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)與高爾基腱器(Golgi Tendon Organ, GTO)**對應刺激的差異。
- 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。
- 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
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(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。
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(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。
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(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。
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(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 -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
- Costanzo, L. S. (2018). Physiology (6th ed.). Elsevier. (Chapter on Sensory Systems: Muscle Spindles and Golgi Tendon Organs)
- Hall, J. E. (2015). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (13th ed.). Elsevier. (Chapter 55: Cortical and Brain Stem Control of Motor Function)
- Knyamed. (2024). Golgi Tendon Organ vs Muscle Spindle | Key Differences Explained!