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Mikroskopische Untersuchungen zeigen eine klare Unterscheidung der Muskelzellen in quer gestreifte Muskelfasern, glatte Muskelzellen und Herzmuskelzellen.
Die Querstreifung der quer gestreiften Muskelfasern, welche zur Skelettmuskulatur – oder auch bewusste bzw. willkürliche Muskulatur genannt – gehören, ergibt sich aus der horizontal gleichen Anordnung von kontraktilen Elementen, die entweder einfach lichtbrechende oder doppelt lichtbrechende Eigenschaften besitzen. Quer gestreifte Muskelfasern haben mehrere Zellkerne, da viele Zellen miteinander verschmolzen sind. Sie sind in der Lage, gesteuert durch das Bewusstsein für kurze Zeit sehr starke Kräfte zu entwickeln.
Glatte Muskelzellen bieten im Mikroskop ein einheitliches Bild. Es sind spindelförmige Zellen mit je einem Zellkern. Glatte Muskulatur kommt vor allem in Eingeweiden vor. Sie muss ständig in Bewegung sein, um beispielsweise den Nahrungsbrei in den Därmen weiterzutransportieren, braucht aber dafür nicht allzu kräftig zu sein. Sie wird auch unbewusste oder unwillkürliche Muskulatur genannt, da sie keiner direkten Steuerung durch das Bewusstsein unterliegt. Die Herzmuskelzellen weisen zwar eine Querstreifung auf, haben aber andere Besonderheiten, die eine Unterscheidung zur quer gestreiften Muskelfaser zulassen. Die quer gestreifte Muskulatur des Herzens ermöglicht eine kraftvolle Pumpbewegung, um das Blut ständig durch den Körper zu transportieren.
Die Unterschiede im Feinbau der jeweiligen Zellarten ergeben sich aus ihren unterschiedlichen Funktionen und Wirkungsorten.