106年:職治-解剖生理

維持靜止膜電位的穩定,主要需賴下列何種膜運輸蛋白?

ANa⁺-Ca²⁺ exchanger
BNa⁺-K⁺ ATPase
CNa⁺ channel
DCa²⁺ channel

詳細解析

本題觀念

細胞的靜止膜電位是膜內外電荷分布不同所形成的電位差。此時細胞膜對鉀離子的通透性較高,鉀離子會沿濃度梯度向外移動,使膜內相對帶負電;但細胞也會有少量鈉離子向內漏。若沒有持續運輸來維持內高鉀、外高鈉的分布,這些離子梯度會逐漸消失,靜止膜電位便無法長期維持。鈉鉀幫浦(Na⁺/K⁺-ATPase)利用三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP),將鈉離子送出細胞並把鉀離子帶回細胞,是維持這些梯度的主要運輸蛋白。

選項分析

A. 鈉鈣交換器(Na⁺/Ca²⁺ exchanger)主要借用鈉離子梯度調節細胞內鈣離子,常協助鈣離子移出細胞。它本身依賴既有的鈉離子梯度運作,並不負責建立或補回細胞內高鉀、細胞外高鈉的主要分布,因此不是本題所問維持膜電位穩定的主要蛋白。

B. Na⁺-K⁺ ATPase 即鈉鉀幫浦,每消耗一個 ATP,會把 3 個 Na⁺送到細胞外,並將 2 個 K⁺送進細胞。這不只維持兩種離子的濃度差,也因每次循環淨移出一個正電荷,直接讓膜內稍微偏負。它因此能補回靜止時持續發生的離子漏流,讓靜止膜電位保持穩定。

C. 鈉離子通道(Na⁺ channel)是讓鈉離子通過細胞膜的通道。通道開啟時,鈉離子依電化學梯度進入細胞,會使膜內變得較不負,形成去極化;通道不會消耗 ATP 逆著梯度搬運鈉離子,也不能維持鈉、鉀的濃度差。

D.

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