115年:營養生理生化(1)

關於細胞間交界處的連結構造與其功能的敘述,下列何者錯誤?

A緊密接合(tight junction):血腦屏障維持
B緊密接合(tight junction):腸道上皮通透性調節
C胞橋體(desmosome):骨骼韌帶交接
D間隙接合(gap junction):平滑肌細胞間膜電位傳導

詳細解析

本題觀念:

本題考查的是**細胞連結(Cell Junctions)**的構造及其生理功能。細胞連結主要分為三大類:

  1. 封閉連結(Occluding junctions):如緊密接合(Tight junction),負責阻擋物質通過細胞間隙。
  2. 錨定連結(Anchoring junctions):如胞橋體(Desmosome)和依附接合(Adherens junction),負責提供機械強度,將細胞彼此或與基質拉住。
  3. 通訊連結(Communicating junctions):如間隙接合(Gap junction),負責細胞間的電訊號或小分子傳遞。

選項分析

  • A. 緊密接合(tight junction):血腦屏障維持 (正確)

    • 緊密接合(Zonula occludens)位於上皮或內皮細胞的最頂端,能封閉細胞間隙(Paracellular pathway)。
    • 在腦部微血管內皮細胞中,緊密接合極為緻密,形成了**血腦屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)**的物理基礎,嚴格限制大分子和離子由血液進入腦組織。
  • B. 緊密接合(tight junction):腸道上皮通透性調節 (正確)

    • 腸道上皮細胞間的緊密接合負責調節腸道的通透性(Intestinal permeability)。它可以防止腸腔內的細菌或毒素進入血液,同時允許特定的離子或水分子在受到調控的情況下通過。
  • C. 胞橋體(desmosome):骨骼韌帶交接 (錯誤)

    • 胞橋體(Macula adherens)是一種細胞對細胞(Cell-Cell)的連結構造,主要功能是連接相鄰細胞的中間絲(Intermediate filaments,如角蛋白或結蛋白),提供抗拉扯的機械強度。常見於皮膚表皮(抵抗摩擦)和心肌(閏盤處,抵抗收縮拉力)。
    • 骨骼與韌帶的交接(Enthesis)是指韌帶(緻密結締組織)附著於骨頭的部位。這種連接是透過膠原纖維(Collagen fibers)(如 Sharpey's fibers)直接嵌入骨基質或經由纖維軟骨過渡區連接,屬於細胞外基質(ECM)對組織的巨觀結構連接,而非微觀的細胞間胞橋體連結。韌帶細胞(纖維母細胞)之間雖然可能有少量連結,但「骨骼韌帶交接」的主要結構基礎並非胞橋體。
  • D. 間隙接合(gap junction):平滑肌細胞間膜電位傳導 (正確)

    • 間隙接合是由 Connexin 蛋白組成的通道,允許離子和小分子(<1 kDa)在相鄰細胞間直接流通。
    • 在**單一單元平滑肌(Single-unit smooth muscle,如腸胃道、子宮、小血管)**中,細胞間含有大量的間隙接合,使動作電位(膜電位變化)能迅速傳導到鄰近細胞,形成功能性融合體(Functional syncytium),產生同步收縮。

答案解析

答案是 C。胞橋體(Desmosome)是細胞與細胞間的鉚釘結構,存在於皮膚和心肌等承受機械壓力的組織中。骨骼與韌帶的交接處(Enthesis)是結締組織(膠原纖維)與骨組織的結合,並非透過胞橋體進行連接。

核心知識點

考生應熟記以下四種細胞連結的特徵與分布:

  1. 緊密接合(Tight Junction / Zonula Occludens)

    • 功能:屏障作用(Barrier)、維持細胞極性。
    • 位置:血腦屏障(BBB)、腸道上皮、腎小管。
    • 關鍵蛋白:Claudins, Occludins。
  2. 胞橋體(Desmosome / Macula Adherens)

    • 功能:提供強大的機械抗力(Spot weld),連結細胞內的中間絲。
    • 位置皮膚(棘狀層)心肌(閏盤)、子宮頸。
    • 關鍵蛋白:Cadherin家族(Desmoglein, Desmocollin)。
    • 臨床關聯:天疱瘡(Pemphigus vulgaris)即為攻擊此處蛋白的自體免疫疾病。
  3. 間隙接合(Gap Junction)

    • 功能:電性偶合(Electrical coupling)、化學通訊。
    • 位置心肌(傳導動作電位)、平滑肌(同步收縮)、骨細胞(Osteocytes)。
    • 關鍵蛋白:Connexins。
  4. 半胞橋體(Hemidesmosome)

    • 功能:將細胞固定在基底膜(Basement membrane)上(Cell-Matrix連結)。
    • 關鍵蛋白:Integrins(而非 Cadherins)。

參考資料

  1. Structure, Function, and Regulation of the Blood-Brain Barrier Tight Junction
  2. Desmosome - Structure and Function
  3. Gap Junctions in Smooth Muscle