下列何者是肌肉收縮過程中、短時間（數毫秒內）提供能量的最主要來源？

本題觀念：

本題聚焦於skeletal muscle在極短時間（數毫秒到十幾秒）內ATP快速再生的機轉。肌肉收縮時ATP被myosin ATPase迅速分解，但肌內ATP存量有限，必須仰賴phosphocreatine（PCr）透過creatine kinase將其高能磷酸基團快速轉移到ADP上，以毫秒級速度補充ATP，支撐短暫高強度收縮。

選項分析

• 選項A 肌鈣蛋白（troponin）
  肌鈣蛋白為調控肌肉收縮的調節蛋白，結合Ca²⁺後誘導tropomyosin移位以暴露myosin結合位點，並不參與能量供應，故非能量來源。
• 選項B 磷酸肌酸（phosphocreatine, PCr）
  PCr內含高能磷酸鍵，透過creatine kinase催化，能在毫秒至數秒內將磷酸基團轉移至ADP以生成ATP，為短時間爆發性收縮的主要立即能量來源(calisthenicsassociation.org)。
• 選項C 肌紅蛋白（myoglobin）
  肌紅蛋白功能在於肌肉內氧氣的儲存與釋放，協助氧化代謝，並不直接供應或儲存ATP，不符合本題「短時間內主要能量來源」之條件。
• 選項D 葡萄糖（glucose）
  Glucose需經過多步glycolysis反應才能產生ATP，此過程需時數十秒以上，主要供應中長時間（>10秒）或中高強度運動，不足以在毫秒內即時補充ATP。

答案解析

肌肉在爆發性、極短時間的收縮初期，ATP迅速耗竭，唯一能在毫秒級補充ATP的系統為phosphocreatine系統。PCr儲量雖有限（可支撐約10–30秒），但其透過creatine kinase催化的反應速度極快，能即刻將高能磷酸基轉移至ADP生成ATP，維持極短時間內的高強度肌肉收縮；其他如anaerobic glycolysis或aerobic phosphorylation因反應步驟較多、需氧或酵素反應時間較長，不適用於數毫秒內的ATP補充，故本題正確答案為選項B。

核心知識點

• ATP是肌肉收縮的直接能量貨幣，由myosin ATPase分解產能。
• Phosphocreatine系統
  • Rest時，ATP將磷酸基轉移至creatine形成PCr；收縮初期，高[ADP]驅動PCr→creatine+ATP反應，補充ATP。
  • 適合爆發性、短時間（0–10秒）高強度收縮。
• Anaerobic glycolysis（glucose→pyruvate→lactate）
  • 無氧環境下產ATP，啟動需時較長（數十秒），儲量亦有限，為中短期能量來源。
• Aerobic metabolism（oxidative phosphorylation）
  • 需氧、經TCA cycle及electron transport chain，反應更為緩慢但能量產量較大，適合持續性運動。

臨床重要性

在運動醫學及復健中，根據不同運動時間與強度特性，設計相對應的能量系統訓練：爆發力運動（短跑、重訓）著重磷酸肌酸系統；耐力運動（長跑、循環訓練）則側重glycolytic及oxidative系統強化。

新政策/指引改變

此題為基本生理機轉題，與臨床指引或政策無關，無需比較政策／指引變遷。