對於心室肌細胞和 SA node細胞電位的比較，下列那一敘述最為適當？

本題觀念：

本題考點為心臟電生理學 (Cardiac Electrophysiology)，重點在於比較快反應細胞 (Fast-response cells)（如心室肌細胞）與慢反應細胞 (Slow-response cells)（如竇房結 SA node 細胞）的動作電位 (Action Potential, AP) 波形及其離子機轉。

選項分析

• A. 兩種細胞皆有穩定的靜止膜電位（ steady resting membrane potential ），均約為 -90 mV

  • 錯誤。
  • 心室肌細胞：屬於工作心肌，具有穩定的靜止膜電位，約為 -90 mV。
  • SA node 細胞：屬於節律點細胞 (Pacemaker cells)，沒有穩定的靜止膜電位。其電位在復極化到最低點（最大舒張電位, Maximum Diastolic Potential, MDP, 約 -60 mV）後，會立即開始自動去極化（Phase 4 unstable），這就是其自動節律性 (Automaticity) 的來源。

• B. 兩種細胞產生的動作電位皆有平原期（ plateau phase ），主要均是因為打開 L-type Ca2+ channels

  • 錯誤。
  • 心室肌細胞：動作電位有明顯的 平原期 (Phase 2, Plateau)，確實是由於 L-type $Ca^{2+}$ 通道開啟 ($Ca^{2+}$ 內流) 與 $K^{+}$ 通道開啟 ($K^{+}$ 外流) 達成平衡所致。
  • SA node 細胞：其動作電位圖形通常沒有明顯的平原期。去極化 (Phase 0) 後很快進入再極化 (Phase 3)。雖然 L-type $Ca^{2+}$ 通道在 SA node 的去極化期扮演重要角色，但 SA node 缺乏像心室肌那樣持續平坦的 Phase 2。

• C. 兩種細胞動作電位的去極化，主要都是因為打開 Na+ channels ，使得Na+流入細胞而造成

  • 錯誤。
  • 心室肌細胞 (快反應)：去極化 (Phase 0) 是由 快鈉離子通道 (Fast $Na^{+}$ channels) 開啟，導致大量 $Na^{+}$ 快速內流造成。
  • SA node 細胞 (慢反應)：由於其最大舒張電位較高（約 -60 mV），快鈉通道處於去活化 (Inactivated) 狀態。其去極化 (Phase 0) 是由 L-type 鈣離子通道 ($I_{Ca-L}$) 開啟，導致 $Ca^{2+}$ 內流造成，因此去極化速度較慢。

• D. 兩種細胞動作電位的再極化，主要都是因為打開 K+ channels ，使得K+流出細胞而造成

  • 正確。
  • 心室肌細胞：再極化 (Phase 3) 的主因是 $Ca^{2+}$ 通道關閉，且 延遲整流鉀離子通道 (Delayed rectifier $K^{+}$ channels, 如 $I_{Kr}, I_{Ks}$) 開啟，導致 $K^{+}$ 大量外流，使膜電位回到負值。
  • SA node 細胞：再極化 (Phase 3) 的機制相同，也是由 $K^{+}$ 通道開啟，導致 $K^{+}$ 外流，使膜電位下降回到最大舒張電位。

答案解析

正確答案為 (D)。無論是心室肌細胞還是 SA node 細胞，其動作電位的再極化期 (Repolarization) 雖然在具體的鉀離子通道亞型上可能微有不同，但主要機制皆是依賴 $K^{+}$ 通道的開啟與 $K^{+}$ 外流 來使膜電位恢復。

核心知識點

考生應熟記以下對比表（快反應 vs. 慢反應）：

特徵	心室肌細胞 (快反應 Fast Response)	SA Node 細胞 (慢反應 Slow Response)
靜止膜電位 (Phase 4)	穩定，約 -90 mV ($I_{K1}$ 維持)	不穩定 (Pacemaker potential)，會自動去極化 ($I_f, I_{Ca-T}, I_{Ca-L}$ 參與)
去極化 (Phase 0)	極快，依賴 $Na^{+}$ 內流	較慢，依賴 $Ca^{2+}$ 內流 (L-type)
平原期 (Phase 2)	有明顯平原期 ($Ca^{2+}$ 內流 vs $K^{+}$ 外流)	無明顯平原期
再極化 (Phase 3)	依賴 $K^{+}$ 外流	依賴 $K^{+}$ 外流
閾值 (Threshold)	約 -70 mV	約 -40 mV
主要功能	收縮 (Contractility)	節律 (Automaticity)

參考資料

1. Klabunde, R. E. (2021). Cardiovascular Physiology Concepts. "Cardiac Action Potentials". CV Physiology
2. Deranged Physiology. "Ionic basis of spontaneous electrical activity of cardiac muscle cells". Deranged Physiology
3. Lumen Learning. "Cardiac Muscle and Electrical Activity". Anatomy & Physiology II