115年:職治-職治技術

在活動時,骨骼肌肌肉收縮所產生的力量,最不易受下列何者影響?

A肌肉的長度變化
B肌肉的收縮速度變化
C肌肉本身的橫斷面積大小
D肌肉肌纖維組成成分變化

詳細解析

本題觀念

骨骼肌收縮時能產生多少力量,主要看肌肉當下的長度、收縮速度,以及可同時被活化的肌纖維數量。肌肉長度會改變肌動蛋白與肌凝蛋白的重疊程度;收縮速度則會依力量—速度關係影響可輸出的力量。

此外,肌肉的生理橫斷面積(physiologic cross-sectional area, PCSA)可視為平行排列、能共同傳力的肌纖維總量,通常和最大力量呈明顯關聯。肌纖維組成也會影響收縮速度、疲勞特性與單位面積力量,但在本題四個因素中,對整體收縮力量的直接影響相對較小,因此要找的是最不易受影響的項目。

選項分析

  • A 肌肉的長度變化:❌。 肌肉有較適合產力的長度。若過短或過長,肌動蛋白與肌凝蛋白的重疊不理想,主動張力會下降;這就是長度—張力關係。因此肌肉長度改變會明顯影響力量。

  • B 肌肉的收縮速度變化:❌。 尤其在向心收縮時,縮短速度越快,能產生的力量通常越低;接近等長收縮時,力量可較高。力量—速度關係直接說明收縮速度是重要影響因子。

  • C 肌肉本身的橫斷面積大小:❌。 生理橫斷面積較大,代表可同時產生力量的肌纖維數量較多。在神經活化程度相近時,橫斷面積越大,最大主動力量通常越大,所以不是最不易影響者。

  • D 肌肉肌纖維組成成分變化:✅。 慢縮、快速抗疲勞與快速易疲勞肌纖維具有不同功能,會影響收縮速度和特定力量。不過相較於長度、速度與生理橫斷面積,纖維比例對一次活動中整體力量的直接影響較小,故為本題答案。

答案解析

本題答案為 D。判斷「最不易受影響」時,要比較四者的直接程度,而不是把 D 說成完全沒有作用。肌肉長度和收縮速度分別由長度—張力、力量—速度關係直接控制當下產力;生理橫斷面積則反映可並行傳力的肌纖維規模,對最大力量的影響也很直接。

肌纖維組成確實不是無關因素。快速纖維比例較高時,特定力量可能略增,並且較能支援快速或爆發性收縮;慢縮纖維則較耐久。但在這道基礎生理題的比較架構下,纖維組成對整體收縮力量的影響小於另外三項,因此官方答案 D 合理。

核心知識點

  • 長度—張力關係: 肌肉在適當長度最容易形成有效交聯,主動力量較大。
  • 力量—速度關係: 向心收縮越快,能產生的力量越低;負荷越大,最大縮短速度越慢。
  • 生理橫斷面積: 反映平行排列、可共同傳力的肌纖維量,是估計最大力量的重要結構因素。
  • 肌纖維類型: 慢縮、快速抗疲勞與快速易疲勞纖維在速度、耐力及特定力量上不同,但不是本題最主要的當下力量決定因子。
  • 作答策略: 遇到「最不易」或「影響最小」,應比較相對影響,不要把選項解讀成完全沒有影響。

參考資料

  1. Physiology, Skeletal Muscle Contraction
  2. UCSD Muscle Physiology Homepage—Muscle Structure
  3. Systems Biology of Skeletal Muscle: Fiber Type as an Organizing Principle