111 年 國立臺灣大學解剖學暨細胞生物學研究所《系統解剖學》

本題主要在考察學生對胸廓（Thorax）骨骼結構的了解，包括其組成的骨骼名稱及其空間位置關係。

胸廓是由胸骨（Sternum）、肋骨（Ribs）和胸椎（Thoracic Vertebrae）所構成。

1. 胸骨 (Sternum)：

   • 名稱：胸骨位於胸腔前側中線。它是一個扁平的骨頭，由三部分組成：胸骨柄（Manubrium）、胸骨體（Body）和劍突（Xiphoid process）。
   • 相對位置：位於胸腔的最前方，左右兩側的鎖骨（Clavicle）與其上緣的胸骨柄連接，肋骨則沿著其兩側邊緣與胸骨柄和胸骨體連接（部分肋骨間接連接）。

2. 肋骨 (Ribs)：

   • 名稱：人體共有 12 對肋骨。它們是彎曲的長骨，從後方脊椎向前延伸。
   • 相對位置：肋骨的後端（肋骨頭）與對應的胸椎的肋骨關節面（Costal facet）連接，肋骨頸部（Neck of rib）橫跨椎體。肋骨的前端則連接至胸骨。

本題主要考察學生對蝶骨（Sphenoid bone）解剖學的知識，特別是其重要的孔洞以及通過這些孔洞的神經。蝶骨是顱骨中一個複雜且重要的骨頭，參與構成顱底和眼窩。

蝶骨上主要的孔洞及其通過的神經如下：

1. 圓孔 (Foramen rotundum)：

   • 位置：位於蝶骨體下方，翼狀突（Pterygoid process）的前方。
   • 通過的神經：上頜神經（Maxillary nerve, CN V2）。上頜神經是三叉神經（Trigeminal nerve, CN V）的第二分支，負責中面部、上牙、鼻腔和腭部的感覺。

2. 卵圓孔 (Foramen ovale)：

   • 位置：位於圓孔的後外側，翼狀突的後方。
   • 通過的神經：下頜神經（Mandibular nerve, CN V3）。下頜神經是三叉神經的第三分支，負責下面部、下牙、舌頭前 2/3 的感覺，以及顳顎關節、咀嚼肌、舌骨下肌群等運動。

3. 棘孔 (Foramen spinosum)：

   • 位置：位於卵圓孔的後外側，通常緊鄰卵圓孔。
   • 通過的神經：腦膜中動脈（Middle meningeal artery）和腦膜中靜脈（Middle meningeal vein），以及伴行的腦膜分支（Meningeal branch of mandibular nerve）。雖然不是主要的神經幹，但其分支支配硬腦膜，且腦膜中動脈破裂是硬膜外血腫的常見原因。

本題主要考察學生對下肢後側肌肉群（Hamstrings）的組成及其生理功能的掌握。腿後肌群在行走、跑步、彎腰等動作中扮演關鍵角色。

腿後肌群 (Hamstrings) 的組成：
腿後肌群位於大腿後側，由三條主要的肌肉組成，它們都起源於坐骨結節（Ischial tuberosity）並止於脛骨（Tibia）或腓骨（Fibula）上。這三條肌肉分別是：

1. 股二頭肌 (Biceps femoris)：

   • 特點：此肌肉有兩頭，包括長頭（Long head）和短頭（Short head）。
   • 長頭：起源於坐骨結節。
   • 短頭：起源於股骨的膕線（Linea aspera）和外側髁上線（Lateral supracondylar line）。
   • 止點：兩頭共同止於腓骨頭（Head of fibula）和脛骨外側髁。
   • 神經支配：坐骨神經（Sciatic nerve），長頭由脛骨部分支配，短頭由腓總部分支配。

2. 半腱肌 (Sem tendinosus)：

   • 特點：位於股二頭肌內側，肌肉纖維較長。
   • 起源：坐骨結節。
   • 止點：止於脛骨內側面的上部（鵝足腱，Pes anserinus的一部分）。

本題主要考察學生對上臂前側肌肉（Anterior compartment of the arm）的解剖學知識，包括其組成、起止點以及主要功能。

上臂前側肌肉群主要由一條肌肉組成，但它具有兩個頭，並且有深層的肌肉。

上臂前側肌肉的組成：

1. 肱二頭肌 (Biceps brachii)：

   • 特點：這是上臂最表層、最顯著的肌肉，有兩個頭。
   • 長頭 (Long head)：
     • 起源：肱骨的結節間溝（Intertubercular groove），通過關節囊進入肩關節。
     • 走向：沿著肱骨的結節間溝向下。
   • 短頭 (Short head)：
     • 起源：肱骨的喙突（Coracoid process of the scapula）。
     • 走向：與長頭在肱骨中部匯合。
   • 止點：兩頭共同止於橈骨粗隆（Radial tuberosity）和肱二頭肌腱膜（Bicipital aponeurosis），後者延伸至尺骨鷹嘴（Olecranon of ulna）。
   • 神經支配：肌皮神經（Musculocutaneous nerve, CN V）。

2. 肱肌 (Brachialis)：

   • 特點：位於肱二頭肌的深層，是上臂屈肌的主要力量來源。
   • 起源：肱骨的前側面，從三角肌粗隆（Deltoid tuberosity）下方延伸到尺骨冠突（Coronoid process of the ulna）的區域。

本題主要考察學生對膝關節（Knee joint）結構的理解，特別是構成膝關節的骨骼、軟骨和韌帶。膝關節是人體最大的關節，結構複雜，功能重要。

1. 硬骨 (Bones)：
膝關節是由股骨（Femur）、脛骨（Tibia）和髫骨（Patella）三塊骨頭構成。

• 股骨 (Femur)：

  • 股骨的遠端（Distal end）形成股骨髁（Femoral condyles），包括內側髁（Medial condyle）和外側髁（Lateral condyle）。
  • 股骨髁的關節面覆蓋著關節軟骨，與脛骨髁形成關節。
  • 股骨髁的上方是股骨上髁（Supracondylar ridges）和髕骨溝（Patellar groove），髕骨在此溝中滑動。

• 脛骨 (Tibia)：

  • 脛骨的近端（Proximal end）形成脛骨髁（Tibial condyles），包括內側髁和外側髁。
  • 脛骨髁的上方有一個平坦的關節面，稱為脛骨平台（Tibial plateau），上面覆蓋著關節軟骨，與股骨髁形成關節。
  • 脛骨平台之間有一個隆起，稱為脛間隆起（Intercondylar eminence）。

• 髫骨 (Patella)：

  • 髫骨是一個籽骨（Sesamoid bone），嵌入在股四頭肌（Quadriceps femoris）的肌腱內。
  • 髫骨的後表面有髫骨關節面，與股骨的髕骨溝形成髫骨股骨關節（Patellofemoral joint），使髫骨能在股骨上滑動，增加股四頭肌的槓桿作用。

2. 軟骨 (Cartilage)：
膝關節內有兩種主要的軟骨結構：

• 關節軟骨 (Articular cartilage)：

  • 類型：透明軟骨（Hyaline cartilage）。
  • 位置：覆蓋在股骨髁、脛骨髁和髫骨的關節面上。
  • 功能：減少骨頭之間的摩擦，吸收震盪，使關節運動平滑。

• 半月板 (Menisci)：

  • 類型：纖維軟骨（Fibrocartilage）。
  • 位置：位於脛骨平台內側和外側，呈 C 形（內側半月板）和 O 形（外側半月板）。它們的邊緣較厚，中央較薄，嵌入在脛骨平台與股骨髁之間。
  • 功能：
    • 加深脛骨平台，增加股骨髁與脛骨平台的貼合度，提高關節的穩定性。
    • 吸收震盪，分散股骨髁施加在脛骨平台上的壓力。
    • 潤滑關節。

本題主要考察學生對人體最大動脈——主動脈（Aorta）及其重要分支的了解，特別是從心臟出發後，在進入骨盆腔之前，分佈於軀幹和四肢的主要動脈。

主動脈分為升主動脈（Ascending aorta）、主動脈弓（Aortic arch）和降主動脈（Descending aorta）。降主動脈又分為胸主動脈（Thoracic aorta）和腹主動脈（Abdominal aorta）。題目所問「到骨盆腔結束前」主要指腹主動脈及其分支。

1. 升主動脈 (Ascending aorta) 和 主動脈弓 (Aortic arch)：

• 升主動脈：從左心室出發，向上延伸。在此處僅有兩條分支：左、右冠狀動脈（Coronary arteries），供應心肌本身。
• 主動脈弓：升主動脈向上後彎曲形成。主要分支為：
  • 頭臂動脈幹（Brachiocephalic trunk）：又分出右鎖骨下動脈（Right subclavian artery）和右頸總動脈（Right common carotid artery）。
  • 左頸總動脈（Left common carotid artery）。
  • 左鎖骨下動脈（Left subclavian artery）。
    （這些分支供應頭頸部和上肢）

2. 降主動脈 (Descending aorta)：

• 胸主動脈 (Thoracic aorta)：主動脈弓向下延伸至橫膈膜為止的部分。

  • 壁支 (Parietal branches)：
    • 肋間動脈（Intercostal arteries）：供應肋間隙、肋骨、胸壁肌肉和皮膚。
    • 膈上動脈（Superior phrenic arteries）：供應橫膈膜上方。
  • 臟支 (Visceral branches)：
    • 支氣管動脈（Bronchial arteries）：供應肺實質。
    • 食道動脈（Esophageal arteries）：供應食道。
    • 縱隔動脈（Mediastinal arteries）。
    • 膈下動脈（Inferior phrenic arteries）：供應橫膈膜下方。

• 腹主動脈 (Abdominal aorta)：降主動脈穿過橫膈膜後，在腹腔內的部分，直至分叉為髂總動脈為止。這是題目重點關注的部分。

  • 壁支 (Parietal branches)：
    • 膈下動脈 (Inferior phrenic arteries)：有時從腹主動脈發出，供應橫膈膜。

本題考察學生對胎兒循環（Fetal circulation）與出生後成人循環（Adult circulation）之間關鍵結構和功能的差異的理解。胎兒循環的目的是在沒有肺部呼吸和消化系統功能的情況下，有效獲取氧氣和營養，並排出代謝廢物。

胎兒循環與成人循環的主要差異點：

1. 氧氣交換地點：

   • 胎兒：氧氣和營養物質主要通過胎盤（Placenta）從母體血液獲得，二氧化碳和代謝廢物則通過胎盤排入母體。肺部在胎兒時期不參與氣體交換。
   • 成人：氧氣通過肺部吸入，在肺泡與血液進行氣體交換；營養物質通過消化系統吸收。

2. 胎兒循環的特殊結構：

   • 胎盤 (Placenta)：提供氧氣和營養，排出廢物。
   • 臍動脈 (Umbilical arteries)：通常有兩條，攜帶含二氧化碳和代謝廢物的胎兒血液返回胎盤。
   • 臍靜脈 (Umbilical vein)：通常有一條，攜帶富含氧氣和營養的血液從胎盤返回胎兒體內。
   • 靜脈導管 (Ductus venosus)：臍靜脈的部分血液不進入肝臟，而是通過靜脈導管直接進入下腔靜脈，使富氧血能優先到達心臟和腦部。
   • 卵圓孔 (Foramen ovale)：位於心房之間，允許部分富氧血液從右心房直接進入左心房，繞過肺循環。
   • 動脈導管 (Ductus arteriosus)：連接肺動脈幹（Pulmonary trunk）和主動脈（Aorta），使肺動脈的大部分血液（本應進入肺部）直接進入主動脈，再次繞過肺循環。

3. 血液流動途徑的差異：

   • 胎兒：
     • 富氧血從臍靜脈進入下腔靜脈，部分經靜脈導管入肝，大部分直接入右心房。
     • 右心房的血液，一部分經卵圓孔進入左心房，再進入左心室，最後泵入主動脈，供應上半身（尤其是腦部）。
     • 另一部分右心房血液進入右心室，再進入肺動脈。
     • 肺動脈的血液，大部分經動脈導管進入主動脈，供應下半身。
     • 臍動脈將含二氧化碳和廢物的血液送往胎盤。
   • 成人：
     • 全身血液經上、下腔靜脈回流至右心房。
     • 右心房血液進入右心室，泵入肺動脈，進入肺部進行氣體交換。
     • 肺靜脈將富氧血送回左心房。
     • 左心房血液進入左心室，泵入主動脈，供應全身。

4. 肺動脈壓與體循環壓力：

   • 胎兒：由於肺動脈大部分血液通過動脈導管進入體循環，肺血管阻力相對較高，肺動脈壓高於體循環壓。
   • 成人：肺血管阻力低，肺循環壓力遠低於體循環壓力。

5. 出生後的結構變化：

   • 出生後，胎盤分離，臍動脈和臍靜脈閉鎖。
   • 肺部開始呼吸，肺血管阻力下降，肺動脈壓降低，卵圓孔閉鎖。
   • 動脈導管閉鎖，形成動脈韌帶（Ligamentum arteriosum）。
   • 靜脈導管閉鎖，形成靜脈韌帶（Ligamentum venosum）。

總結表格：

特徵	胎兒循環	成人循環

好的，這是一份針對「國立臺灣大學解剖學暨細胞生物學研究所」民國 111 年研究所入學考試「系統解剖學」考古題第 8 題的詳解。

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第 8 題：請比較交感神經系統與副交感神經系統在功能與構造上的差異 (10 分)。

本題主要在於比較自主神經系統（Autonomic Nervous System, ANS）的兩大分支：交感神經系統（Sympathetic Nervous System, SNS）與副交感神經系統（Parasympathetic Nervous System, PNS）在結構與功能上的異同。這兩者共同負責調節身體的非自主性功能，但作用方式通常是拮抗的，以維持體內平衡（homeostasis）。

解題過程：

要完整回答此題，我們需要從以下幾個面向進行比較：

1. 起源部位 (Origin of Preganglionic Neurons)：神經元發出的位置。
2. 神經節位置 (Location of Ganglia)：神經節相對於脊髓和目標器官的位置。
3. 神經節前纖維長度 (Length of Preganglionic Fibers)：從中樞神經系統到神經節的神經纖維長度。
4. 神經節後纖維長度 (Length of Postganglionic Fibers)：從神經節到目標器官的神經纖維長度。
5. 神經節前神經元數量 (Number of Preganglionic Neurons)：相對於神經節後神經元。
6. 神經傳導物質 (Neurotransmitters)：在神經節和目標器官釋放的化學物質。
7. 主要功能 (General Function)：兩者在生理上的整體作用。
8. 對特定器官的影響 (Effects on Specific Organs)：具體列舉兩者對心臟、瞳孔、消化道、支氣管等器官的作用。

以下將逐一比較：

(a) 構造上的差異 (Structural Differences)

• 起源部位 (Origin)：

  • 交感神經系統：其神經節前神經元（preganglionic neurons）起源於脊髓的胸段（thoracic, T1-T12）和腰段（lumbar, L1-L2/L3）的側角（lateral horn）。此區域被稱為胸腰部（thoracolumbar outflow）。
  • 副交感神經系統：其神經節前神經元起源於腦幹（brainstem）的神經核（cranial nerve nuclei，主要為動眼神經、顏面神經、舌咽神經、迷走神經的相關核）以及脊髓的薦段（sacral, S2-S4）的側角。此區域被稱為腦薦部（craniosacral outflow）。

• 神經節位置 (Ganglia Location)：

  • 交感神經系統：其神經節（ganglia）大多位於脊髓的鄰近區域，形成交感幹（sympathetic trunk/chain ganglia），或位於脊髓前方，形成椎前神經節（prevertebral ganglia），如腹腔神經節（celiac ganglion）、腸繫膜上神經節（superior mesenteric ganglion）等。因此，神經節前纖維較短，神經節後纖維較長。
  • 副交感神經系統：其神經節（ganglia）通常緊鄰或位於目標器官的壁內（intramural ganglia）。因此，神經節前纖維較長，神經節後纖維較短。

• 神經節前/後纖維長度 (Fiber Lengths)：

  • 交感神經系統：神經節前纖維通常較短，神經節後纖維通常較長。
  • 副交感神經系統：神經節前纖維通常較長，神經節後纖維通常較短。

• 神經節前神經元數量 (Ratio of Preganglionic to Postganglionic Neurons)：

  • 交感神經系統：一個神經節前神經元可以支配多個神經節後神經元，因此支配範圍廣泛，作用較為瀰漫。
  • 副交感神經系統：一個神經節前神經元通常只支配少數幾個神經節後神經元，因此作用較為精確和局部。

• 神經傳導物質 (Neurotransmitters)：

  • 交感神經系統：
    • 神經節前神經元釋放乙醯膽鹼（Acetylcholine, ACh）作用於神經節後的尼古丁型乙醯膽鹼受體（nicotinic ACh receptors）。
    • 大多數神經節後神經元釋放去甲腎上腺素（Norepinephrine, NE）作用於目標器官的腎上腺素型受體（adrenergic receptors, $\alpha$ 或 $\beta$）。
    • 例外：支配汗腺的神經節後神經元釋放乙醯膽鹼（ACh）。
  • 副交感神經系統：
    • 神經節前神經元釋放乙醯膽鹼（ACh）作用於神經節後的尼古丁型乙醯膽鹼受體（nicotinic ACh receptors）。
    • 所有神經節後神經元均釋放乙醯膽鹼（ACh）作用於目標器官的毒蕈鹼型乙醯膽鹼受體（muscarinic ACh receptors, $M_1, M_2, M_3, M_4, M_5$）。

(b) 功能上的差異 (Functional Differences)

兩者主要負責調節內臟器官的功能，但作用方式通常是拮抗的，以維持身體的穩態。

• 交感神經系統：
  • 總體功能：常被稱為「戰鬥或逃跑」（fight-or-flight）反應。當身體面臨壓力、危險或需要高度警覺時啟動，以準備應對。
  • 具體作用：
    • 心臟：增加心率（heart rate）和心肌收縮力（contractility），提高心輸出量（cardiac output）。
    • 血管：大多數血管收縮（vasoconstriction），提高血壓；但冠狀動脈和骨骼肌血管會舒張（vasodilation）。
    • 瞳孔：散大瞳孔（mydriasis），以便接收更多光線。
    • 支氣管：支氣管擴張（bronchodilation），增加空氣進入肺部。