115年:物治基礎(1)
關於比目魚肌與腓腸肌比較的敘述,下列何者錯誤?
A腓腸肌含較多比率之肌凝蛋白ATP酶
B比目魚肌含較少比率之肌肉氧化酶
C腓腸肌肌力較比目魚肌易受膝關節影響
D維持姿勢平衡,比目魚肌較重要
詳細解析
本題觀念:
本題主要考查小腿三頭肌(Triceps Surae)中,腓腸肌(Gastrocnemius) 與 比目魚肌(Soleus) 在解剖結構、肌纖維類型(Fiber type)及其對應的生化特性與功能上的差異。
- 腓腸肌:屬於雙關節肌(跨越膝與踝),主要由快縮肌纖維(Type II)組成,負責爆發力運動(如跳躍、短跑)。
- 比目魚肌:屬於單關節肌(僅跨越踝),主要由慢縮肌纖維(Type I)組成,抗疲勞能力強,負責維持站立姿勢與靜態平衡。
選項分析
-
A. 腓腸肌含較多比率之肌凝蛋白ATP酶 (Correct Statement)
- 分析:肌凝蛋白ATP酶(Myosin ATPase)的活性決定了肌肉收縮的速度。快縮肌纖維(Type II fibers)具有高活性的 Myosin ATPase,能快速分解 ATP 產生能量進行收縮。
- 推論:腓腸肌含有較高比例的快縮肌纖維(Type II),因此其 Myosin ATPase 的含量與活性均高於以慢縮肌為主的比目魚肌。此敘述正確。
-
B. 比目魚肌含較少比率之肌肉氧化酶 (Incorrect Statement)
- 分析:肌肉氧化酶(如 Succinate Dehydrogenase, SDH; Cytochrome Oxidase)與有氧代謝能力相關。慢縮肌纖維(Type I fibers)富含粒線體與肌紅蛋白,依賴有氧代謝,因此含有高濃度的氧化酶。
- 推論:比目魚肌是人體典型的「姿勢肌」,含有極高比例(約 70-80%)的慢縮肌纖維(Type I),因此其肌肉氧化酶的含量應顯著高於腓腸肌。選項敘述「含較少比率」是錯誤的。
-
C. 腓腸肌肌力較比目魚肌易受膝關節影響 (Correct Statement)
- 分析:腓腸肌起點位於股骨髁(Femoral condyles),跨越膝關節與踝關節(雙關節肌);比目魚肌起點位於脛骨與腓骨,僅跨越踝關節(單關節肌)。
- 推論:當膝關節屈曲時,腓腸肌會因為縮短而產生「主動不足(Active Insufficiency)」,導致其對踝關節蹠屈(Plantarflexion)的貢獻大幅下降。相比之下,比目魚肌不受膝關節角度影響,在膝屈曲時成為主要的蹠屈肌。此敘述正確。
-
D. 維持姿勢平衡,比目魚肌較重要 (Correct Statement)
- 分析:維持姿勢(如站立)需要肌肉長時間進行低強度的收縮而不疲勞。
- 推論:比目魚肌主要由抗疲勞的慢縮肌纖維組成,且為單關節肌,專門負責在站立時持續收縮以對抗身體前傾的重力力矩(控制脛骨前傾),是維持靜態站立平衡的關鍵肌肉。此敘述正確。
答案解析
本題要求選出錯誤的敘述。 選項 (B) 指出「比目魚肌含較少比率之肌肉氧化酶」,這與生理事實相反。比目魚肌作為高耐力、依賴有氧代謝的慢縮肌群,其氧化酶(Oxidative enzymes)含量實際上是高於腓腸肌的。
核心知識點
考生應對比 Type I (慢縮肌) 與 Type II (快縮肌) 的特性,並對應到比目魚肌與腓腸肌:
| 特性 | 比目魚肌 (Soleus) | 腓腸肌 (Gastrocnemius) |
|---|---|---|
| 主要肌纖維 | Type I (慢縮肌) | Type II (快縮肌) 比例較高 |
| 跨越關節 | 單關節 (僅踝) | 雙關節 (膝 + 踝) |
| 受膝角度影響 | 否 | 是 (屈膝時效能下降) |
| 代謝途徑 | 有氧代謝 (Aerobic) | 糖解作用 (Glycolytic) |
| 酵素特性 | 高 氧化酶 (Oxidative enzymes)<br>低 Myosin ATPase | 低 氧化酶<br>高 Myosin ATPase |
| 功能 | 姿勢維持、耐力 | 爆發力、跳躍 |
| 顏色 | 紅肌 (高肌紅蛋白) | 白肌/粉紅 (較低肌紅蛋白) |
參考資料
- Kinesiology of the Musculoskeletal System: Foundations for Rehabilitation, Donald A. Neumann. (Chapter on Ankle and Foot).
- Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, "Muscle Contraction" and "Fiber Types".
- Edgerton, V. R., et al. "Muscle fibre type populations of human leg muscles." Histochemical Journal 7.3 (1975): 259-266.