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115年:營養營養學(1)

下列何者的滲透壓感測器（osmoreceptors）會偵測到體內滲透壓的升高，促使抗利尿激素分泌以保留水分？

Ahypothalamus
Bhippocampus
Cpituitary gland
Dcerebral cortex

詳細解析

本題觀念：

本題的核心觀念為體液恆定與滲透壓調節 (Osmoregulation)，特別是抗利尿激素 (Antidiuretic Hormone, ADH) 的分泌調控機制。此機制涉及偵測血液滲透壓的變化，並透過神經內分泌路徑調節腎臟對水分的再吸收。

選項分析

  • A. hypothalamus (下視丘) - 正確

    • 生理機制：人體主要的滲透壓感測器 (osmoreceptors) 位於下視丘的前部，特別是在終板血管器 (organum vasculosum of the lamina terminalis, OVLT) 和穹窿下器官 (subfornical organ, SFO) 等室周器官 (circumventricular organs)。這些區域缺乏完整的血腦屏障，能直接偵測血液滲透壓的變化。
    • 反應路徑：當體內滲透壓升高（如脫水或攝取高鹽），這些感測器會受到刺激而萎縮（shrinkage），發出神經訊號傳遞至下視丘的視上核 (supraoptic nucleus, SON) 和室旁核 (paraventricular nucleus, PVN)。這些核區的神經元會製造 ADH，並將訊號傳遞至腦下垂體後葉以釋放 ADH。因此，滲透壓感測器位於下視丘。

  • B. hippocampus (海馬迴) - 錯誤

    • 功能：海馬迴是邊緣系統的一部分，主要負責長期記憶的形成、空間導航和情緒調節。它不參與滲透壓的直接偵測或 ADH 的分泌調控。

  • C. pituitary gland (腦下垂體) - 錯誤

    • 功能區分：腦下垂體後葉 (posterior pituitary) 是 ADH 的儲存與釋放場所，而非製造或感測場所。ADH 是由下視丘的神經元合成，經由軸突運送至後葉儲存。當下視丘的滲透壓感測器受到刺激時，神經衝動傳導至後葉末梢，促使 ADH 釋放入血。雖然它是分泌器官，但「偵測滲透壓」的受器位於下視丘。

  • D. cerebral cortex (大腦皮層) - 錯誤

    • 功能：大腦皮層負責高階認知功能，如意識、思考、記憶、語言和隨意運動控制。雖然口渴的「意識感覺」可能涉及大腦皮層的投影，但監測滲透壓並驅動荷爾蒙分泌的自主調節中樞位於下視丘。

答案解析

人體對於血漿滲透壓 (plasma osmolarity) 的調控極為敏感，只要滲透壓改變 1% 即可引發反應。負責偵測此變化的滲透壓感測器 (osmoreceptors) 位於下視丘 (hypothalamus) 的前腹側第三腦室周圍區域 (AV3V region)，包含 OVLT 與 SFO。

當這些受器偵測到滲透壓升高（高張狀態）時，會透過神經連結刺激下視丘的視上核 (SON) 與室旁核 (PVN) 合成並分泌抗利尿激素 (ADH / Vasopressin)。ADH 隨後由腦下垂體後葉釋放到血液中，作用於腎臟集尿管，增加水分再吸收，使血漿滲透壓下降回正常值。因此，題幹詢問「何者的滲透壓感測器」，正確答案為 A. hypothalamus。

核心知識點

考生應掌握 ADH (Vasopressin) 的調控反射弧：

  1. 刺激 (Stimulus)：血漿滲透壓上升 (>280-295 mOsm/kg) 或 血容積/血壓顯著下降 (>10%)。
  2. 受器 (Receptor)：
    • 滲透壓：下視丘 (Hypothalamus) 的 osmoreceptors (位於 OVLT, SFO)。
    • 血壓/血容積：頸動脈竇/主動脈弓的 baroreceptors (感測低壓)。
  3. 整合中心 (Center)：下視丘 (視上核 SON、室旁核 PVN)。
  4. 效應器 (Effector)：腦下垂體後葉 (Posterior Pituitary) 釋放 ADH。
  5. 作用 (Action)：ADH 作用於腎臟集尿管的 V2受體，透過 cAMP 機制增加 Aquaporin-2 (AQP2) 水通道，促進水分再吸收。

參考資料

  1. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 14th Edition. Chapter 29: Urine Formation by the Kidneys: II. Tubular Reabsorption and Secretion.
  2. StatPearls [Internet]. Physiology, Osmoreceptors. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557613/
  3. TeachMePhysiology. Antidiuretic Hormone (ADH). Available from: https://teachmephysiology.com/endocrine/pituitary-gland/antidiuretic-hormone/
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