107年:放射基礎(2)

下列兩個生理現象的比較,何者正確? ①以聲波刺激內耳之毛細胞引起聽覺 ②以光線刺激視網膜之桿細胞引起視覺

A兩者皆不發生動作電位
B兩者皆發生動作電位
C毛細胞發生動作電位,桿細胞則不發生動作電位
D桿細胞發生動作電位,毛細胞則不發生動作電位

詳細解析

本題觀念:

本題比較兩種感覺接受器(毛細胞與桿細胞)的電生理特性,核心問題是:這兩種細胞在受到適當刺激後,是否會產生動作電位(action potential)?

毛細胞(hair cell)是內耳的機械感受器,將聲波振動轉換為神經訊號;桿細胞(rod cell)是視網膜的光感受器,對光線作出反應。兩者都屬於二級感覺接受器細胞,其電生理特性與一般神經元不同。

選項分析

(A) 兩者皆不發生動作電位正確答案

毛細胞與桿細胞均產生的是接受器電位(receptor potential),而非動作電位:

  • 毛細胞:聲波使纖毛束(stereocilia)偏移,拉開頂端連接(tip links),機械敏感性離子通道(主要為 K+\text{K}^+ 通道)打開,K+\text{K}^+ 流入使細胞去極化,產生「接受器電位」。毛細胞本身不發生動作電位,而是透過去極化觸發突觸端 Ca2+\text{Ca}^{2+} 流入,釋放麩胺酸(glutamate)給聽神經纖維,再由聽神經產生動作電位。
  • 桿細胞:在黑暗中,高濃度 cGMP 維持 CNG 通道(cyclic nucleotide-gated channel)開放,Na+\text{Na}^+ 持續流入(暗電流),細胞呈現較去極化狀態(約 −40 mV)。光線

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