105年:營養生理生化(1)

下列那一種離子對神經細胞的靜止膜電位( resting membrane potential )影響最大?

A鈉離子
B鉀離子
C氯離子
D鈣離子

詳細解析

本題觀念:

靜止膜電位(resting membrane potential)的形成主要取決於細胞膜對各離子的通透性,以及各離子在細胞內外的濃度差。鉀離子(K⁺)在靜止狀態下具有最高的膜通透性,是決定靜止膜電位的最主要離子。

選項分析

(A) 鈉離子(Na⁺) 靜止狀態下,細胞膜對 Na⁺ 的通透性極低,約僅為 K⁺ 通透性的 1/20(5%)。雖然 Na⁺ 在靜止膜電位的形成中有一定貢獻,但影響遠小於 K⁺。Na⁺ 的平衡電位約為 +65 mV,與靜止膜電位 -70 mV 相差甚遠,故影響較小。

(B) 鉀離子(K⁺) 靜止狀態下,神經細胞膜上存在大量 K⁺ 漏出通道(leak channels),使膜對 K⁺ 的通透性遠高於其他離子。根據 Goldman-Hodgkin-Katz 方程式(Goldman equation),靜止時 PK:PNa:PCl=1:0.05:0.45P_{K} : P_{Na} : P_{Cl} = 1 : 0.05 : 0.45,K⁺ 通透性最高。K⁺ 的平衡電位(Nernst potential)約為 -90 mV,非常接近靜止膜電位(約 -70 mV),因此 K⁺ 是決定靜止膜電位最主要的離子。

(C) 氯離子(Cl⁻) Cl⁻ 的通透性約為 K⁺ 的 45%,影響程度介於 Na⁺ 與 K⁺ 之間。Cl⁻ 的平衡電位接近靜止膜電位,但其角

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