115年:職治-解剖生理

L 型鈣離子通道(L-type calcium channel)在心臟細胞的動作電位對應於那個階段?

A同極化(isopolarization)
B過極化(hyperpolarization)
C高原期(plateau)
D再極化(repolarization)

詳細解析

本題觀念

心室收縮細胞的動作電位可依序分成快速去極化、短暫初期復極化、高原期、復極化,以及回到靜止膜電位的階段。L 型電壓依賴性鈣離子通道在快速鈉離子內流引起尖峰後開啟,於第 2 期帶來持續較慢的 Ca²⁺內流;這股內流與鉀離子外流相互平衡,使膜電位維持一段時間的高原。掌握「L 型鈣離子通道=第 2 期高原期」即可作答,也要與第 3 期的復極化清楚區分。

選項分析

  • A. 同極化(isopolarization)—錯誤。「同極化」不是心室收縮細胞動作電位中用來描述 L 型鈣離子通道主要作用的標準階段。L 型通道的關鍵事件是快速去極化後的持續鈣離子內流,而不是一個獨立的同極化階段。
  • **B. 過極化(hyperpolarization)—錯誤。**過極化是膜電位變得比原本靜止值更負,與第 2 期維持去極化的高原狀態不同。心室動作電位的典型考點是 L 型鈣離子通道造成高原,而不是過極化。
  • **C. 高原期(plateau)—正確答案。**第 2 期時 L 型鈣離子通道開啟,Ca²⁺慢速內流;同時鉀離子外流逐漸增加。兩者在一段時間內大致平衡,使心肌細胞膜電位維持在相對穩定的高位,形成高原期。進入這個階段的鈣離子也參與後續興奮—收縮耦聯。
  • **D. 再極化(repolarization)—錯誤。**復極化主要是第 3 期,特徵是 L 型鈣離子通道逐漸失活,鉀離子外流占優勢,膜電位回到較負的方向。因此復極化是高原期之後的階段,不能作為本題答案。

答案解析

答案為 C。心室收縮細胞在第 0 期由快速鈉離子內流造成去極化,第 1 期短暫復極化後進入第 2 期高原。高原能維持較長的去極化時間,是因為 L 型鈣離子通道提供慢速 Ca²⁺內流,抵消部分鉀離子外流;之後通道失活、鉀離子外流增加,才進入第 3 期復極化。故看到 L 型鈣離子通道,應優先聯想到高原期。

核心知識點

  1. 心室收縮細胞動作電位的第 0 期主要由快速 Na⁺內流造成。
  2. 第 2 期高原由 L 型 Ca²⁺內流與 K⁺外流的相對平衡維持。
  3. 第 3 期復極化時 L 型通道失活,K⁺外流占優勢,膜電位下降。
  4. 心肌細胞的 L 型鈣離子通道也提供觸發鈣,促進肌漿網釋放更多 Ca²⁺,連接電活動與收縮。

參考資料

  1. Physiology, Cardiac Muscle - StatPearls
  2. Molecular Physiology of Cardiac Repolarization
  3. Cardiac ion channels