114 年 國立臺灣大學動物科學技術學系碩士班《動物解剖生理學》

肝門脈循環（Hepatic portal circulation）是指血液從消化器官（如胃、腸、脾臟、胰臟）經由肝門靜脈（hepatic portal vein）匯集後，運送至肝臟，再由肝臟處理後，經由肝靜脈（hepatic vein）回流至下腔靜脈的循環系統。

靜脈瓣（Venous valves）是存在於大部分靜脈壁內部的瓣膜結構，主要分布於四肢和軀幹的淺層和深層靜脈中，尤其是在遠離心臟、管徑較小的靜脈。這些瓣膜由兩片或三片結締組織構成，開口朝向心臟。

十二指腸（Duodenum）是哺乳動物小腸的第一段，緊接在胃之後。它之所以被稱為「十二指腸」，是因為其長度大約等於十二個手指的寬度。十二指腸在消化過程中扮演著關鍵角色，它接收來自胃的食糜（chyme），並在此與來自胰臟的消化酵素（如澱粉酶、脂肪酶、蛋白質酶）以及來自肝臟（經由膽囊儲存）的膽汁混合。

Langerhans 氏島（Islets of Langerhans）是胰臟內分泌組織的總稱，由一群內分泌細胞組成，散布在胰臟外分泌的腺泡之間。這些細胞分泌多種重要的激素，直接進入血液循環，對血糖的調節至關重要。主要的細胞類型及其分泌的激素包括：

1. $\alpha$ 細胞：分泌升糖素（glucagon），作用是提高血糖，主要透過促進肝臟肝糖分解和糖質新生。
2. $\beta$ 細胞：分泌胰島素（insulin），作用是降低血糖，促進細胞攝取葡萄糖，並將葡萄糖轉化為肝糖或脂肪儲存。

青春期（Puberty）是指個體從童年進入性成熟階段的過渡時期。在這個時期，生殖器官開始發育成熟，並具備繁殖能力。青春期主要由下視丘（hypothalamus）、腦下垂體（pituitary gland）和性腺（gonads，即男性睪丸，女性卵巢）之間的荷爾蒙協調作用所驅動。

基礎代謝率（Basal Metabolic Rate, BMR）是指在完全休息、清醒、且處於恆溫環境（通常是 20-25°C）下，剛睡醒時，人體維持基本生命活動（如呼吸、心跳、細胞代謝、體溫維持等）所需的最低能量消耗。

食道溝（esophageal groove），又稱食道槽或反芻溝（reticular groove），是反芻動物（如牛、羊）特有的一種結構。它是由食道壁上的褶襞形成的一條管道，從食道入口延伸至瘤胃（rumen）和網胃（reticulum）的交界處，並可延伸至皺胃（omasum）。

核心觀念

Homeostasis（恆定性、內環境恆定）是指動物透過神經、內分泌及其他生理調節機制，使體內重要變數維持在適當範圍內，以確保細胞與器官能正常運作。

此處的「恆定」不是數值完全不變，而是在一定範圍內持續受到調控的動態平衡。常見受調節變數包括：

• 核心體溫
• 血糖濃度
• 血液酸鹼值（pH）
• 血壓與血容量
• 血液滲透壓
• 血鈣濃度
• 氧氣與二氧化碳濃度

這些變數通常具有一個設定值（set point）或正常參考範圍。當實際值偏離時，身體會啟動調節反應，使其回復至適當範圍。

解題方法

解釋此名詞時，應依序寫出三個重點：

1. 定義：維持內環境相對穩定。
2. 機制：透過感受器、整合中心與效應器進行調節。
3. 例子：以負回饋維持體溫或血糖等重要變數。

典型的恆定性調節系統可表示為：

例如，當體溫升高時：

此反應降低了原本造成偏離的變化，因此屬於負回饋（negative feedback），也是維持恆定性的主要機制。

調節機制

恆定性主要依賴負回饋作用。負回饋的特徵是反應結果會抵消初始變化，使生理變數回到正常範圍。

例如血糖升高時：

心動週期（Cardiac Cycle）是指心臟從一次搏動開始到下一次搏動開始所經歷的完整過程，包括心臟的收縮（收縮期, systole）和舒張（舒張期, diastole）。一個完整的心動週期可以分為以下幾個階段：

1. 舒張期 (Diastole):

• 等容舒張 (Isovolumetric Relaxation): 心室收縮結束後，心室肌開始舒張，心室壓力下降。當心室壓力低於主動脈和肺動脈的壓力時，主動脈瓣和肺動脈瓣關閉，防止血液回流。此時，房室瓣（二尖瓣和三尖瓣）也尚未打開，心室容積不變，但壓力持續下降，直到心室壓力低於心房壓力。
• 心室充盈 (Ventricular Filling): 當心室壓力低於心房壓力時，房室瓣打開，血液從心房流入心室。這個階段又可細分為：
  • 快速充盈期 (Rapid Filling): 房室瓣打開後，由於心房與心室之間的壓力梯度較大，血液快速流入心室。
  • 減速充盈期 (Diastasis): 壓力梯度減小，血液流入速度減緩。
• 心房收縮 (Atrial Contraction): 在心動週期的末期，心房收縮，將剩餘的血液（約 20-30%）推入心室，完成心室的充盈。

脂肪的消化和吸收是一個複雜的過程，主要在小腸進行，需要膽汁和多種消化酶的協同作用。

消化過程：

1. 乳化 (Emulsification): 脂肪（主要是三酸甘油酯 Triglycerides）在水中溶解度很低，難以被酶作用。當食糜進入小腸後，肝臟分泌的膽汁會被釋放到十二指腸。膽汁中的膽鹽（bile salts）能夠將大塊的脂肪分解成許多微小的脂肪滴，這個過程稱為乳化。乳化大大增加了脂肪與消化酶接觸的表面積。
2. 酶促水解 (Enzymatic Hydrolysis): 胰臟分泌的胰脂酶（pancreatic lipase）是主要的脂肪消化酶。胰脂酶作用於乳化後的脂肪滴表面，將三酸甘油酯水解成單酸甘油酯（monoglycerides）和脂肪酸（fatty acids）。少量的脂肪酶也來自胃和腸道壁。

吸收過程：

1. 形成微膠粒 (Micelle Formation): 脂肪水解產生的脂肪酸、單酸甘油酯、膽固醇、脂溶性維生素等親脂性物質，會與膽鹽、磷脂等親水性物質結合，形成稱為微膠粒（micelles）的微小聚集體。微膠粒的親水性外層能夠使其在水性的腸液中穩定存在，並將親脂性物質運輸到小腸絨毛的刷狀緣（brush border）。

本題要求比較蛋白質類激素（Peptide Hormones）與類固醇類激素（Steroid Hormones）在生成、分泌與作用方式上的差異。由於題目要求繪圖，但在此純文字格式無法呈現，故僅以文字詳述。

蛋白質類激素 (Peptide Hormones)

1. 生成 (Synthesis):

   • 蛋白質類激素是肽鏈或蛋白質，由基因編碼，在內質網（Endoplasmic Reticulum）和高爾基體（Golgi Apparatus）中合成。
   • 它們最初被合成是作為較大的前驅物（prohormone），例如胰島素的前身是原胰島素（proinsulin）。
   • 在細胞內，前驅物會經過修飾和切割，形成具有生物活性的激素。
   • 合成過程與其他蛋白質的合成類似，涉及轉錄（DNA → mRNA）和轉譯（mRNA → 胺基酸鏈）。

2. 分泌 (Secretion):

   • 蛋白質類激素是水溶性的，儲存在細胞內的囊泡（vesicles）中。
   • 它們通常以依賴鈣離子（Ca$^{2+}$）和細胞外刺激的胞吐作用（exocytosis）方式分泌到細胞外。
   • 分泌是脈衝式（pulsatile）的，受神經或體液因素調控。

3. 作用方式 (Mechanism of Action):

   • 由於蛋白質類激素是水溶性的，無法穿透細胞膜。
   • 它們作用於細胞表面的特異性受體（receptor），這些受體通常是細胞膜上的蛋白質。
   • 激素與受體結合後，會引發細胞內一系列的第二信使系統（second messenger systems）級聯反應，例如腺苷酸環化酶（adenylate cyclase）活化產生 cAMP，或磷脂酶 C（phospholipase C）活化產生 IP$_3$ 和 DAG。
   • 第二信使改變細胞內離子的濃度（如 Ca$^{2+}$）或激活蛋白激酶（protein kinases），進而調節細胞的代謝活動、基因表現或離子通道。
   • 作用通常是快速且短暫的。

類固醇類激素 (Steroid Hormones)

1. 生成 (Synthesis):

   • 類固醇類激素由膽固醇（cholesterol）合成，並非直接由基因編碼。
   • 它們主要在內分泌細胞的細胞質和粒線體中合成，例如腎上腺皮質和性腺。
   • 合成過程涉及一系列酶促轉化，將膽固醇轉化為不同的類固醇激素（如皮質醇、醛固酮、雌激素、雄激素）。

2. 分泌 (Secretion):

   • 類固醇類激素是脂溶性的，它們合成後不會被儲存在囊泡中。
   • 它們可以自由地通過細胞膜擴散到細胞外，進入血液循環。
   • 分泌速率通常取決於激素合成的速率，受神經或體液因素調控，但其分泌模式通常不如蛋白質激素那樣呈明顯的脈衝式。

3. 作用方式 (Mechanism of Action):

   • 由於類固醇類激素是脂溶性的，它們可以輕易地穿透細胞膜。
   • 它們的作用受體位於細胞內部，通常是細胞質受體（cytoplasmic receptors）或核內受體（nuclear receptors）。
   • 激素與細胞內受體結合後，形成激素-受體複合物。
   • 這個複合物會進入細胞核，與特定的 DNA 序列（激素反應元件 hormone response elements, HREs）結合，調控特定基因的轉錄速率（促進或抑制基因表現）。

1. 季節性生殖 (Seasonal Breeding) 的定義：
季節性生殖是指動物在一年中特定時期進行繁殖的現象。這種繁殖模式通常與環境因素（如日照長度、溫度、食物供應）的週期性變化緊密相關，目的是確保後代能夠在資源最豐富、生存條件最有利的季節出生和成長，從而提高繁殖的成功率。

2. 經濟動物中的季節性生殖現象：
在經濟動物中，有許多動物表現出季節性生殖的特徵，例如：

• 反芻動物： 許多綿羊、山羊、鹿等在秋季或冬季發情，以便在春季或夏季產羔。
• 馬科動物： 馬、驢等通常在春季或夏季（日照較長時）進入發情週期。
• 某些家禽： 如雞、鴨，其繁殖季節性在一定程度上也受日照影響，雖然家禽的季節性不如哺乳動物明顯。
• 豬： 雖然豬的繁殖季節性不如綿羊和馬明顯，但仍受環境因素影響，例如在日照較短的冬季，母豬的發情可能受到抑制，繁殖率有所下降。

3. 改變季節性生殖狀態以增加生殖效率的方法及其生理機制：
為了克服季節性限制，提高經濟動物的年產仔數或產蛋數，可以應用以下生殖生理學原理和方法：

• 光照管理 (Photoperiod Management):
  • 方法： 透過人工調整動物的飼養環境中的光照時間和強度。例如，對於秋季發情的動物，可以提早給予較長的日照（模擬春夏季），或在秋季給予較短的日照（模擬短日照環境，促進某些動物的發情）。反之，對於春季發情的動物，則可能透過控制光照來延遲或提早繁殖。
  • 生理機制： 日照長度的變化是動物內在生物鐘（circadian rhythm）和季節性繁殖調控的重要信號。視網膜感光細胞接收光線信號後，透過視神經傳導至下視丘的視交叉上核（suprachiasmatic nucleus, SCN），進而影響腦垂體前葉分泌的促性腺激素釋放激素（GnRH）的釋放模式。
    • 長日照動物（如馬）： 長日照抑制下視丘分泌褪黑激素（melatonin），而褪黑激素的抑制會解除對 GnRH 的抑制，促進 FSH 和 LH 分泌，啟動繁殖週期。
    • 短日照動物（如綿羊）： 長日照促進褪黑激素分泌，褪黑激素抑制 GnRH，延遲繁殖；短日照則反之，促進繁殖。