有關骨骼肌纖維（ skeletal muscle fiber ）的終板電位（ endplate potential, EPP ），下列描述何者最為適當？

本題觀念：

本題主要考查**神經肌肉接合處（Neuromuscular Junction, NMJ）**的生理機制，包括神經傳遞物質的釋放、受器類型、電位產生機制（終板電位 EPP vs. 動作電位 AP），以及相關毒素（如肉毒桿菌毒素）的病理生理機轉。

選項分析

• A. 從運動神經纖維末梢釋放的乙醯膽鹼（acetylcholine）會與肌漿膜（sarcolemma）上的蕈毒型受器（muscarinic receptor）結合，因而產生 EPP

  • 錯誤。
  • 解析：在骨骼肌的神經肌肉接合處，乙醯膽鹼（ACh）結合的是菸鹼型受器（Nicotinic receptor, N type，具體為 $N_m$ 或 $N_1$ 型），這是一種配體閘控離子通道（ligand-gated ion channel）。
  • 補充：蕈毒型受器（Muscarinic receptor, M type）主要分布於副交感神經支配的內臟平滑肌、心肌和腺體，以及中樞神經系統，並非骨骼肌終板的主要受器。

• B. EPP是因為大量鉀離子（K+）流入肌纖維內所造成的一種動作電位（action potential）

  • 錯誤。
  • 解析：
    1. 離子流向：當 ACh 結合菸鹼型受器後，通道開放允許陽離子通過。雖然 $K^+$ 會流出，$Na^+$ 會流入，但由於 $Na^+$ 的電化學驅動力（electrochemical driving force）遠大於 $K^+$，因此淨效應是大量的 $Na^+$ 內流，導致去極化，而非 $K^+$ 流入。
    2. 電位性質：EPP 屬於局部電位（local potential）或漸進電位（graded potential），其大小取決於釋放的 ACh 量。它本身不是動作電位（Action Potential）。只有當 EPP 的去極化幅度達到「閾值（threshold）」時，才會觸發肌纖維膜上的電壓閘控鈉離子通道開啟，進而產生動作電位。

• C. EPP會沿著橫小管（transverse tubule）傳遞到骨骼肌纖維內部，促使肌漿網（sarcoplasmic reticulum）釋放鈣離子

  • 錯誤。
  • 解析：
    1. EPP 是發生在終板（endplate）的局部電位，會隨著距離而衰減（decrement），無法長距離傳遞。
    2. 正確的順序是：EPP 觸發肌纖維膜產生動作電位（Action Potential, AP） $\rightarrow$ AP 沿著肌漿膜傳遞並深入橫小管（T-tubule） $\rightarrow$ 活化 DHP 受器 $\rightarrow$ 開啟肌漿網上的 Ryanodine 受器（RyR） $\rightarrow$ 釋放鈣離子。
    3. 是「動作電位」傳入 T 小管，而非 EPP 直接傳入。

• D. 肉毒桿菌毒素（botulinum toxin）中毒會使運動神經纖維末梢不易釋放乙醯膽鹼，使得 EPP變小，最終導致肌肉無法收縮

  • 正確。
  • 解析：
    1. 機制：肉毒桿菌毒素是一種蛋白酶，會進入運動神經末梢，切斷負責突觸囊泡融合的 SNARE 蛋白（如 SNAP-25、Syntaxin 或 Synaptobrevin）。
    2. 結果：這會阻止含有乙醯膽鹼的囊泡與突觸前膜融合，導致 ACh 釋放受阻。
    3. 影響：由於釋放到突觸間隙的 ACh 減少，結合到突觸後膜受器的數量下降，產生的 EPP 幅度變小（甚至低於閾值）。無法觸發動作電位，肌肉因此無法收縮，臨床上表現為弛緩性麻痺（flaccid paralysis）。

答案解析

本題正確答案為 D。 選項 A 錯在受器類型（應為 Nicotinic）；選項 B 錯在離子流向（應為 Na+ 內流為主）與電位定義（EPP 為漸進電位）；選項 C 錯在傳遞機制（傳入 T 小管的是動作電位）；選項 D 正確描述了肉毒桿菌毒素抑制突觸前 ACh 釋放進而減小 EPP 的病理生理機制。

核心知識點

1. 骨骼肌 NMJ 受器：Nicotinic ACh receptor ($N_m$)，屬於 Ligand-gated ion channel。
2. 終板電位 (EPP)：
   • 性質：Graded potential（漸進電位/局部電位）。
   • 離子機制：主要由 $Na^+$ 內流造成去極化（儘管通道對 $K^+$ 也通透）。
3. 興奮-收縮偶合 (E-C Coupling)：ACh 釋放 $\rightarrow$ 產生 EPP $\rightarrow$ 觸發 AP $\rightarrow$ AP 傳入 T-tubule $\rightarrow$ DHP receptor 構形改變 $\rightarrow$ RyR 開啟 $\rightarrow$ SR 釋放 $Ca^{2+}$。
4. 神經毒素機制：
   • 肉毒桿菌毒素 (Botulinum toxin)：破壞 SNARE complex $\rightarrow$ 抑制突觸前 ACh 釋放 $\rightarrow$ 弛緩性麻痺。
   • 箭毒 (Curare)：競爭性抑制突觸後 Nicotinic receptor $\rightarrow$ EPP 變小 $\rightarrow$ 弛緩性麻痺。
   • 有機磷/新斯狄格明 (Neostigmine)：抑制 AChE (乙醯膽鹼酯酶) $\rightarrow$ ACh 增加 $\rightarrow$ 加強 EPP。

參考資料

1. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 14th Edition. Chapter 7: Excitation of Skeletal Muscle: Neuromuscular Transmission and Excitation-Contraction Coupling.
2. StatPearls [Internet]. Physiology, Neuromuscular Junction. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK470413/
3. UpToDate: Botulism. (Pathogenesis section identifying blockage of ACh release).