115-1 生理學考古題詳解

Question

【115-1 醫學(一) 第55題】下列關於骨骼肌和平滑肌收縮的敘述，何者最為適當？

Accepted Answer

[破題關鍵]
骨骼肌和平滑肌的鈣離子啟動收縮機制不同，骨骼肌是「肌鈣蛋白」，平滑肌是「攜鈣素」。

[選項拆解]
- A：錯在平滑肌中，鈣離子不是直接與肌凝蛋白結合，而是透過攜鈣素和肌凝蛋白輕鏈激酶來啟動收縮。
- B：錯在骨骼肌中，鈣離子與細絲 (thin filaments) 上的肌鈣蛋白結合。平滑肌中，鈣離子與攜鈣素結合，攜鈣素是細胞質中的調節蛋白，而非粗肌絲 (thick filaments) 上的調節蛋白。
- C：錯在骨骼肌中，鈣離子與肌鈣蛋白結合。平滑肌中，鈣離子與攜鈣素結合，活化肌凝蛋白輕鏈激酶，而不是直接與肌凝蛋白輕鏈激酶結合。且平滑肌的肌鈣蛋白原 (tropomyosin) 作用機制與骨骼肌不同。
- D：正確。骨骼肌中鈣離子與肌鈣蛋白結合，平滑肌中鈣離子與攜鈣素結合，這是兩者收縮啟動機制的關鍵區別。
[核心知識]
- 骨骼肌 (skeletal muscle) 的收縮機制：
    - 鈣離子 (Ca2+) 從肌漿網 (sarcoplasmic reticulum) 釋放後，主要與肌鈣蛋白 (troponin) 結合。
    - 肌鈣蛋白結合鈣離子後，會改變構型，使肌鈣蛋白原 (tropomyosin) 移開，暴露出肌動蛋白 (actin) 上的肌凝蛋白結合位點。
    - 肌凝蛋白頭部 (myosin head) 才能與肌動蛋白結合，啟動橫橋循環，導致肌肉收縮。
- 平滑肌 (smooth muscle) 的收縮機制：
    - 鈣離子主要從細胞外進入或從肌漿網釋放。
    - 鈣離子會與攜鈣素 (calmodulin) 結合，形成鈣-攜鈣素複合物。
    - 這個複合物會活化肌凝蛋白輕鏈激酶 (myosin light-chain kinase, MLCK)。
    - MLCK 會磷酸化肌凝蛋白輕鏈 (myosin light chain)，使其能夠與肌動蛋白結合，啟動收縮。

Answer

A. 在骨骼肌中，鈣離子主要經由與旋轉素（troponin）結合啟動收縮；而在平滑肌中，鈣離子主要直接與肌凝蛋白（myosin）結合來啟動收縮

Answer

B. 在骨骼肌中，鈣離子主要與細絲（thin filaments）上的調節蛋白（regulatory protein）結合；而在平滑肌中，鈣離子主要與粗肌絲（thick filaments）上的調節蛋白結合

Answer

C. 在骨骼肌中，鈣離子主要經由與肌凝蛋白輕鏈激酶（myosin light-chain kinase）結合來啟動收縮；而在平滑肌中，鈣離子主要直接與旋轉肌凝蛋白（tropomyosin）結合來啟動收縮

Answer

D. 在骨骼肌中，鈣離子主要透過與旋轉素（troponin）結合來啟動收縮；而在平滑肌中，鈣離子主要透過與攜鈣素（calmodulin）結合來啟動收縮