115年:物治基礎(1)

有關骨骼肌內感覺受器功能與接受刺激種類之配對敘述,下列何者錯誤?

A初級肌梭( primary muscle spindle )-增加主動肌興奮性與降低拮抗肌的興奮性-接受牽拉速率刺激
B高基氏器( Golgi tendon organ )-降低主動肌興奮性與增加拮抗肌興奮性-接受肌肉肌腱間的力量刺激
C機械受器-增加心血管和換氣輸出與抑制中樞運動驅動-接受肌肉牽拉刺激
D代謝受器-增加心血管和換氣輸出與抑制中樞運動驅動-接受肌肉新陳代謝變化刺激

詳細解析

本題觀念:

本題主要測驗骨骼肌內不同感覺受器(Sensory Receptors)的功能(反射反應或生理調節)與其對應的刺激來源(Stimulus)。主要涉及四大類受器:

  1. 肌梭 (Muscle Spindle):負責長度與牽拉速率監測,參與牽張反射。
  2. 高基氏器 (Golgi Tendon Organ, GTO):負責肌張力/力量監測,參與逆牽張反射。
  3. 機械受器 (Mechanoreceptors, Group III afferents):負責感測肌肉收縮時的機械壓力/變形,參與運動升壓反射 (Exercise Pressor Reflex)。
  4. 代謝受器 (Metaboreceptors, Group IV afferents):負責感測代謝產物,參與運動升壓反射。

選項分析

  • A. 初級肌梭(primary muscle spindle)-增加主動肌興奮性與降低拮抗肌的興奮性-接受牽拉速率刺激

    • 分析:正確。
    • 理由:初級肌梭(Group Ia afferents)主要纏繞在梭內肌纖維的核袋(nuclear bag)中央,對肌肉長度的變化速率(dynamic stretch)非常敏感。當受到牽拉刺激時,會誘發牽張反射(Stretch Reflex),經由單突觸反射弧使主動肌收縮(興奮性增加),並透過中間神經元使拮抗肌放鬆(興奮性降低,即相互抑制 Reciprocal Inhibition)
  • B. 高基氏器(Golgi tendon organ)-降低主動肌興奮性與增加拮抗肌興奮性-接受肌肉肌腱間的力量刺激

    • 分析:正確。
    • 理由:高基氏器(Group Ib afferents)位於肌肉與肌腱交界處,與肌纖維呈串聯排列。其主要功能是偵測肌肉收縮產生的張力/力量(Force/Tension)。當張力過大時,會誘發逆牽張反射(Inverse Stretch Reflex 或 Autogenic Inhibition),抑制主動肌(降低興奮性)並興奮拮抗肌,以保護肌肉避免斷裂。
  • C. 機械受器-增加心血管和換氣輸出與抑制中樞運動驅動-接受肌肉牽拉刺激

    • 分析錯誤
    • 理由
      1. 此處的「機械受器」是指Group III 傳入神經(Ergoreceptors 的一部分),它們與 Group IV(代謝受器)共同參與運動升壓反射(Exercise Pressor Reflex)
      2. 功能面:它們的確會傳入回饋訊號至腦幹,導致心跳、血壓及換氣量增加,並且在疲勞時會抑制大腦皮質的運動驅動(Inhibit central motor drive),導致中樞神經疲勞(Central Fatigue)。此部分敘述在現代運動生理學觀點下是正確的。
      3. 刺激來源面(錯誤點):雖然 Group III 受器對牽拉(Stretch)有反應,但在生理學分類上,「肌肉牽拉刺激」是肌梭(選項 A)的專一性定義刺激。Group III 機械受器主要接受的刺激是肌肉收縮時產生的機械變形、擠壓或壓力(Mechanical deformation/Pressure)。若將刺激單純描述為「肌肉牽拉」,容易與肌梭混淆,且不足以區分其與肌梭的特性差異。在考題配對中,Group III 對應的應為「機械變形/壓力」,而「牽拉」應保留給肌梭。
  • D. 代謝受器-增加心血管和換氣輸出與抑制中樞運動驅動-接受肌肉新陳代謝變化刺激

    • 分析:正確。
    • 理由:代謝受器(Group IV afferents)主要對肌肉內的化學環境變化(如 pH 值下降、乳酸堆積、ATP、Bradykinin 等)敏感。興奮後同樣會引起運動升壓反射(增加心血管與換氣輸出),並回饋抑制中樞運動驅動,促進中樞疲勞感。

答案解析

本題要求選出錯誤的敘述。選項 (C) 的錯誤在於刺激來源的描述不精確或與選項 (A) 重疊。雖然 Group III 機械受器對牽拉也有反應,但在生理學的標準分類中,肌梭(Muscle Spindle)才是專門負責偵測「肌肉牽拉(Stretch)」的受器,而 Group III 機械受器主要負責偵測肌肉收縮時的**「機械壓力或變形(Distortion/Pressure)」**。此外,若將 C 選項的「機械受器」廣義解釋為包含肌梭,則其功能(增加心血管輸出)並非肌梭的主要反射功能(肌梭主要是脊髓層次的動作控制),故 C 為明顯錯誤選項。

核心知識點

考生應對照記憶以下四種肌肉感覺受器的特徵:

受器種類傳入神經纖維主要刺激 (Stimulus)主要反射/功能 (Response)
初級肌梭 (Primary Spindle)Group Ia肌肉牽拉速率 (Rate of Stretch)、長度牽張反射:興奮主動肌、抑制拮抗肌
次級肌梭 (Secondary Spindle)Group II肌肉長度 (Static Length)牽張反射:維持肌肉張力
高基氏器 (GTO)Group Ib肌肉張力/力量 (Tension/Force)逆牽張反射:抑制主動肌、興奮拮抗肌
機械受器 (Mechanoreceptors)Group III機械變形/壓力 (Pressure/Distortion)運動升壓反射:增加心率、血壓、換氣;中樞疲勞:抑制中樞運動驅動
代謝受器 (Metaboreceptors)Group IV代謝產物 (Metabolites: H+, K+, etc.)運動升壓反射:增加心率、血壓、換氣;中樞疲勞:抑制中樞運動驅動

參考資料

  1. Powers, S. K., & Howley, E. T. (2018). Exercise Physiology: Theory and Application to Fitness and Performance. (關於 Group III/IV afferents 在 Exercise Pressor Reflex 與 Central Fatigue 的角色)
  2. Kaufman, M. P., et al. (2002). Group III and IV muscle afferents: role in the exercise pressor reflex. (確認 Group III 為機械受器,Group IV 為代謝受器)
  3. Amann, M., et al. (2015). Group III and IV muscle afferents: role on central motor drive and clinical implications. (確認 Group III/IV 會抑制 Central Motor Drive)
  4. 考選部歷屆試題:本題對應於西元 2026 年(民國 115 年)之預測或模擬試題形式。