115年:職治-解剖生理
下列何者最有可能在骨骼肌收縮的最初幾秒內，提供細胞所需的ATP？
A脂肪酸（fatty acid）
B葡萄糖（glucose）
C胺基酸（amino acid）
D磷酸肌胺酸（creatine phosphate）
詳細解析
本題觀念
骨骼肌開始用力時，細胞對 ATP 的需求會立刻上升，但細胞內預先儲存的 ATP 量只能支撐很短時間，因此必須立即再生 ATP。收縮最初幾秒的主要快速來源是磷酸肌胺酸（phosphocreatine，亦稱 creatine phosphate）系統：肌酸激酶把磷酸肌胺酸上的高能磷酸基轉給 ADP，迅速重新形成 ATP。這個反應在細胞內就能進行，不必等待氧氣運送或粒線體氧化；葡萄糖分解與脂肪酸氧化雖然同樣重要，但在時間順序上會逐步增加貢獻。
選項分析
- **A. 脂肪酸（fatty acid）—錯誤。**脂肪酸主要透過 β-氧化與後續有氧代謝供能，適合較持續的能量需求，但反應路徑較長，無法像磷酸肌胺酸系統一樣在收縮啟動的瞬間大量補充 ATP。
- **B. 葡萄糖（glucose）—錯誤。**葡萄糖可經糖解作用產生 ATP，且在高強度活動中很快開始參與供能；不過題目限定「最初幾秒」，此時優先使用肌肉內既有 ATP 與磷酸肌胺酸快速轉磷酸的機制，葡萄糖不是最主要的立即來源。
- **C. 胺基酸（amino acid）—錯誤。**胺基酸不是骨骼肌短時間收縮的主要即時燃料。它們可在特定代謝情境下進入能量代謝路徑，但速度與角色都不符合最初幾秒由磷酸肌胺酸緩衝 ATP 需求的生理安排。
- **D. 磷酸肌胺酸（creatine phosphate）—正確答案。**磷酸肌胺酸儲存在肌纖維內，能透過肌酸激酶在極短時間內把高能磷酸基交給 ADP，補回 ATP。它屬於無氧的磷酸原系統，最適合支應短暫、立即且高功率的收縮。
答案解析
答案為 D。作答時先看時間尺度：最初幾秒考的是「最快的 ATP 緩衝與再生」，不是長時間活動的主要燃料。肌肉內 ATP 先直接被使用，接著由磷酸肌胺酸快速提供磷酸基，透過肌酸激酶再生 ATP；之後糖解作用與有氧代謝的比例才逐漸提高。因此 A、B、C 都可能在後續能量供應中扮演角色，但不能取代 D 在啟動瞬間的優先地位。
核心知識點
- 骨骼肌能量供應有時間順序：儲存 ATP 先用，磷酸肌胺酸系統緊接著快速補充，之後才由糖解與有氧氧化逐步增加。
- 肌酸激酶催化磷酸肌胺酸與 ADP 的磷酸基轉移，是最初幾秒快速再生 ATP 的關鍵。
- 磷酸原系統不需直接依賴氧氣，適合短時間、高強度、高功率活動。
- 脂肪酸與葡萄糖是後續代謝的重要底物；胺基酸通常不是短暫骨骼肌收縮的首要能量來源。