📘 生理整合(考生完整複習版)

共 484 題 · 30 節。本版已整合教材骨架、題庫解析、搜尋與自測功能。

考生學習地圖

本冊定位

  • 跨系統生理調控與臨床數值推理。
  • 心肺腎內分泌整合、反射、公式與圖表。
  • 方向性、補償機轉與極端狀態。

建議讀法

  • 先讀每節教材骨架,建立「題目在問什麼」的分類感。
  • 再展開練習題,用逐題公布檢查題眼與排除理由。
  • 第二輪改用整節交卷,錯題回看同節高頻考點。

考前排序

  • 題數多的章節先讀,因為回報率最高。
  • 含數字、時間、禁忌、分期、分類的章節要最後再背一次。
  • 跨科章節用題眼歸位,不要只背單題答案。

自測規則

  • 答錯題要補三件事:正解關鍵字、錯選項為何錯、相鄰概念。
  • 看到「錯誤、最不適當、例外」先反向標記題幹。
  • 送分或多答題保留概念,不浪費時間鑽牛角尖。
本冊規模:共 484 題、30 節。考前若時間不足,優先搜尋自己常錯的關鍵字,再展開對應題庫重作。
先讀教材,再展開題庫自測

1. 腎上腺與HPA軸 [生理學] 32題

🎯 學習目標

  • 用「激素來源 → 受體型態 → 作用時序」三層架構,推導內分泌題的正確選項。
  • 釐清腎上腺髓質為何是自律神經系統的例外(節前交感神經直接支配)。
  • 以負回饋與作用時序,辨明胰島素急性 vs 慢性作用、皮質醇的多面向效應。
  • 掌握胰島 β 細胞「葡萄糖感測 → 胰島素分泌」的完整訊號鏈與關鍵分子。
  • 連結卵巢濾泡發育各階段的型態(antrum、cumulus oophorus、黃體壽命)。

📖 核心講解

一、腎上腺髓質:自律神經的「例外」

正常交感路徑要換一次神經元:節前(脊髓 T1–L2,釋放 ACh)→ 在交感神經節換神經元 → 節後(釋放 NE)→ 標的器官。

腎上腺髓質是唯一例外:嗜鉻細胞本身就是「特化的節後神經元」,所以節前交感神經(釋放 ACh)直接支配它,刺激後分泌腎上腺素(約 80%)+ 正腎上腺素(約 20%)入血,屬內分泌而非神經傳導。

> 一句話總結:髓質 = 沒有軸突的節後神經元;所以支配它的是「節前」纖維,傳導物質是 ACh 而非 NE。常見陷阱:誤選 postganglionic / NE。

二、皮質醇:一個激素、多個方向

作用面向方向機轉重點
血糖(糖質新生)升糖、抗胰島素 → 類固醇性糖尿病
免疫細胞嗜酸性球↓、淋巴球↓抑制免疫(eosinopenia、lymphopenia)
紅血球 (RBC)(輕度多血)RBC 不是免疫細胞,方向與白血球相反
骨骼骨量破骨↑、成骨↓、腸鈣吸收↓ → 骨質疏鬆
嗜中性球(demargination)從血管壁脫附入循環 → 數目假性上升

> 陷阱:把皮質醇「抑制白血球」誤推到 RBC。記法:皮質醇打免疫、養紅血球、拆骨頭。 庫欣症 → 骨鬆,故「增加骨量」是最不可能的選項。

>

> 補充:皮質醇對兒茶酚胺有容許作用(permissive effect)——血管平滑肌與心臟要靠皮質醇墊底,α 受體才能正常收縮;這是 Addison 危象(皮質醇缺乏)會低血壓的機轉。

三、胰島 β 細胞:葡萄糖感測的訊號鏈

β 細胞膜上的葡萄糖感測器是 GLUT2:高 Km(低親和力)、無飽和,使胞內葡萄糖能忠實反映血糖。完整推理鏈:

血糖↑ → GLUT2 攝入葡萄糖 → 代謝產 ATP → ATP/ADP↑ → 關閉 K_ATP 通道 → 膜去極化 → 電壓門控 Ca²⁺ 通道開 → Ca²⁺ 內流 → 胰島素胞吐。

這條鏈也解釋藥理:Sulfonylurea(磺醯尿素)直接關 K_ATP 通道促分泌(故低血糖風險)。

四、胰島素的作用時序(考「急性 vs 慢性」)

時間尺度主要效應
數秒(急性)GLUT4 轉位(肌肉/脂肪攝糖)、K⁺ 與胺基酸進細胞、活化 Na⁺/K⁺-ATPase
數分鐘活化醣解、肝醣合成酶;抑制糖質新生
數小時(慢性)蛋白質合成↑、脂肪生成、轉錄調控

> 陷阱:題目問「胰島素數秒內的作用」時,蛋白質合成屬數小時後作用,是錯誤選項。臨床連結:胰島素把 K⁺ 打進細胞 → 是高血鉀的急救用藥

五、激素溶解度決定受體位置

類別例子受體位置作用速度
類固醇(脂溶性)醛固酮、皮質醇、DHEA、性荷爾蒙細胞內(核/胞質)慢(調控轉錄)
甲狀腺素T3/T4(脂溶性)細胞內(核)
胜肽/兒茶酚胺(水溶性)胰島素、GH、腎上腺素細胞膜快(第二傳訊者)

腎上腺皮質激素全由膽固醇衍生 → 全為類固醇、脂溶性。陷阱:把皮質醇誤當膜受體激素。

> 受體型態小陷阱:胰島素、IGF-1 走「受體酪胺酸激酶(RTK)」,不是 GPCR;腎上腺素走 GPCR(α/β,cAMP/IP₃);類固醇與甲狀腺素走核受體。考題愛把胰島素誤標成 cAMP 路徑。

六、卵巢濾泡與月經週期型態

  • 濾泡發育:原始 → 初級 → 次級(出現 antrum 卵泡腔)→ 成熟濾泡(Graafian follicle)
  • Cumulus oophorus(卵丘):在 Graafian 階段,卵泡液撐大 antrum,把卵母細胞連同周圍顆粒細胞推到一側,即卵丘。
  • 黃體壽命:排卵後黃體(corpus luteum)若未受孕,約存活 14 天後退化為白體;受孕則由 hCG 維持。

> 記法:「antrum 一出現 → 已是次級;卵丘 → Graafian 才有。」

⭐ 高頻考點(含常見陷阱)

考點正解常見陷阱
腎上腺髓質的神經支配節前交感神經、ACh誤選節後/NE
皮質醇對 RBC促進(↑)套用「抑制白血球」誤答↓
皮質醇對骨骨量(骨鬆)誤選增加骨量
β 細胞葡萄糖感測器GLUT2(高 Km、無飽和)誤選 GLUT4
胰島素數秒急性作用GLUT4 轉位、K⁺/胺基酸攝取、Na⁺/K⁺-ATPase蛋白質合成當急性作用
皮質激素溶解度/受體類固醇、脂溶性、細胞內受體誤當膜受體
高血鉀急救機轉胰島素驅 K⁺ 入細胞誤以為排鉀
cumulus oophorus 出現時期成熟濾泡(Graafian)誤選初級濾泡
黃體未受孕壽命14 天與整個黃體期長度混淆

2. 胰島素與血糖代謝 [生理學] 14題

3. 生殖內分泌與月經週期 [生理學] 29題

4. 甲狀腺與副甲狀腺鈣調節 [生理學] 23題

5. 下視丘腦垂體與其他激素 [生理學] 18題

6. 肺容積與通氣 [生理學] 6題

🎯 學習目標

  • 用「PaO₂ vs SaO₂ vs Hb vs O₂ 含量」四欄表,秒判貧血、CO 中毒、缺氧型態。
  • 釐清氣體交換的擴散限制 vs 灌流限制,並能舉出代表氣體。
  • 推導 CO₂ 運輸三形式與 chloride shift 的雙向(組織 vs 肺)。
  • 用「氣道動態壓迫」解釋用力呼氣的流量限制(等壓點 EPP)。
  • 掌握呼吸商(RQ)數值與營養素對照,以及表面張力素、咳嗽反射要點。

📖 核心講解

一、缺氧鑑別的「萬用表」(國考最高頻)

關鍵:PaO₂ 與 SaO₂ 由肺通氣/吸入氣決定;O₂ 含量 = (1.34 × Hb × SaO₂) + 溶解氧

狀況PaO₂SaO₂Hb動脈 O₂ 含量機轉
正常正常正常正常正常
貧血正常正常Hb 量少,但每個 Hb 飽和度正常
CO 中毒正常正常CO 佔 O₂ 結合位 → carboxy-Hb;脈衝式血氧機會被騙(假性正常)
高山/肺病(低通氣)正常肺泡氧分壓不足

> 一句話總結:貧血是「車少」(PaO₂/SaO₂ 正常,只是 Hb 少);CO 中毒是「車被佔位」(PaO₂ 正常但 SaO₂ 掉)。 兩者 PaO₂ 都正常,給純氧對 CO 中毒尤其重要(加速 CO 解離)。

低血氧(hypoxemia,PaO₂↓)再用 A–a 差分流:A–a gradient = PAO₂ − PaO₂(室氣正常約 5–15 mmHg,隨年齡增)。

原因A–a 差給純氧能否矯正 PaO₂代表
通氣不足(hypoventilation)正常鴉片過量、神經肌肉病
高海拔(吸入氧分壓低)正常高山
V/Q 不均可(多數)氣喘、COPD、肺炎
擴散障礙肺纖維化、肺水腫
右到左分流(shunt)不可矯正(關鍵鑑別)肺塌陷實變、心內分流

> 關鍵:A–a 正常 → 想 hypoventilation 或高海拔;A–a 增大且吸純氧仍矯正不了分流(shunt)

二、擴散限制 vs 灌流限制

型態定義代表氣體
擴散限制(diffusion-limited)整段微血管都未達平衡,交換受膜阻力限制CO、運動時的 O₂、肺纖維化/肺水腫的 O₂
灌流限制(perfusion-limited)很快達平衡,交換量只受血流量限制N₂O、正常情況的 O₂ 與 CO₂

> 記法:CO 永遠擴散限制(它一上 Hb 就被吃掉,血漿分壓永遠拉不平);N₂O 永遠灌流限制。

三、CO₂ 運輸與 chloride shift(雙向)

CO₂ 三形式運輸:碳酸氫根(HCO₃⁻)約 70% > carbamino-Hb 約 23% > 溶解 7%

組織端(週邊微血管):CO₂ 進紅血球 → 碳酸酐酶(CA)催化 → H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻;HCO₃⁻ 經 AE1(Band 3,陰離子交換體) 流出血漿,Cl⁻ 反向進入 → 即 chloride shift

肺端:全程反向,HCO₃⁻ 回紅血球、Cl⁻ 出,重組 CO₂ 呼出。

> 陷阱:AE1 是交換體(exchanger),不是 cotransporter;且組織端是「HCO₃⁻ 流出」紅血球。

四、用力呼氣的氣道動態壓迫(等壓點)

用力呼氣時收縮呼氣肌 → 肋膜內壓可由負轉正(高於大氣壓)。氣道內壓沿途下降,當氣道內壓 = 肋膜內壓處即等壓點(EPP);EPP 下游(近口側)氣道外壓 > 內壓 → 動態壓迫,造成用力無關的最大呼氣流量(effort-independent)

> 臨床:阻塞性肺病(氣道易塌)在用力呼氣時最明顯 → FEV₁/FVC↓。陷阱題常問「用力呼氣時最不易發生?」→ 「肋膜內壓恆為負」是錯的。

五、呼吸商(RQ)與表面張力素、咳嗽反射

  • RQ = CO₂ 產生 / O₂ 消耗:碳水化合物 = 1.0(最高)> 蛋白質 ≈ 0.8 > 脂肪 ≈ 0.7;混合飲食約 0.82。
  • 表面張力素(surfactant):由 Type II 肺泡細胞分泌,主成分 DPPC;降低表面張力 → 防肺泡塌陷、提高順應性。糖皮質素促進胎兒肺成熟(早產用 betamethasone);不足 → 新生兒呼吸窘迫(NRDS)。
  • 咳嗽反射:傳入主要為迷走神經(+舌咽神經);最敏感觸發點為隆凸(carina)——氣管分叉處。

⭐ 高頻考點(含常見陷阱)

考點正解常見陷阱
貧血的 PaO₂/SaO₂兩者正常,僅 O₂ 含量↓誤以為 PaO₂↓
CO 中毒的血氧PaO₂正常、SaO₂脈衝血氧機假性正常 → 誤判
A–a 差正常的低血氧通氣不足 / 高海拔誤以為都是分流
吸純氧矯正不了的低血氧右到左分流(shunt)誤選 V/Q 不均
CO 的氣體交換型態擴散限制誤選灌流限制
正常 O₂/CO₂、N₂O灌流限制把 O₂ 一律當擴散限制
CO₂ 主要運輸形式HCO₃⁻(約 70%)誤選溶解或 carbamino 為主
組織端 chloride shiftHCO₃⁻ 紅血球、Cl⁻ 進(AE1)方向相反/誤認 cotransporter
RQ 最高的營養素碳水化合物 = 1.0誤選脂肪
surfactant 來源Type II 肺泡細胞誤選 Type I/細支氣管
咳嗽反射最敏感點隆凸(carina)誤選喉部/氣管下段
用力呼氣肋膜內壓可為正壓 → 動態壓迫誤認恆為負壓

7. 氣體運輸與血紅素 [生理學] 17題

8. 肺力學與順應性 [生理學] 10題

9. 呼吸調節與呼吸肌 [生理學] 8題

10. 肺氣體交換與擴散 [生理學] 6題

11. 血液、凝血與紅血球 [生理學] 14題

🎯 學習目標

  • Poiseuille 定律(Q ∝ r⁴) 量化血管半徑對血流/阻力的決定性影響。
  • 以「前負荷 vs 後負荷 vs 收縮力」拆解瓣膜疾病的代償方向。
  • 推導壓力感受反射(baroreflex)的完整反射弧與升/降壓方向。
  • 解釋冠狀動脈為何在舒張期充填,並連結心搏過速→心肌缺血。
  • 釐清房室瓣的支撐結構(乳突肌/腱索)與逆流機轉,以及耐力訓練的血液適應。

📖 核心講解

一、Poiseuille 定律:半徑是王道

Q = (ΔP × π × r⁴) / (8 × η × L);阻力 R ∝ 1/r⁴

  • 半徑加倍(r×2)→ 流量 ×2⁴ = 16 倍;阻力降為 1/16
  • 半徑減半 → 流量降為 1/16。

> 一句話總結:血管要調流量,動「半徑」最有效率(四次方)。 這就是小動脈(阻力血管)用平滑肌微調口徑即可大幅改變總週邊阻力(TPR)的原因。

二、瓣膜疾病的代償(用前負荷/後負荷思考)

瓣膜病血流動力學主要代償機轉
主動脈瓣逆流(AR)舒張期血由主動脈逆流回 LV容量負荷↑ → LV 離心性肥大;靠 Frank-Starling擴張血漿量支撐前負荷;故腎排鈉水↑、ANP↑(減容量)與代償方向相反
主動脈瓣狹窄(AS)後負荷↑LV 向心性肥大對抗高壓力負荷
二尖瓣逆流(MR)收縮期血逆流回 LALV/LA 擴大容量負荷

> Frank-Starling 機制:心肌纖維被拉得越長(前負荷↑),收縮力越強;這是 AR 用「擴容→拉長→增收縮」代償的核心。

> Laplace 定律連結:心室壁張力 T ∝ (P × r) / 厚度。AS(壓力 P↑)→ 增厚 → 向心肥大降張力;AR(容量使半徑 r↑)→ 離心肥大;心室擴大本身又抬高壁張力與耗氧,是心衰失代償的惡性循環。

三、房室瓣的支撐:乳突肌與腱索

收縮期 LV 壓力暴升,乳突肌收縮 + 腱索(chordae tendineae)拉緊瓣葉,防止瓣膜翻入心房。任一受損(如心肌梗塞致乳突肌斷裂、腱索斷裂)→ 瓣膜無法閉合 → 急性瓣膜逆流(血逆流回心房)

> 陷阱:乳突肌/腱索的功能是「防瓣膜翻入心房」,不是「打開瓣膜」。

四、壓力感受反射(baroreflex)——負回饋穩血壓

感壓受器位於頸動脈竇(CN IX)與主動脈弓(CN X),訊號送至延腦(NTS,非視丘)

血壓↑ → 感壓受器放電↑ →(延腦)→ 抑制交感 + 興奮副交感 → 心率↓、心收縮力↓、血管擴張 → 血壓↓(負回饋拉回)。血壓↓則反向。

感壓受器放電交感副交感心率血管淨效果
(偵測到高血壓)擴張降血壓
↓(偵測到低血壓)收縮升血壓

> 陷阱:訊號中繼站是延腦不是視丘;放電↑代表偵測到「高血壓」,故反射結果是「降壓」。

五、冠狀動脈血流:舒張期充填

收縮期心室壁張力擠壓壁內冠狀血管,左冠狀動脈血流幾乎被掐斷;故冠狀動脈主要在舒張期充填(主動脈瓣關閉、心室舒張時)。

> 臨床連結:心搏過速 → 舒張期縮短 → 冠脈灌流時間減少 → 易心肌缺血。這也是 β-blocker(減慢心率、延長舒張期)能改善心絞痛的原因。

六、耐力訓練的血液與心輸出適應

  • 帶氧能力↑ 主因:訓練(尤其高原)→ 腎臟 EPO↑ → 紅血球生成↑ → 血紅素總量↑
  • 運動中增加心輸出量的機制:① 交感神經活化(心率↑、心收縮力↑)② 呼吸幫浦(深呼吸增靜脈回流)③ 骨骼肌幫浦 ④ 局部代謝物(腺苷、K⁺、CO₂)使骨骼肌小動脈擴張降低 TPR。
  • 運動初期血壓上升時,感壓受器放電其實被抑制(允許交感升高心率),且副交感被抑制(非活化)。

> 補充:vWF(von Willebrand factor)由血管內皮細胞與巨核細胞製造(非平滑肌),儲於 Weibel-Palade body,介導血小板黏附與攜帶第八凝血因子。

⭐ 高頻考點(含常見陷阱)

考點正解常見陷阱
半徑加倍對血流流量 ×16(r⁴)誤算成 ×2 或 ×4
AR 的主要代償擴容 + Frank-Starling(前負荷↑)誤選 ANP↑/腎排鈉↑(方向相反)
乳突肌/腱索功能收縮期防瓣膜翻入心房誤認「開瓣」
感壓反射中繼站延腦(NTS)誤選視丘
感壓受器放電↑ 結果血管擴張、心率↓(降壓)誤推交感活化
冠狀動脈充填時相舒張期誤選收縮期
心搏過速致缺血機轉舒張期↓ → 冠脈灌流↓只記心率快、漏掉灌流
耐力訓練帶氧↑ 主因RBC↑(EPO)誤選肺活量/2,3-DPG 為主因
vWF 製造來源內皮細胞、巨核細胞誤選平滑肌

12. 心動週期與心音、瓣膜 [生理學] 13題

13. 血流動力學與血管調控 [生理學] 25題

14. 微血管與體液交換 [生理學] 5題

15. 壓力反射與失血代償 [生理學] 12題

16. 心電傳導與離子通道 [生理學] 13題

17. 感覺傳導路徑與反射 [生理學] 10題

🎯 學習目標

  • 用「脊髓會聚」理論解釋牽涉痛,並記住常見內臟→體表對應。
  • 釐清骨骼肌與平滑肌的興奮-收縮偶聯(EC coupling)差異(DHPR/RyR vs MLCK/MLCP)。
  • 建立運動控制階層:基底核與小腦負責「計畫/協調」,皮質負責「執行」。
  • 釐清味覺三神經(7-9-10)與三叉神經的分工,以及聽覺受器位置。
  • 用「鼻側交叉、顳側不交叉」推導視覺路徑與視野缺損。

📖 核心講解

一、牽涉痛(referred pain):脊髓會聚理論

內臟痛傳入纖維與體表(皮節)痛覺傳入纖維脊髓(非延腦)會聚到同一個二級神經元;大腦過去學習到的多是體表訊號,於是「誤判」內臟痛來自對應體表。

內臟牽涉部位共同脊髓節
心臟(心肌缺血)左胸、左臂內側、下顎T1–T4
膽囊/橫膈右肩(膈受刺激,膈神經 C3–C5);右上腹/右肩胛C3–C5(膈)、T5–T9(內臟)
闌尾(早期)肚臍周圍T10

> 一句話總結:會聚發生在脊髓,所以痛「跑錯地方」。 膽囊炎→右肩痛是經典(膈神經 C3–C5)。

二、骨骼肌 vs 平滑肌的興奮-收縮偶聯

骨骼肌(機械偶聯):AP → T 小管膜上 DHPR(電壓感測器) 構形改變 → 機械性開啟肌漿網上的 RyR1 → Ca²⁺ 釋入胞質 → 結合 troponin-C → tropomyosin 移位 → 橫橋循環收縮。不依賴胞外鈣

平滑肌(化學/磷酸化調控):Ca²⁺(多來自胞外)→ 結合 calmodulin → 活化 MLCK → 磷酸化肌凝蛋白輕鏈(MLC)→ 橫橋循環啟動。舒張靠 MLCP(myosin light-chain phosphatase) 去磷酸化 MLC → 停止循環。無 troponin

比較骨骼肌平滑肌
鈣感測蛋白troponin-Ccalmodulin
觸發開關RyR1(受 DHPR 機械活化)MLCK 磷酸化 MLC
關閉/舒張Ca²⁺ 回收(SERCA)MLCP 去磷酸化
鈣來源主要肌漿網胞外 + 肌漿網

> 陷阱:NM 接合處的是 nicotinic 受體(終板);muscarinic 屬自律神經;DHPR 只是電壓感測器,直接釋鈣的是 RyR

>

> 補充(平滑肌特性):latch state(閂鎖狀態)——MLC 去磷酸化後橫橋仍可緩慢維持附著,使平滑肌能以極低耗能長時間維持張力(如血管、括約肌);這是平滑肌不易疲勞的關鍵。骨骼肌則無此機制。

三、運動控制階層:誰計畫、誰執行

  • 大腦運動皮質:發出執行指令(經皮質脊髓束)。
  • 基底核:啟動/抑制動作、調節肌張力(病變 → 帕金森、亨丁頓)。
  • 小腦:協調、時序、平衡與動作學習;側部(neocerebellum)經視丘與運動/前額葉皮質形成迴路,參與複雜動作的計畫(planning/programming)

> 重點:隨意動作的「計畫與設計」由基底核 + 小腦共同參與,皮質非單獨完成。小腦病變 → 共濟失調、辨距不良(同側)。

四、特殊感覺:味覺、聽覺、視覺

味覺三神經(7-9-10):面神經 CN VII(舌前 2/3)、舌咽神經 CN IX(舌後 1/3)、迷走神經 CN X(咽/會厭),三者匯入延腦孤束核(NTS)三叉神經(CN V)管舌的一般感覺(觸/溫/痛),不傳味覺

聽覺受器:內耳耳蝸基底膜上的 Corti 氏器(內外毛細胞);毛細胞頂端靜纖毛偏折 → 機械門控通道 → 去極化。

視覺路徑(鼻交叉、顳不交叉):

視網膜接收視野在視交叉投射
鼻側顳側視野交叉到對側對側 LGN
顳側鼻側視野不交叉同側 LGN

> 記法:「鼻交、顳不交。」 視交叉受壓(如垂體大腺瘤壓中央鼻側纖維)→ 雙顳側偏盲

⭐ 高頻考點(含常見陷阱)

考點正解常見陷阱
牽涉痛會聚部位脊髓(二級神經元)誤選延腦/視丘
膽囊炎牽涉痛右肩(膈神經 C3–C5)誤選左肩(那是心臟)
骨骼肌直接釋鈣者RyR1(受 DHPR 機械活化)誤認 DHPR 直接釋鈣
平滑肌舒張關鍵酶MLCP(去磷酸化 MLC)與 MLCK 方向相反
動作計畫/設計基底核 + 小腦誤認皮質單獨完成
味覺神經CN VII / IX / XCN V(三叉) 當味覺
聽覺受器位置內耳(Corti 氏器)誤選中耳/前庭
顳側視網膜纖維視交叉不交叉同側 LGN誤以為全部交叉
視交叉受壓視野缺損雙顳側偏盲誤選同側偏盲
NM 接合處受體nicotinic(終板)誤選 muscarinic

18. 中樞神經與腦功能 [生理學] 30題

19. 視覺與感覺受器 [生理學] 37題

20. 肌肉收縮與興奮收縮偶合 [生理學] 30題

21. 其他神經生理 [生理學] 10題

22. 自主神經系統 [生理學] 5題

23. 神經傳遞物質與突觸 [生理學] 15題

24. 細胞膜與電位/運輸 [生理學] 18題

🎯 學習目標

  • 用「是否耗 ATP、順/逆濃度梯度」一刀切,分辨細胞膜四大運輸方式(單純擴散、促進性擴散、初級主動、次級主動)。
  • Nernst / GHK 方程理解靜止膜電位由何而來,並能預測「打開某離子通道後,膜電位往哪一個平衡電位移動」。
  • osmolarity(滲透濃度)vs tonicity(張力) 的差別,判斷細胞在不同溶液中是脹、是縮還是不變。
  • 記住身體最大離子梯度(胃壁細胞 H⁺-K⁺ ATPase)與各幫浦 / 載體的代表例子。

📖 核心講解

一、膜運輸總表:先問「耗不耗 ATP、順不順梯度」

方式耗 ATP?梯度方向需載體蛋白?代表例子
單純擴散順梯度否(直接穿脂雙層)O₂、CO₂、脂溶性類固醇
促進性擴散梯度是(通道/載體)GLUT2 運葡萄糖、K⁺ 漏電流
初級主動是(直接水解 ATP)梯度是(幫浦)Na⁺-K⁺ ATPase、H⁺-K⁺ ATPase、Ca²⁺ ATPase
次級主動否(借用既有離子梯度)被運物梯度是(共/逆向載體)SGLT(Na⁺ 順帶葡萄糖逆)、Na⁺-H⁺ 逆向

> 一句話總結:次級主動「不直接花 ATP,而是花 Na⁺-K⁺ ATPase 預先存好的 Na⁺ 梯度」。所以缺氧→ATP↓→Na⁺-K⁺ 泵停→Na⁺ 梯度塌→連帶 SGLT 等次級運輸全垮。

> Na⁺-K⁺ ATPase 是電生性(electrogenic)幫浦:每水解 1 ATP 泵出 3 個 Na⁺、泵入 2 個 K⁺(淨移出一正電荷),直接貢獻約 −4 mV 的膜電位,並維持胞內高 K⁺、低 Na⁺。考點常問「3 出 2 進」與其電生性。

  • 促進性擴散的本質:載體/通道只是降低活化能、加速運輸,不改變梯度大小、不逆梯度,最終仍趨向平衡。
  • 方向判讀技巧:看「該離子本身」是高→低(順)還是低→高(逆)。SGLT 中 Na⁺ 是順梯度(胞外高→胞內),葡萄糖才是逆梯度被「拖」進去。

二、最大離子梯度:胃酸的 H⁺-K⁺ ATPase

胃壁壁細胞(parietal cell) 的 H⁺-K⁺ ATPase 把 H⁺ 主動泵入胃腔,使胃液 pH 可低至 1,造成胞內外 H⁺ 濃度差約 10⁶ 倍——是全身最大的離子濃度梯度,遠大於 Na⁺-K⁺ ATPase 造成的 Na⁺/K⁺ 梯度(約 10–30 倍)。

> 考點:問「人體最大離子濃度梯度由哪個幫浦維持」→ H⁺-K⁺ ATPase(胃酸),不是 Na⁺-K⁺ ATPase。

三、靜止膜電位:Nernst → GHK → 通道開關方向

  • Nernst 電位(平衡電位):單一離子在「電」與「化學」驅動力相抵時的膜電位。37°C 時 \(E_{ion}=\frac{61}{z}\log\frac{[X]_o}{[X]_i}\)。典型值:E_K ≈ −90 mV、E_Na ≈ +60 mV、E_Cl ≈ −70 mV、E_Ca ≈ +120 mV(各細胞略有差異;下方表格為示意而取 E_K=−80)。
  • GHK 方程:多離子同時通透時的實際 Vm,由各離子通透度加權。靜止時膜對 K⁺ 通透最大 → Vm 最靠近 E_K(約 −70~−90 mV)
  • 黃金口訣:打開某離子通道,膜電位就往該離子的平衡電位「靠攏」。
情境(Vm = −75 mV)開哪個通道Vm 移向結果
E_Cl = −70開 Cl⁻(−70 > Vm)往 −70去極化(微小)
E_K = −80開 K⁺(−80 < Vm)往 −80過極化

> 所以當 E_K < Vm < E_Cl(本節題目情境,如 E_K=−80 < Vm=−75 < E_Cl=−70)時,開 Cl⁻ 與開 K⁺ 會把膜電位拉向相反方向——這正是常考的判斷點。

四、滲透壓與張力:細胞會脹還是會縮

  • Osmolarity(滲透濃度):溶液中所有溶質粒子濃度;正常血漿約 285–295 mOsm/L
  • Tonicity(張力):只算不能自由穿膜的溶質造成的有效滲透壓——決定細胞體積的是張力
溶液定義(相對血漿)紅血球放入後
高張(hypertonic)osmolarity > ~300 mOsm/L失水 → 皺縮(crenation)
等張(isotonic)≈ 285–295不變
低張(hypotonic)< 血漿進水 → 脹大/溶血

> 常見陷阱:高張液會讓紅血球皺縮,不是脹大;高張液滲透壓高於血漿、含水比例低於血漿。

五、細胞內鈣釋放:IP₃ 受器與 RyR

  • IP₃R(配體門控 Ca²⁺ 通道):位於平滑內質網(ER),與 IP₃ 結合 → 開通道 → Ca²⁺ 順梯度由 ER 釋入胞質。
  • SERCA(Ca²⁺ ATPase):把 Ca²⁺ 回收入 ER(方向相反,耗 ATP)。
  • 兩者方向相反:IP₃R 放鈣,SERCA 收鈣——別搞反。

⭐ 高頻考點(含常見陷阱)

考點正解常見陷阱
人體最大離子梯度H⁺-K⁺ ATPase(胃酸,~10⁶ 倍)誤選 Na⁺-K⁺ ATPase
SGLT 中 Na⁺ 的方向梯度(帶動葡萄糖逆梯度)誤以為 Na⁺ 也逆梯度
次級主動運輸能量來源借用 Na⁺ 電化學梯度(間接靠 ATP)誤認直接水解 ATP
促進性擴散作用降活化能、順梯度加速誤以為能逆梯度 / 改變梯度
開通道後膜電位走向往該離子平衡電位靠攏方向記反
E_K < Vm < E_Cl 時開 Cl⁻ 去極化、開 K⁺ 過極化兩者方向搞混 / 不等式記反
高張液中紅血球皺縮(失水)誤以為脹大
高張定義osmolarity > ~300 mOsm/L含水比例記反
ER 釋鈣機轉IP₃ + IP₃R 開通道誤選 Ca²⁺ ATPase(那是回收)

25. 胃腸生理 [生理學] 39題

🎯 學習目標

  • 掌握消化道四大激素(gastrin、CCK、secretin、GIP)的來源細胞、刺激因子與作用,能對照鑑別。
  • 理解胃排空調控與 enterogastric reflex,知道「脂肪入十二指腸」為何是最強煞車。
  • 釐清腸道神經與內分泌(ENS 組成、5-HT 來源、嘔吐中樞)及脂肪吸收的兩條路徑(門靜脈 vs 淋巴)。

📖 核心講解

一、胃腸激素總表(國考必背)

激素來源細胞/部位主要刺激主要作用
Gastrin胃竇 G cell蛋白質/胜肽、胃擴張、迷走(GRP)↑胃酸(經 ECL→histamine)、strong trophic(促胃黏膜增生)
CCK十二指腸 I cell脂肪、胺基酸↑胰酶分泌、膽囊收縮+Oddi 括約肌鬆弛、抑制胃排空、飽足感
Secretin十二指腸 S cell酸(低 pH)↑胰臟與膽管 HCO₃⁻(中和酸)、↓胃酸
GIP(glucose-dependent insulinotropic peptide / 胃抑制肽)十二指腸/空腸 K cell葡萄糖、脂肪↑胰島素(incretin 效應,主要作用);生理劑量下抑胃酸作用其實微弱

> 一句話辨別:Gastrin 管「酸+黏膜增生」、CCK 管「膽+胰酶」、Secretin 管「鹼性 HCO₃⁻ 中和酸」。陷阱常把 CCK(促胰酶)與 gastrin(促酸/增生)對調。

> 兩大 incretin = GIP + GLP-1(口服葡萄糖比靜脈注射更能升胰島素,即 incretin effect)。

> 壁細胞泌酸三路徑(高頻整合考點):壁細胞的 H⁺-K⁺ ATPase(質子幫浦) 受三種促泌素活化——ACh(迷走,M3)Gastrin(CCK_B 受體)Histamine(H₂,來自 ECL cell);三者協同,其中 histamine 是最終共同強化路徑。對應藥物:H₂ 阻斷劑(cimetidine)阻 histamine 一路、PPI(omeprazole)直接不可逆抑制質子幫浦(最強)

二、唾液分泌:交感、副交感「雙促進」

  • 與全身其他外分泌不同,唾液腺受交感與副交感雙重支配,且兩者皆促進分泌(並非一抑一促)。
  • 副交感(M3 受體,主導):量多、稀薄、富水與電解質。
  • 交感(β 受體):量少、黏稠、富含黏蛋白。
  • 唾液為低張液(分泌管段重吸收 Na⁺、Cl⁻ > 分泌 K⁺、HCO₃⁻)。

> 陷阱:誤以為交感「抑制」唾液(只是讓口乾感,因量少黏稠),實際兩者都是促進

三、胃排空調控(推理鏈:什麼最能踩煞車?)

病因/訊號 → 反應:

  • 食糜進入十二指腸 → 偵測 脂肪、酸、高張、擴張 → 觸發 enterogastric reflex(腸胃反射,迷走/腸神經) 與激素(CCK、secretin、GIP) → 抑制胃動力、延緩排空。
  • 最強抑制 = 脂肪進入十二指腸(經 CCK);其次酸與高張。
  • 擴張反而是促進排空的訊號,並非煞車——別選錯。

四、腸神經系統(ENS)與 5-HT、嘔吐中樞

  • ENS 組成:肌間神經叢 Auerbach/myenteric plexus(管蠕動)+黏膜下神經叢 Meissner/submucosal plexus(管分泌與血流)+ Cajal 間質細胞(ICC)= 節律起搏器(slow wave)
  • 結狀神經節(nodose ganglion)迷走神經感覺節,是外來神經,不屬於 ENS——典型陷阱選項。
  • 血清素(5-HT)約 90% 由腸道 enterochromaffin cells(EC cell)分泌,並非主要由腦;故止吐藥用 5-HT₃ 拮抗劑(ondansetron)
  • 嘔吐中樞位於延髓(medulla,腦幹),接收 CTZ(area postrema,血腦屏障外)、前庭、咽喉與腸道迷走傳入。

五、脂肪與營養吸收:兩條路徑

種類吸收後去向
長鏈脂肪酸(>12 碳)重新酯化成 TG → 包成 chylomicron → 進淋巴管(乳糜管) → 胸管
中短鏈脂肪酸(<12 碳,含<10 碳)水溶性高 → 直接由腸上皮 → 門靜脈 → 肝臟

> 記憶:「長走淋巴、短走門脈」。膽鹽負責乳化與形成 micelle,於迴腸末端主動再吸收(腸肝循環)。

膽汁/膽結石:膽固醇結石風險與膽固醇過飽和(膽固醇↑、膽鹽/卵磷脂↓)相關;題庫中此類比例題曾為送分題(答案不唯一),重點記「膽汁三成分比例失衡 → 膽固醇析出」。

⭐ 高頻考點

  • 唾液:交感+副交感皆促進(副交感量多稀薄、交感量少黏稠)。
  • 脂肪進入十二指腸 = 最強抑制胃排空(經 CCK+腸胃反射);胃擴張是促進。
  • 5-HT 約 90% 來自腸道 EC cell;嘔吐中樞在延髓(腦幹)
  • 長鏈脂肪 → 淋巴(chylomicron);短中鏈 → 門靜脈
  • Gastrin 具最強 trophic(促胃黏膜增生)效果;勿與 CCK(促胰酶)混淆。
  • nodose ganglion 是迷走感覺節,不屬 ENS;ENS = myenteric + submucosal + ICC。

常見陷阱

  • CCK 與 gastrin 功能對調(膽/胰酶 vs 酸/增生)。
  • 誤認交感「抑制」唾液分泌。
  • 把短鏈脂肪酸吸收路徑寫成淋巴管(應為門靜脈)。

26. 水分平衡與尿液濃縮(ADH) [生理學] 8題

🎯 學習目標

  • 用「腎絲球過濾 → 各段腎小管處理 → 集尿管調控」的順序,把腎臟功能串成一條因果鏈。
  • 掌握 GFR 的淨過濾壓公式,能由壓力變化推斷 GFR 升降。
  • 記熟各段腎小管的運輸蛋白與利尿劑作用位點(PCT、TAL、DCT、集尿管)。
  • 釐清逆流倍增、ADH/AQP2、醛固酮(含 escape)、酸鹼代償等高頻整合題。

📖 核心講解

一、GFR:淨過濾壓決定一切

腎絲球過濾的淨過濾壓(NFP):

> NFP = P_GC −(P_BS + π_GC)

> (腎絲球微血管靜水壓 − 鮑氏囊靜水壓 − 血漿膠體滲透壓)

變化對 NFP / GFR 的影響
鮑氏囊靜水壓 P_BS ↑(如尿路阻塞)抵抗過濾 → GFR ↓
入球小動脈收縮P_GC ↓ → GFR ↓
出球小動脈收縮(如低劑量 Ang II)P_GC ↑ → GFR ↑
血漿蛋白 ↓(如腎病)π_GC ↓ → GFR ↑

> 重點:超過濾(ultrafiltration)是腎絲球微血管的功能;腎小管管的是再吸收與分泌——別把兩者功能對調。

> 自我調節(autoregulation)兩機制:① 肌源性反應(myogenic)——入球小動脈遇壓力升高即收縮;② 管球回饋(tubuloglomerular feedback)——遠端小管 緻密斑(macula densa) 偵測到 NaCl↑(代表 GFR 太高),釋放 adenosine 使入球小動脈收縮、降 GFR。故 MAP 約 80~180 mmHg 範圍內 GFR 維持穩定。

> Ang II 整合考點:優先收縮出球小動脈 → 在腎血流(RBF)下降時仍維持 GFR;這正是 ACEI/ARB 在腎動脈狹窄患者反而使 GFR 驟降的機轉。

二、各段腎小管:運輸蛋白 + 利尿劑位點

主要工作頂膜運輸蛋白作用於此的利尿劑
近端小管(PCT)再吸收 ~65% Na⁺/水、全部葡萄糖、HCO₃⁻SGLT2(葡萄糖)、Na⁺-H⁺ 逆向碳酸酐酶抑制劑(acetazolamide)
亨利氏環粗升支(TAL)再吸收 Na⁺,稀釋尿液(不透水)NKCC2(Na⁺-K⁺-2Cl⁻)furosemide(loop)
遠曲小管(DCT)再吸收 Na⁺NCC(Na⁺-Cl⁻)thiazide
集尿管(主細胞)醛固酮調 Na⁺/K⁺、ADH 調水ENaC + AQP2spironolactone / amiloride
  • 葡萄糖再吸收只在 PCT(SGLT1/2 進、basolateral 的 GLUT2 出);遠端小管不吸收葡萄糖——常考錯誤敘述。
  • 基底外側膜Na⁺-K⁺ ATPase 把 Na⁺ 泵出,維持胞內低 Na⁺ 以驅動頂膜次級運輸;NKCC 在 TAL 頂膜,不在 PCT 基底外側膜
  • 利尿劑對鈣的相反效應(高頻陷阱):Loop(furosemide)抑制 TAL 的 NKCC2 → 跨上皮電位消失 → Ca²⁺/Mg²⁺ 再吸收↓ → 排鈣(低血鈣,故用於高血鈣);Thiazide 作用於 DCT → 反而促進 Ca²⁺ 再吸收 → 留鈣(可致高血鈣、減少腎結石)

三、尿液濃縮:逆流倍增與尿素

  • 逆流倍增靠 TAL 主動運出 Na⁺ + 髓質間質尿素再循環,建立髓質垂直滲透梯度(皮質 ~300 → 內髓 ~1200 mOsm/L)。
  • 低蛋白飲食 → 尿素生成↓ → 髓質尿素↓ → 滲透梯度減弱 → 尿液濃縮能力↓(不是增加)。

> 一句話:沒有尿素就建不起最深的滲透梯度,所以蛋白吃太少反而濃縮不了尿。

四、水的調控:ADH 與 AQP2

  • 集尿管主細胞頂膜AQP2 水通道,平時藏在胞內囊泡;ADH(vasopressin)→ V2 受體 → cAMP → PKA → AQP2 轉位至頂膜 → 水順滲透梯度被動重吸收。
  • AQP1 在 PCT 與亨利氏環下降支(本就一直開著);AQP 介導的是被動擴散,非主動運輸。
  • 缺 ADH 或 AQP2 缺陷 → 尿崩症(diabetes insipidus),大量稀尿。

五、醛固酮與「逃脫現象」

  • 醛固酮 → 集尿管主細胞 ↑ENaC、↑Na⁺-K⁺ ATPase → 保 Na⁺、排 K⁺/H⁺
  • 醛固酮逃脫(aldosterone escape):持續高醛固酮 → 體液/血壓↑ → ANP 釋放 + 壓力性鈉利尿(pressure natriuresis) → 約 1~2 週內尿鈉排泄回升、Na⁺/體液回到新平衡(所以不會無限制水腫)。關鍵:逃脫的只有「保鈉」,排 K⁺/H⁺ 的作用不會逃脫 → 仍持續低血鉀、代謝性鹼中毒(原發性醛固酮過多症的典型表現)。

六、酸鹼整合:DKA 的腎臟代償

  • 糖尿病酮酸中毒(DKA,如血糖 380 mg/dL + 酮酸):代謝性酸中毒
  • 腎臟代償:幾乎把濾過的 HCO₃⁻ 全部再吸收(經 PCT Na⁺-H⁺ + 碳酸酐酶),並增加 NH₄⁺ / 可滴定酸排泄 → 尿中 HCO₃⁻ 不會增加
  • 呼吸代償:Kussmaul 呼吸(深快)排 CO₂。

⭐ 高頻考點(含常見陷阱)

考點正解常見陷阱
鮑氏囊靜水壓↑抵抗過濾 → GFR ↓誤以為反射調節或上升
超過濾是誰的功能腎絲球微血管誤認腎小管功能
葡萄糖再吸收部位僅近端小管(PCT)加上遠端小管即錯
PCT 基底外側膜泵Na⁺-K⁺ ATPase誤填 NKCC(那在 TAL 頂膜)
低蛋白飲食對濃縮尿降低(尿素↓→梯度弱)誤以為增強
AQP2 轉位ADH(V2→cAMP→PKA) 調控誤認 AQP1 / 主動運輸
醛固酮逃脫1~2 週內尿鈉恢復,不能持續 >2 週誤以為可長期逃脫
DKA 尿 HCO₃⁻不增加(幾乎全再吸收)誤以為大量排出
Furosemide 位點TAL 的 NKCC2與 thiazide(DCT NCC)混淆
利尿劑對血鈣Loop 排鈣(低 Ca)、Thiazide 留鈣(高 Ca)兩者方向記反
GFR 自我調節肌源性 + 管球回饋(緻密斑→adenosine)誤以為單靠神經/激素

27. 腎小管運輸與再吸收 [生理學] 15題

28. 腎絲球過濾與清除率計算 [生理學] 10題

29. 電解質與酸鹼平衡 [生理學] 9題

30. 體溫/運動/整合生理 [生理學] 3題

🎯 學習目標

  • 掌握體溫調節的中樞(下視丘)、感測與產熱/散熱機制,並能定位發燒、中暑的失調點。
  • 用「時間軸」排出運動時肌肉 ATP 的三大供能系統(磷酸肌酸 → 糖解 → 有氧)。
  • 釐清惡性貧血(pernicious anemia) 的自體免疫機轉與 B₁₂ 缺乏的整合表現。

📖 核心講解

一、體溫調節:下視丘是恆溫器

  • 體溫調節中樞 = 下視丘(hypothalamus)
  • 前區 / 視前區(anterior / preoptic area):感測血液溫度、整合皮膚溫覺傳入,主導散熱(出汗、皮膚血管擴張)。
  • 後區(posterior):主導產熱/保溫(顫抖、皮膚血管收縮)。
  • 定位記憶:前區管「散熱」受損 → 體溫過高(hyperthermia);後區管「產熱」受損 → 體溫過低/失溫(poikilothermia)
  • 散熱方式:輻射、傳導、對流、蒸發(出汗)——高溫高濕環境下蒸發效率下降,易中暑。
狀態機轉設定點(set point)
發燒(fever)pyrogen → ↑PGE₂ → 下視丘上調設定點上移(故畏寒、顫抖產熱)
中暑(heatstroke)散熱失效、體溫超過調控不變,是調節失敗

> 一句話:發燒是「恆溫器被調高」,中暑是「恆溫器壞了散不掉熱」。NSAID/acetaminophen 退燒靠抑制 PGE₂ 把設定點調回。

> 陷阱:premotor cortex 管運動計畫、cerebellum 管協調、amygdala 管情緒——都不是體溫中樞

二、運動供能:依時間軸排序的三系統

階段供能系統持續時間關鍵
第 0~2 秒既存 ATP極短肌肉儲存的 ATP,瞬間耗盡
接著 ~10–15 秒磷酸肌酸(creatine phosphate, CP)數秒~十餘秒creatine kinase 把 CP 的高能磷酸轉給 ADP → 立即補 ATP(無需 O₂)
數十秒~~2 分鐘無氧糖解(anaerobic glycolysis)生成乳酸,快但效率低(每葡萄糖僅 2 ATP)
持續運動(>2 分鐘)有氧氧化磷酸化需 O₂,ATP 產量最高(每葡萄糖 ~30–32 ATP)

> 一句話:「秒級靠磷酸肌酸,分鐘級靠糖解,長時間靠有氧。」 短跑 100m 主要靠 CP + 糖解;馬拉松靠有氧。

三、惡性貧血(pernicious anemia):B₁₂ 整合題

  • 病因:自體免疫破壞胃壁細胞(parietal cell)/ 抗內因子抗體內因子(intrinsic factor)缺乏 → 維生素 B₁₂ 無法在迴腸末端吸收
  • 表現(整合三系統):
  • 血液:巨母紅血球性貧血(megaloblastic anemia),MCV↑、過分節中性球。
  • 神經:亞急性合併退化(subacute combined degeneration)——後索 + 側索受損 → 本體感覺/振動覺異常、無力(B₁₂ 特有,葉酸缺乏無此神經症狀)。
  • 消化:萎縮性胃炎、舌炎。
  • 治療:補充 B₁₂(肌肉注射) 可改善;口服葉酸雖能矯正血液學,但無法逆轉神經損害,甚至可能掩蓋診斷。
比較B₁₂ 缺乏葉酸缺乏
貧血型態巨母紅血球巨母紅血球
神經症狀有(SCD)
同半胱胺酸(homocysteine)
甲基丙二酸(MMA)正常

> 鑑別關鍵:MMA↑ 且有神經症狀 → B₁₂;只血液異常無神經症狀 → 想葉酸。

⭐ 高頻考點(含常見陷阱)

考點正解常見陷阱
體溫調節中樞下視丘(hypothalamus)誤選 premotor cortex / cerebellum / amygdala
發燒機轉PGE₂ → 設定點上移與中暑(調節失敗)混淆
運動最初幾秒 ATP 來源磷酸肌酸(CP)誤選糖解 / 有氧
CP 補 ATP 的酶creatine kinase
惡性貧血病因內因子缺乏(自體免疫)→ B₁₂ ↓誤以為缺鐵 / 缺葉酸
惡性貧血治療B₁₂(注射)用葉酸→掩蓋神經損害
B₁₂ vs 葉酸鑑別B₁₂ 缺乏有神經症狀、MMA↑誤以為兩者神經表現相同