Mechanical explanation of muscle fiber slack-length - van der Linden, B. J. J. J.; Koopman, H. F. J. M. (XVIth ISB Tokyo Congress, August 25 - 29, 1997. Book of Abstracts, 1997)
Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, daß die aktive Muskelfaserlänge im unbelasteten Zustand von den Anforderungen abhängt, das Muskelvolumen aufrecht zu erhalten. Das kann mit den passiven Muskeleigenschaften, die senkrecht zur Faserrichtung wirken, erklärt werden. Es sind aktive Kräfte erforderlich, die in Faserrichtung generiert werden, um das passive Gewebe in Richtung senkrecht zur Faser zu verformen. Experimentelle Untersuchungen von Brenner und Yu (1991) haben gezeigt, daß es in Ca2+ aktivierten hätigen Fasern Radialkräfte gibt. Die Autoren sind der Auffassung, daß ansetzende Querbrücken eine radiale Elastizitätskomponente besitzen, die zu Radialkräften führt, die wiederum proportional der Steifigkeit sind. Ihre Untersuchung zeigte ebenfalls, daß es keine lineare Kopplung zwischen den aktiven achsialen und radialen Kräfte gab. Das führt zur Annahme, daß es neben den Querbrücken weitere Strukturen gibt, die einen Beitrag zu den Radialkräften leisten. Strumpf et al. (1993) haben an einem Kaninchendiaphragma gezeigt, daß senkrecht zu Faser (x-Faer) existierende Steifigkeit in hohem Maße nicht-linear ist und mit zunehmender Streckung noch steifer wird. Unter passiven Konditionen ist duie x-Faser-Steifigkeit signifkant höher als in Faserrichtung. Bei zerstörung dr Muskelmembran nahm die x-Faser-Steifigkeit dramatisch ab. Das führt zur Ahnnahme, daß die Membranen die größte passive Last der x-Faser-Steifigkeit tragen. Die abschließende Schlußfolgerung lautet, daß die aktive Muskelfaserlänge in unbelastetem Zustand ein Punkt ist, an dem es ein Gleichgewicht zwischen den internen Kräften einer Faser gibt. Dieser Mechanismus kann auch die Beobachtung erklären, daß bei submaximal stimulierten Fasern sich die Muskelfaser im unbelasteten Zustand zu einer größeren Länge verändert (Roszek et al., 1994). Die Konsequenz dieses Mechanismus lautet, daß in einem aktiven unbelasteten Zustand der Muskelfaserlänge eine aktive Kraft durch die Querbrücken generiert wird und dadurch die Faser an dem Punkt keine Energie verbraucht, an dem keine externe Kraft wirkt.