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114年:物治基礎(2)

下列何者不能使消化道平滑肌去極化？

A肌肉的牽張（stretching）
B乙醯膽鹼的刺激
C正腎上腺素的刺激
D特定消化道激素的作用

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是 消化道平滑肌的電生理特性（Electrophysiology of GI Smooth Muscle），特別是影響膜電位（Membrane Potential）去極化（Depolarization）與過極化（Hyperpolarization）的因子。

消化道平滑肌的靜止膜電位是不穩定的，呈現週期性的波動，稱為慢波（Slow waves）或基礎電節律（Basic Electrical Rhythm, BER）。

  • 去極化（Depolarization）：膜電位變得較不負（更接近閾值），增加平滑肌興奮性，誘發動作電位（Spike potentials）並導致肌肉收縮。
  • 過極化（Hyperpolarization）：膜電位變得更負，降低平滑肌興奮性，導致肌肉舒張。

選項分析

  • A. 肌肉的牽張（stretching）：錯誤（會造成去極化）

    • 消化道平滑肌具有機械敏感性離子通道（Mechanosensitive ion channels）。當食團進入消化道造成管壁擴張（Stretching）時，會直接打開離子通道導致陽離子內流，使膜電位去極化。
    • 此外，牽張也會刺激腸神經系統（Enteric Nervous System）的感覺神經元，反射性地釋放興奮性神經傳導物質（如乙醯膽鹼），進一步促使平滑肌去極化與收縮（此即蠕動反射的基礎）。

  • B. 乙醯膽鹼的刺激（Stimulation by Acetylcholine）：錯誤（會造成去極化）

    • **乙醯膽鹼（ACh）是副交感神經（Parasympathetic nervous system）的主要神經傳導物質，也是消化道平滑肌主要的興奮性（Excitatory）**物質。
    • ACh 作用於平滑肌上的 M3 蕈毒鹼受體（Muscarinic receptors），活化非選擇性陽離子通道或抑制鉀離子通道，導致膜電位去極化，誘發動作電位並引起強烈收縮。

  • C. 正腎上腺素的刺激（Stimulation by Norepinephrine）：正確（不會造成去極化，而是過極化）

    • **正腎上腺素（Norepinephrine, NE）是交感神經（Sympathetic nervous system）的主要節後神經傳導物質，對消化道平滑肌具有抑制性（Inhibitory）**作用。
    • NE 作用於平滑肌細胞膜上的 α\alpha 或 β\beta 腎上腺素受體，通常會增加鉀離子（K+K^+）的通透性（使 K+K^+ 流出細胞）或活化鈉鉀幫浦，導致膜電位變得更負（即過極化/Hyperpolarization）。
    • 這會使平滑肌更難達到動作電位的閾值，從而抑制腸胃蠕動與收縮。

  • D. 特定消化道激素的作用（Action of specific gastrointestinal hormones）：錯誤（會造成去極化）

    • 許多消化道激素具有興奮平滑肌的作用，能使膜電位去極化。
    • 例如：胃泌素（Gastrin）、膽囊收縮素（CCK）、**運動素（Motilin）**等，都能增加平滑肌的興奮性與收縮力。雖然也有抑制性的激素（如 Secretin, GIP），但題幹問的是「何者不能」，而激素類別中確實存在能造成去極化的激素，因此不能選此選項作為絕對的否定因子。

答案解析

消化道平滑肌的活動受神經、體液及機械因素調節。

  • 使膜電位「去極化」（興奮）的因素包括：肌肉牽張、副交感神經刺激（ACh）、興奮性激素（Gastrin, Motilin, CCK）。
  • 使膜電位「過極化」（抑制）的因素主要為：交感神經刺激（Norepinephrine/Epinephrine）。

題目詢問「何者不能使消化道平滑肌去極化」，即尋找抑制性因子。正腎上腺素（Norepinephrine）會導致細胞膜過極化，抑制肌肉收縮，因此是正確答案。

核心知識點

考生應熟記影響消化道平滑肌膜電位的兩大類因子：

  1. 去極化因子（興奮性 →\rightarrow 收縮）：
    • 機械因素：牽張（Stretch）。
    • 神經因素：副交感神經（Acetylcholine）。
    • 荷爾蒙因素：Gastrin, CCK, Motilin, Serotonin。
  2. 過極化因子（抑制性 →\rightarrow 舒張）：
    • 神經因素：交感神經（Norepinephrine, Epinephrine）。
    • 荷爾蒙因素：Secretin, GIP, VIP (Vasoactive Intestinal Peptide), NO (Nitric Oxide)。

參考資料

  1. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 14th Edition. Chapter 63: General Principles of Gastrointestinal Function.
  2. Ganong's Review of Medical Physiology, 26th Edition. Section V: Gastrointestinal Function.
  3. Sanders KM. Regulation of gastrointestinal motility—insights from smooth muscle biology. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2016.
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