115年:物治基礎(1)

白肌纖維( white fibers )與紅肌纖維( red fibers )比較,白肌纖維最明顯的特徵為何?

A肌凝蛋白ATP水解酶活性較低
B肌細胞直徑較小
C肌紅素含量較少
D疲乏的速率較慢

詳細解析

本題觀念:

本題考查骨骼肌纖維類型的生理特性比較,核心概念為區分 紅肌(Red fibers, Type I, Slow-twitch)白肌(White fibers, Type IIb/x, Fast-twitch) 在生化結構與功能上的差異。

選項分析

  • A. 肌凝蛋白 ATP 水解酶活性較低 (Incorrect)

    • 分析:白肌纖維屬於「快縮肌」,其肌凝蛋白頭部(Myosin head)的 ATP 水解酶(Myosin ATPase)活性較高,能快速水解 ATP 產生能量,使肌肉收縮速度快(約 2-3 倍於紅肌)。
    • 紅肌:ATP 水解酶活性較低,收縮速度慢。
  • B. 肌細胞直徑較小 (Incorrect)

    • 分析:白肌纖維通常具有較大的直徑(截面積較大),含有較多的肌原纖維(Myofibrils),因此能產生較大的收縮力量(張力),適合爆發性運動。
    • 紅肌:直徑較小,這有利於氧氣從微血管擴散到細胞深處。
  • C. 肌紅素含量較少 (Correct)

    • 分析白肌之所以呈現白色或淡色,正是因為其肌紅素(Myoglobin)含量很少。肌紅素的功能是儲存並運送氧氣給粒線體,白肌主要依賴無氧醣解作用(Anaerobic glycolysis),對氧氣依賴度低。
    • 紅肌:含有豐富的肌紅素(呈現紅色),且微血管密度高,粒線體多,適合進行有氧代謝。
  • D. 疲乏的速率較慢 (Incorrect)

    • 分析:白肌纖維主要依賴無氧代謝,會產生乳酸堆積,且肝醣消耗快,因此極易疲勞(疲乏速率快)。
    • 紅肌:抗疲勞能力強(Fatigue resistant),適合長時間的耐力運動(如維持姿勢、馬拉松)。

答案解析

白肌纖維(White fibers) 最顯著的特徵在於其為了適應「高強度、短時間、爆發性」的運動需求,在結構上呈現肌紅素含量少(導致顏色偏白)、粒線體少、微血管稀疏。相對地,其肌凝蛋白 ATPase 活性高、直徑較大、且容易疲勞。選項 (C) 正確描述了白肌因肌紅素少而呈現白色的特徵。

核心知識點

考生應熟記 紅肌 (Type I)白肌 (Type IIb) 的對比表格:

特徵紅肌 (Type I / Slow Oxidative)白肌 (Type IIb / Fast Glycolytic)
顏色紅 (肌紅素多)白 (肌紅素少)
肌紅素 (Myoglobin) (選項 C)
代謝路徑有氧呼吸 (Oxidative)無氧醣解 (Glycolytic)
微血管/粒線體
ATPase 活性低 (收縮慢) (收縮快)
直徑
抗疲勞能力強 (慢速疲乏)弱 (快速疲乏)
主要功能耐力、維持姿勢 (如: 比目魚肌)爆發力、短跑 (如: 腓腸肌)

參考資料

  1. Vander's Human Physiology, "Skeletal Muscle Fiber Types".
  2. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, "Chapter 6: Contraction of Skeletal Muscle".
  3. Unacademy. "Red And White Muscle: Difference".
  4. Oregon State University, Anatomy & Physiology. "10.5 Types of Muscle Fibers".