedl/Pavelka: Lehrbuch der Zytologie,Histologie & Mikroanatomie des Menschen: 5. Aufl., Facultas, 1995 Abb. 13: Aus:O. Bucher, H. Wartenberg: Cytologie, Histologie und mikroskopische Anatomie des Menschen Verlag Hans Huber; 11 Auflage; 1992 Einblick in die Histophysiologie der Herzmuskelzellen: Alle Herzmuskelzellen können sich prinzipiell selbständig kontrahieren (= Arbeitsmuskulatur). Die elektrische Erregung wird dabei über die Glanzstreifen mittels Nexus (= Gap junctions) weitergeleitet. Der Ablauf der Kontraktion vollzieht sich auf der Molekülebene analog zur Skelettmuskulatur ebenfalls in 3 Phasen (s.o.). Unter normalen Bedingungen synchronisiert ein spezialisiertes Muskelfaserareal im rechten Vorhof, der sogennannte Sinusknoten die elektrische Erregung mit einer Frequenz von Schlägen /min in Ruhe. Die elektrische Erregung wird vom Sinusknoten über das sogenannte Reizleitungssystem (Atrioventrikularkonten, His-Bündel, Tawara Schenkel; Purkinje Fasern) von der Herzbasis zur Herzspitze geleitet und ermöglicht so eine physiologisch wirkungsvolle Kontraktion der Herzkammern. 18

19 Glatte Muskulatur: Glatte Muskulatur begegnet uns vor allem in den Wänden von Hohlorganen, in Gefäßwänden, Drüsenausführungsgängen sowie in der Haut. Die einzelnen spindelförmigen Muskelzellen sind ca μm lang und weisen einen Durchmesser von 4-10 μm auf. Sie besitzen einen mittig gelegenen Zellkern, der bei Kontraktion korkenzieherartig gefaltet, bei Entspannung länglich ist (Abb.14). Im Gegensatz zur quergestreiften Muskulatur liegen die Aktin-und Myosinfilamente nicht streng parallel sondern laufen kreuz und quer in kleinen Bündel durch die Zelle und sind lichtmikroskopisch kaum sichtbar (Abb.15). Abb. 14: Aus: O. Bucher, H. Wartenberg: Cytologie, Histologie und mikroskopische Anatomie des Menschen Verlag Hans Huber; 11 Auflage; 1992 Einblick in die Histophysiologie: Transmitterrezeptoren finden sich bei glatten Muskelzellen im Gegensatz zur quergestreiften Muskulatur auf der ganzen Zelloberfläche verstreut. Zusätzlich können glatte Muskelzellen auch an den Zellgrenzen über Nexus in elektrischer Verbindung zueinander stehen. In Hohlorganwänden stehen so bis zu mehr als 100 Muskelzellen elektrisch in Verbindung und können so grobe Kontraktionen z.b. im Rahmen der Peristaltik erzeugen (= visceraler oder single unit Typ der glatten Muskulatur). In den feinen Iris und Ziliarmuskeln des Auges fehlen Nexus oder verbinden wesentlich weniger Muskelzellen miteinander, sodass hier Einzelkontraktionen zur fein abgestuften Bewegungen führen (multi unit Typ der glatten Muskulatur). Neben der Innervation durch Nerven des vegetativen Nervensystems (Sympathicus und Parasympathicus) sind glatte Muskelzellen auch zur selbständigen Kontraktion befähigt ( = Grundtonus). Auch in der glatten Muskelzelle wird die Kontraktion über ein Einströmen von Ca++ Ionen ausgelöst. Die Aktin-Mysoin Interaktion ist auch hier Basis der Kontraktion, verläuft aber im Gegensatz zur quergestreiften Muskulatur in modifizierter Form (z.b. kein Toponin vorhanden). Abb.15: Sobotta-Welsch: Lehrbuch der Histologie; 2. Auflage; Urban & Fischer; 2006; S

20 Literatur: L.C. Junqueira; J. Carneiro Histologie: Zytologie, Histologie und mikroskopische Anatomie des Menschen:; übersetzt von Th. Schiebler; 4. Auflage; Springer; 1996 Schwarzacher, Schnedl, Pavelka Histologie:; 5. Auflage; Facultas, 1995 O. Bucher, H. Wartenberg: Cytologie, Histologie und mikroskopische Anatomie des Menschen Verlag Hans Huber; 11 Auflage; 1992 V. Patzelt: Histologie; 2. Auflage; 1946 Sobotta-Welsch: Lehrbuch der Histologie; 2. Auflage; Urban & Fischer; 2006 S. Silbernagl; A. Despopoulos: Taschenatlas der Physiologie; 4. Auflage; Thieme 1991 A. Stevens, J. Lowe: Histologie; übersetzt von K. Tiedemann; VCH Verlag 1992; Farbabbildungen: Abb: 16: Zungenmuskulatur (Meerschweinchen) längs + quer: 100x; Azan Färbung Abb. 17: Zungenmuskulatur quer (Meerschweinchen): 1000x; Azan Abb.18: Zungenmuskulatur längs (Meerschweinchen): 1000x; Azan Abb.19: Myocard (Muskelzellen quer angeschnitten); 400x; Kresylechtviolett - Eosin Abb.20: Herzmuskelzellen: 1000x, längs; Kresylechtviolett Eosin; 1-2 Zellkerne pro Zelle Abb. 21: Herzmuskelzellen: 1000x, quer, Kresylechtviolett Abb.22: Ösophagus: Azan; 1000x;Lamina propria mucosae mit glatter Muskulatur: längs Abb. 23: Ösophagus: Azan; 1000x;Lamina propria mucosae mit glatter Muskulatur: quer Abb.16 Abb.17 Abb.18 Abb.19 20

21 Abb.20 Abb. 21: Abb. 22 Abb.23 21