112年:醫學一(1)

一般細胞膜產生的動作電位在過衝(overshoot)與下衝(undershoot)時,最常見分別對下列何種離子的通透性特別高?

A鉀離子與鈉離子
B鉀離子與鉀離子
C鈉離子與鈉離子
D鈉離子與鉀離子

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的是神經生理學中動作電位 (Action Potential) 各階段的離子通透性 (Ionic Permeability) 變化。 動作電位是細胞膜電位的一系列快速變化,主要由電壓閘控離子通道 (Voltage-gated ion channels) 的開關所驅動。理解每一階段主導的離子通道及其通透性變化是解題關鍵。

選項分析

  • 選項 A (鉀離子與鈉離子):順序錯誤。過衝 (Overshoot) 時期主導的是鈉離子,下衝 (Undershoot) 時期主導的是鉀離子。
  • 選項 B (鉀離子與鉀離子):過衝時期並非由鉀離子主導。若僅有鉀離子通透性高,膜電位會維持在鉀離子平衡電位 (約 -90 mV) 附近,無法產生正值的過衝。
  • 選項 C (鈉離子與鈉離子):下衝時期並非由鈉離子主導。若下衝時鈉離子通透性仍高,膜電位將無法產生過極化 (Hyperpolarization) 現象。
  • 選項 D (鈉離子與鉀離子)正確
    • 過衝 (Overshoot):指膜電位超過 0 mV 變為正值的階段。此時電壓閘控鈉離子通道完全開啟,細胞膜對鈉離子 (Na⁺) 的通透性達到高峰 (PNaPKP_{Na} \gg P_K),使得膜電位趨近於鈉離子的平衡電

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