關於心肌的興奮－收縮耦合（excitation-contraction coupling）的敘述，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題考查的是**心肌的興奮-收縮耦合（Excitation-Contraction Coupling, ECC）**機制，特別是鈣離子（Ca2+）在細胞內的流動路徑與調控機制。核心觀念為「鈣誘導鈣釋放」（Calcium-Induced Calcium Release, CICR）。

選項分析

• A. 以鈣誘發性鈣釋放（calcium-induced calcium release）機制來活化細肌絲：正確。

  • 心肌細胞膜上的動作電位傳導至T小管，開啟L型鈣離子通道，使少量細胞外鈣離子流入。這部分鈣離子會結合併活化肌漿網（SR）上的雷恩諾鹼受器（RyR），導致大量鈣離子釋放。胞內鈣濃度上升後，鈣離子結合細肌絲上的肌鈣蛋白（Troponin C），改變構形並移動旋轉肌球素（Tropomyosin），暴露結合位點，「活化」細肌絲以進行收縮。

• B. 雷恩諾鹼接受器（ryanodine receptors）活化可回收鈣離子：錯誤。

  • 雷恩諾鹼受器（RyR）是位於肌漿網（SR）膜上的鈣離子釋放通道。當它被活化時，會順著濃度梯度將鈣離子從肌漿網釋放（Release）到細胞質中，引發肌肉收縮，而非回收。
  • 負責「回收」（Recycle/Re-uptake）鈣離子回到肌漿網的是肌漿網鈣幫浦（SERCA, Sarcoplasmic Endoplasmic Reticulum Calcium ATPase）。因此，RyR的功能是釋放，SERCA的功能才是回收。

• C. L型鈣離子通道（L-type Ca2+ channels）為電位感受器（voltage sensor）：正確。

  • L型鈣離子通道（又稱DHP受器）屬於電壓門控通道，位於T小管膜上。它們含有電壓感測結構，能感測膜電位的去極化（Depolarization）而開啟。雖然在骨骼肌中，DHP受器主要作為純粹的電壓感測器（機械式拉開RyR）；但在心肌中，它既是電壓感測器，也是鈣離子通道，其感測電位變化後開啟並允許鈣內流，這是啟動CICR的必要步驟。

• D. 流入細胞質的鈣離子會促使肌漿網（sarcoplasmic reticulum）釋放出更大量的鈣離子：正確。

  • 這正是**鈣誘導鈣釋放（CICR）**的定義。心肌收縮所需的鈣離子，約20%來自L型鈣通道流入的「觸發鈣」（Trigger Ca2+），這少量的鈣會結合RyR，促使肌漿網釋放剩餘約80%的「活化鈣」，形成訊號放大效果。

答案解析

正確答案為 (B)。

本題問何者錯誤。選項 (B) 描述 RyR 負責「回收」鈣離子，這與生理機制完全相反。RyR 是鈣離子釋放通道；負責將鈣離子回收至肌漿網的是 SERCA 幫浦。

核心知識點

1. 心肌 ECC 機制：鈣誘導鈣釋放 (CICR)。
   • 觸發者：L型鈣通道（DHP受器）引入胞外鈣（Trigger）。
   • 放大者：RyR2 受器釋放肌漿網鈣（Release）。
   • 回收者：SERCA 幫浦（回收至 SR）與 NCX 交換器（排出胞外）。
2. 骨骼肌 vs 心肌 ECC 差異：
   • 骨骼肌：機械性耦合（Mechanical coupling）。DHP受器構形改變直接拉開 RyR1（不依賴鈣內流）。
   • 心肌：化學性耦合（Chemical coupling / CICR）。必須有鈣內流才能觸發 RyR2。
3. 關鍵蛋白功能：
   • RyR (Ryanodine Receptor)：SR 上的鈣釋放通道。
   • SERCA (Ca2+-ATPase)：SR 上的鈣回收幫浦（耗能）。
   • L-Type Ca Channel (DHPR)：T小管上的電壓感測鈣通道。

參考資料

1. CV Physiology - Cardiac Excitation-Contraction Coupling
2. Wikipedia - Ryanodine receptor
3. NCBI Bookshelf - Muscle Contraction