選項拆解
-A:ATP 是細胞的能量貨幣,棕色脂肪產熱的機制是避免ATP的產生,將能量轉化為熱能,所以ATP不是產熱的能量來源。
-B:正確。產熱素 (thermogenin, UCP1) 利用粒線體內膜兩側的氫離子 (H+) 濃度差 (質子梯度) 作為能量來源,將其直接耗散為熱能,而不是用於合成ATP。
-C:鈣離子 (Ca2+) 在肌肉收縮、細胞信號傳導等方面有重要作用,但不是棕色脂肪產熱的直接能量來源。
-D:鈉離子 (Na+) 在神經衝動傳導、細胞滲透壓調節等方面有重要作用,但不是棕色脂肪產熱的直接能量來源。
核心知識
-棕色脂肪組織 (brown adipose tissue, BAT) 的主要功能是透過非顫抖性產熱 (non-shivering thermogenesis) 來產生熱量,以維持體溫,尤其在新生兒和冬眠動物中較為活躍。
-棕色脂肪細胞的粒線體內膜上含有一種特殊的蛋白質,稱為解偶聯蛋白1 (uncoupling protein 1, UCP1),也稱為產熱素 (thermogenin)。
-UCP1的作用是提供一條替代途徑,讓電子傳遞鏈 (electron transport chain) 建立的氫離子 (H+) 濃度梯度 (即質子梯度) 可以直接流回粒線體基質,而不需要通過ATP合成酶 (ATP synthase)。
-這樣一來,原本用於合成ATP的能量就被以熱能的形式釋放出來,達到產熱的目的。