11.飲食中鈣質攝取不足時,人體維持鈣恆定作用(calcium homeostasis)的機制,下列何者正確?①鈣三醇 (calcitriol)促進腸道的鈣吸收率 ②副甲狀腺素減少尿鈣流失 ③甲狀腺素促進破骨作用(bone resorption) ④骨骼貯存的鈣質可供維持血中濃度所需 ⑤成骨細胞(osteoblasts)活性增加
(A)①②③
(B)①②④
(C)①④⑤
(D)②③④
統計: A(25), B(167), C(30), D(27), E(0) #3821986
詳解 (共 4 筆)
②副甲狀腺素減少尿鈣流失
③副甲狀腺素促進破骨作用(bone resorption)
④骨骼貯存的鈣質可供維持血中濃度所需
⑤成骨細胞(osteoblasts)活性降低
本題正確答案為 (B) ①②④。
當人體飲食中鈣質攝取不足時,維持血鈣恆定(calcium homeostasis)的生理調節機制主要透過以下方式運作:
- ① 鈣三醇 (calcitriol) 促進腸道的鈣吸收率(正確):當血清鈣離子濃度因飲食攝取不足而降低時,會刺激副甲狀腺分泌副甲狀腺素(PTH)。PTH會活化腎臟中的 1α-羥化酶,將維生素 D 的前驅物轉化為具生理活性的 calcitriol(即 1,25-二羥基維生素D3)。鈣三醇能作用於十二指腸及空腸上皮細胞核,藉由基因組效應誘導編碼 TRPV6 通道蛋白、小細胞攜鈣蛋白 calbindin-D9k 及基底膜鈣泵的基因轉錄,從而顯著促進並增強小腸對鈣的主動再吸收率。
- ② 副甲狀腺素減少尿鈣流失(正確):當血鈣偏低時,分泌出的 PTH 會直接作用於腎臟,刺激遠端腎小管的鈣離子通道蛋白(如 TRPV5),加強鈣離子的主動再吸收回血液中,使再吸收率可達 98% 以上,從而有效減少鈣質隨尿液流失。
- ③ 甲狀腺素促進破骨作用 (bone resorption)(錯誤):在低血鈣的生理調節中,負責促進破骨作用(骨吸收)以釋放骨鈣的是 PTH 與 calcitriol,而非甲狀腺素。甲狀腺中濾泡旁細胞(C細胞)所分泌的鈣調節荷爾蒙為 降鈣素 (calcitonin),其作用是在血鈣過高時分泌,藉由「抑制」破骨細胞活性來減少骨吸收,降低血鈣,其作用與促進破骨相反。
- ④ 骨骼貯存的鈣質可供維持血中濃度所需(正確):人體有超過 99% 的鈣儲存於骨骼與牙齒中。當飲食鈣攝取不足導致血清鈣濃度下降時,副甲狀腺素與活性維生素D會協同刺激破骨細胞發育與活化,促使骨骼基質溶解,將骨骼中貯存的鈣離子釋放(調用)至血液中,以維持正常的血鈣濃度。
- ⑤ 成骨細胞 (osteoblasts) 活性增加(錯誤):在缺鈣且需要提升血鈣的生理狀態下,人體調節機制會傾向進行骨吸收以釋放鈣質,此時成骨細胞(造骨細胞)建構骨骼的活性不會增加。相反地,PTH 與 calcitriol 會作用於成骨細胞上的受體,刺激其分泌 RANKL 配體,進而結合並刺激未成熟的破骨細胞前驅物分化為成熟的 破骨細胞 來溶解骨骼。因此,此階段實質活性增加的是負責骨吸收的 破骨細胞,而非成骨細胞。
這題考的是生理學與營養學中最核心的「鈣恆定機制」。當血液中的鈣離子(血鈣)濃度下降時,身體會啟動一系列的荷爾蒙調控,以維持血鈣的穩定。
正確答案為 (B) ①②④。
? 解析:為什麼 (B) 是正確的?
當血鈣濃度降低時,身體會啟動以下路徑:
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① 正確:鈣三醇 (Calcitriol, 即活性維生素 D) 促進吸收
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當副甲狀腺素 (PTH) 分泌增加,會促進腎臟將維生素 D 轉化為活性形式(鈣三醇)。鈣三醇會作用於小腸,增加鈣結合蛋白(calbindin)的合成,進而促進腸道對鈣的吸收率。
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② 正確:副甲狀腺素 (PTH) 減少尿鈣流失
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PTH 的主要功能之一是作用於腎小管,促進鈣離子的重吸收 (Reabsorption),減少鈣質經由尿液排出,藉此保留體內的鈣。
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④ 正確:骨骼貯存的鈣質可供維持血中濃度
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當血鈣過低,PTH 會作用於骨骼,促進破骨細胞(osteoclasts)活化,將儲存在骨骼基質中的鈣質釋放到血液中,這是人體維持血鈣恆定的「大型倉庫」。
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? 解析:為什麼其他選項是錯的?
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③ 錯誤:甲狀腺素不是關鍵因子
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維持鈣恆定的主角是「副甲狀腺素 (PTH)」,而非甲狀腺素 (Thyroxine)。另外,與降血鈣有關的荷爾蒙是甲狀腺分泌的「降鈣素 (Calcitonin)」,它會抑制破骨作用,與題幹敘述的方向相反。
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⑤ 錯誤:成骨細胞 (Osteoblasts) 活性增加
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在鈣不足時,身體需要的是「釋出骨鈣」,所以啟動的是破骨細胞 (Osteoclasts) 的活性。成骨細胞 (Osteoblasts) 的主要功能是「造骨」(將血液中的鈣沉積到骨骼中),因此這與維持血鈣的需求是背道而馳的。
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? 關鍵知識總整理:【鈣恆定機制的「存與取」】
「低血鈣,啟動 PTH;腸道吸(①)、腎臟留(②)、骨骼釋(④)。成骨細胞休息,破骨細胞工作。」
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考場防錯心法:
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破骨細胞 (Clast):負責「吃掉」骨頭,提高血鈣。
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成骨細胞 (Blast):負責「堆積」骨頭,降低血鈣。
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這題只要區分清楚「升高血鈣」的機制(①②④)與「降低血鈣」的機制(如降鈣素),就能輕鬆拿分。
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