115年:職治-解剖生理
有關電壓依賴性離子通道(voltage-gated ion channels)的敘述,下列何者正確?
A細胞膜的過極化(hyperpolarization),可以造成 L-型鈣離子通道的開啟
B細胞膜的去極化(depolarization),可以造成電壓依賴性鈉離子通道的開啟
C鈉離子通道的關閉,可以造成電壓依賴性鉀離子通道的開啟
D鉀離子通道的不活化(inactivation),可以造成細胞膜的過極化(hyperpolarization)
詳細解析
本題觀念
電壓依賴性離子通道會依膜電位改變開啟、關閉或進入不活化狀態,是動作電位形成的基礎。神經或肌肉細胞受到足夠刺激而去極化時,電壓依賴性鈉離子通道先快速開啟,Na⁺內流使膜電位更正;之後鈉離子通道不活化,延遲開啟的鉀離子通道讓K⁺外流,造成再極化,甚至短暫過極化。判斷本題時,要區分「去極化是啟動刺激」與「通道關閉或不活化是後續狀態」。
選項分析
- **A. 過極化造成L型鈣離子通道開啟—錯誤。**L型鈣離子通道通常由去極化促進開啟,並非由膜電位變得更負的過極化作為一般啟動條件。
- **B. 去極化造成電壓依賴性鈉離子通道開啟—正確。**膜電位變得較不負並達到閾值時,鈉離子通道的活化閘開啟,Na⁺快速內流,形成動作電位上升相。
- **C. 鈉離子通道關閉造成鉀離子通道開啟—錯誤。**兩者在動作電位中有時間上的先後,但鉀離子通道是受到去極化而開啟、且具有延遲特性,不是由鈉離子通道關閉直接當作開關觸發。
- **D. 鉀離子通道不活化造成過極化—錯誤。**過極化多發生在鉀離子通道仍開啟、K⁺持續外流而膜電位低於靜止電位時;通道不活化或關閉反而會減少外流,讓膜電位回復。
答案解析
答案為 B。典型動作電位可整理為:去極化達閾值→電壓依賴性Na⁺通道快速開啟→Na⁺內流造成上升相;接著Na⁺通道不活化,電壓依賴性K⁺通道開啟→K⁺外流造成再極化,延遲關閉時形成後過極化。A、C、D都混淆了通道的啟動刺激與動作電位不同階段,因此只有B正確。
核心知識點
- 去極化是電壓依賴性Na⁺通道與K⁺通道的共同上游刺激,但兩者開啟速度不同。
- Na⁺通道快速開啟後會不活化,構成不應期的重要部分。
- K⁺外流負責再極化;K⁺通道延遲關閉可造成後過極化。
- 「通道不活化」不等於「通道開啟」,要依各通道的門控狀態判讀。
- 在絕對不應期內,部分鈉離子通道處於不活化狀態,無法因為再刺激而立即重新開啟;這也說明鈉通道的不活化是動作電位單向傳播的重要基礎。
- 判讀選項時,若敘述把「去極化」改成「過極化」,或把「延遲開啟」改成「由另一通道關閉直接造成」,通常就是把時間序列顛倒。