在正常生理狀況下，若將細胞外鈉或鉀離子濃度分別提高2 mM，在其他條件不變下，關於此兩種處理對細胞膜靜止電位產生的影響，下列何者最可能發生？
詳細解析
本題觀念
細胞膜的靜止膜電位（resting membrane potential，安靜狀態下細胞內外的電位差）主要由細胞膜對各種離子的通透性（permeability，離子能通過膜的難易程度）決定，而不是單純由離子的濃度差決定。這一題的重點在於，把細胞外的鈉離子（Na⁺）或鉀離子（K⁺）各提高2 mM 之後，哪一種離子的濃度變動對靜止膜電位影響比較大，以及提高鉀離子濃度會讓細胞膜往去極化（depolarization，電位變得比較不負、比較容易被激發）還是過極化（hyperpolarization，電位變得更負）的方向移動。掌握 Goldman-Hodgkin-Katz（GHK）方程式的基本概念，就能推導出正確答案。
選項分析
- A. 敘述提高鈉離子濃度造成的電位變化比提高鉀離子濃度大，且提高鉀離子濃度會造成過極化，這兩點方向都與生理學相反：安靜狀態下細胞膜對鉀離子的通透性遠高於鈉離子（約25至40倍），因此提高鉀離子濃度才是造成較大電位變化的一方，且方向是去極化而非過極化，故本敘述錯誤。
- B. 前半段「提高鈉離子濃度造成更大電位變化」的方向錯誤（實際上是鉀離子造成的變化較大），雖然後半段「提高鉀離子濃度造成去極化」的方向正確，但整體敘述仍因前半段錯誤而不成立，故本選項錯誤。
- C. 前半段「提高鈉離子濃度造成更小的電位變化」方向正確（因為鈉離子通透性低，小幅濃度變動影響有限），但後半段「提高鉀離子濃度造成過極化」方向錯誤，實際上是去極化，故本選項整體錯誤。
- D. 前半段方向正確：細胞膜對鉀離子的通透性遠高於鈉離子，因此同樣提高2 mM，鉀離子濃度變動對靜止膜電位的影響遠大於鈉離子；後半段也正確：提高細胞外鉀離子濃度會縮小細胞內外的鉀離子濃度梯度，讓鉀離子的平衡電位（E_K）變得比較不負，使膜電位往去極化方向移動。兩項敘述都與生理學相符，為正確答案。
答案解析
本題答案為 D。判斷關鍵在於先掌握「安靜膜對鉀離子通透性遠高於鈉離子」這個生理學基本原則，因此同樣幅度的濃度提高，鉀離子造成的膜電位變化會遠大於鈉離子；接著再判斷方向：提高細胞外鉀離子濃度會讓細胞內外的鉀離子濃度梯度變小，鉀離子的平衡電位隨之上升（變得比較不負），使整體靜止膜電位往去極化方向移動，而不是過極化。臨床上高血鉀（hyperkalemia，血中鉀離子濃度過高）之所以會造成心肌細胞過度興奮、甚至誘發心律不整，正是因為這種去極化效應讓電位依賴型鈉通道逐漸去活化，是這個生理機轉在臨床上的重要延伸。
核心知識點
複習這一題時，建議把 GHK 方程式的核心概念簡化成一句話記住：靜止膜電位主要由通透性最高的離子（也就是鉀離子）主導，因此鉀離子濃度的變動對靜止膜電位影響最大，而且小範圍內的濃度變化就足以造成明顯效果；相對地，鈉離子雖然平衡電位很正，但因為通透性低，小幅濃度變動影響有限。同時要記得「提高細胞外鉀離子濃度→去極化」「降低細胞外鉀離子濃度→過極化」這組方向性，並延伸連結到臨床上高血鉀、低血鉀對心臟節律的影響。
參考資料
- StatPearls: Physiology, Resting Potential. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK538338/
- UTHealth Neuroscience Online, Chapter 2. https://nba.uth.tmc.edu/neuroscience/s1/chapter02.html
- Sketchy Medical: Resting Membrane Potentials. https://www.sketchy.com/mcat-lessons/resting-membrane-potentials