115年:物治基礎(1)

引起肌梭( muscle spindle )感受器興奮的適當刺激是:

A肌肉長度增加
B肌肉長度縮短
C肌腱張力增加
D肌腱張力減少

詳細解析

本題觀念:

本題考查神經肌肉生理學中**本體感覺受器(Proprioceptors)的功能區分,特別是肌梭(Muscle Spindle)高爾基腱器(Golgi Tendon Organ, GTO)**對應刺激的差異。

  1. 肌梭(Muscle Spindle):位於肌肉腹內,與梭外肌纖維(Extrafusal fibers)呈並聯(Parallel)排列。主要功能是偵測肌肉的長度變化(伸展程度)與變化速率
  2. 高爾基腱器(Golgi Tendon Organ, GTO):位於肌肉與肌腱的交接處,與肌纖維呈串聯(Series)排列。主要功能是偵測肌肉的張力變化(收縮力量)。

選項分析

  • (A) 肌肉長度增加(正確答案)

    • 理由:肌梭是能夠感受「牽張(Stretch)」的受器。當肌肉被拉長(長度增加)時,與之並聯的肌梭內的梭內肌纖維(Intrafusal fibers)也會隨之被拉伸。這種機械性的變形會打開離子通道,導致感覺神經末梢(Ia 和 II 類神經纖維)產生去極化,進而發放動作電位(興奮)。這是引發**牽張反射(Stretch reflex)**的基礎,例如膝跳反射。
  • (B) 肌肉長度縮短

    • 理由:當肌肉主動收縮導致長度縮短時,若沒有伽瑪運動神經元(Gamma motor neuron)的調節,肌梭會變得鬆弛(Unloaded),導致其傳入神經的發放頻率降低甚至停止。因此,肌肉縮短通常是減少肌梭興奮的狀態,而非興奮刺激。
  • (C) 肌腱張力增加

    • 理由:這是高爾基腱器(GTO)的興奮刺激。當肌肉強力收縮或被過度拉扯時,肌腱上的張力會增加,進而興奮 GTO。GTO 隨後會透過 Ib 類神經纖維傳遞訊號,引起反牽張反射(Inverse stretch reflex),抑制肌肉收縮以保護肌腱避免斷裂。
  • (D) 肌腱張力減少

    • 理由:這不是肌梭或高爾基腱器的主要興奮刺激。張力減少通常意味著肌肉放鬆或外力消失,並不會導致受器產生興奮性的動作電位大爆發。

答案解析

肌梭(Muscle Spindle)作為肌肉長度的偵測器,其結構設計就是為了在肌肉被**拉伸(長度增加)**時產生反應。當肌肉長度增加,肌梭興奮並傳送訊號至脊髓,促使支配該肌肉的 α\alpha-運動神經元興奮,令肌肉收縮以抵抗拉伸(維持長度)。因此,引起肌梭興奮的適當刺激是「肌肉長度增加」。

核心知識點

考生應對比記憶以下兩大本體感覺受器:

特徵肌梭 (Muscle Spindle)高爾基腱器 (Golgi Tendon Organ)
位置肌腹內 (與肌纖維並聯)肌腱連接處 (與肌纖維串聯)
敏感刺激肌肉長度 (Length) 及其變化率肌肉張力 (Tension)
興奮條件肌肉被拉長 (Stretch)肌肉強力收縮 (Contraction)
對應反射牽張反射 (Stretch reflex)<br>(導致肌肉收縮)反牽張反射 (Inverse stretch reflex)<br>(導致肌肉放鬆/自發性抑制)
傳入神經Ia (快速適應), II (慢速適應)Ib

參考資料

  1. Costanzo, L. S. (2018). Physiology (6th ed.). Elsevier. (Chapter on Sensory Systems: Muscle Spindles and Golgi Tendon Organs)
  2. Hall, J. E. (2015). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (13th ed.). Elsevier. (Chapter 55: Cortical and Brain Stem Control of Motor Function)
  3. Knyamed. (2024). Golgi Tendon Organ vs Muscle Spindle | Key Differences Explained!