112年:放射基礎(1)
聽覺系統的毛細胞(hair cell)釋放神經傳導物質需要下列那些離子參與?
A鈣離子、鉀離子
B鈣離子、鈉離子
C鉀離子、鈉離子
D鎂離子、鈉離子
詳細解析
本題觀念:
本題探討聽覺系統中,內耳毛細胞(hair cell)將機械性聲波刺激轉換為神經電訊號(神經傳導物質釋放)的生理機制。這牽涉到內耳淋巴液的離子成分特性,以及特定離子通道在細胞去極化(depolarization)與外吐作用(exocytosis)中所扮演的關鍵角色。
選項分析
- A. 鈣離子、鉀離子:正確。當聲波傳遞至內耳,基底膜的震動會使毛細胞頂部的靜纖毛(stereocilia)發生彎曲,進而藉由機械性牽引打開位於纖毛頂端的鉀離子(K⁺)通道。由於毛細胞頂部浸泡在富含鉀離子的內淋巴液(endolymph)中,鉀離子順著濃度梯度大量流入細胞內,造成毛細胞去極化。去極化隨後會促使位於毛細胞基底側的電壓門控鈣離子(Ca²⁺)通道開啟,鈣離子流入細胞內,進而誘發突觸小泡與細胞膜融合,釋放神經傳導物質(主要為麩胺酸,glutamate)至傳入神經纖維。因此,鉀離子負責引發去極化,鈣離子負責觸發神經傳導物質釋放,兩者皆為不可或缺的離子。
- B. 鈣離子、鈉離子:錯誤。在一般神經元中,去極化通常由鈉離子(Na⁺)內流引起;然而,聽覺毛細胞的去極化是依賴「鉀離子」的內流,而非鈉離子。
- C. 鉀離子、鈉離子:錯誤。雖然鉀離子確實參與了去極化過程,但神經傳導物質的釋放(突觸小泡外吐)必須仰賴鈣離子(Ca²⁺)的內流作為直接觸發訊號,鈉離子
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