Was ist das Sarkolemma?
Das Sarkolemma, auch Myolemma genannt, ist die Zellmembran einer Muskelzelle. Die Zellen aller Muskeltypen im menschlichen Körper - Skelett-, Herz- und Glattmuskel - weisen alle Sarkolemmata auf. Die Zellmembran oder Plasmamembran ist eine wichtige Struktur aller Zellen. Es besteht aus Lipiden, Proteinen und Kohlenhydraten und dient dazu, das Innere der Zelle von der äußeren Umgebung zu trennen und Substanzen selektiv in die Zelle und aus der Zelle zu lassen. Das Sarkolemma ist eine spezielle Art von Zellmembran, die auf die besonderen Bedürfnisse von Muskelzellen zugeschnitten ist.
Das Sarkolemma unterscheidet sich von anderen Zellmembranen durch zwei Schichten. Die Schicht, die der Innenseite der Zelle am nächsten liegt, ist dieselbe wie bei anderen Zellmembranen, während die äußere Schicht aus Polysacchariden mit dünnen Kollagenfasern besteht. In der Skelettmuskulatur verschmilzt die äußere Schicht des Sarkolemmas am Ende jeder Muskelfaser mit Sehnenfasern, wodurch die Muskeln über die Sehne am Skelett befestigt werden.
Zusätzlich zu den Funktionen des Schutzes und der selektiven Permeabilität, die allen Zellmembranen gemeinsam sind, dient das Sarkolemma auch dazu, Stimuli aufzunehmen und zu leiten, die für die Muskelkontraktion wesentlich sind. In Skelett- und Herzmuskeln bildet das Sarkolemma tief in der Muskelzelle Tubuli, sogenannte Transversal-Tubuli oder T-Tubuli, die es ermöglichen, dass chemische Polaritätsänderungen schnell in das Innere der Zelle eindringen. Diese Polaritätsänderungen, die als Aktionspotential bezeichnet werden, treiben Muskelkontraktionen an.
Bei einigen Formen der erblichen Muskelkrankheit, der Muskeldystrophie und der fortschreitenden Muskelschwäche wird dies durch ein nicht ordnungsgemäß funktionierendes Sarkolemma verursacht. Bei bestimmten Formen der Krankheit fehlt dem Patienten das Protein Dystrophin, das in sehr geringen Mengen im Skelettmuskelgewebe gesunder Personen vorhanden ist. Dieser Mangel führt dazu, dass sich die Zellmembran vom Zytoskelett löst, der intrazellulären Struktur, die die Form der Zelle beibehält. Infolgedessen öffnen sich während der Muskelkontraktion zu viele Kalziumkanäle im Sarkolemma, wodurch überschüssige Kalziumionen die Zelle überfluten. Der Überschuss an Calciumionen aktiviert das Enzym Calpain, das Proteine verdaut und den Muskel schwächt.