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115年:(醫檢)病生理(1)

Henderson-Hasselbalch方程式包含那三個變數？

A血液之pH、［HCO 3-］、PaCO 2
B血液之pH、［HCO 3-］、PaO 2
C血液之PaO 2、［HCO 3-］、PaCO 2
D血液之pH、PaO 2、PaCO 2

詳細解析

本題觀念：

本題的核心觀念在於酸鹼生理學 (Acid-Base Physiology) 中的 Henderson-Hasselbalch 方程式。

此方程式是用來描述緩衝系統中 pH 值、酸及其共軛鹼之間關係的數學模型。在臨床醫學與醫事檢驗中，最重要的緩衝系統是重碳酸鹽緩衝系統 (Bicarbonate buffer system)。該方程式揭示了血液酸鹼度 (pH) 如何由腎臟調節的代謝性成分 (重碳酸根離子濃度, [HCO3−][HCO_3^-]) 與肺臟調節的呼吸性成分 (動脈二氧化碳分壓, PaCO2PaCO_2) 共同決定。

選項分析

  • A. 血液之pH、[HCO3−][HCO_3^-]、PaCO2_2：正確。

    • 根據 Henderson-Hasselbalch 方程式應用於血液氣體分析的公式： pH=pKa+log⁡([HCO3−]0.03×PaCO2)pH = pKa + \log \left( \frac{[HCO_3^-]}{0.03 \times PaCO_2} \right)
    • 其中包含三個主要的生理變數：
      1. pH：血液的酸鹼值。
      2. [HCO3−][HCO_3^-]：血漿中重碳酸根離子的濃度（代謝指標）。
      3. PaCO2_2：動脈血二氧化碳分壓（呼吸指標，與溶解的 CO2CO_2 濃度成正比）。
    • 註：pKapKa 為解離常數（在人體約為 6.1），0.030.03 為 CO2CO_2 的溶解係數，這兩者為常數而非變數。

  • B. 血液之pH、[HCO3−][HCO_3^-]、PaO2_2：錯誤。

    • PaO2_2 (動脈氧氣分壓) 是評估血液「氧合狀態」的指標，與酸鹼平衡的計算公式無直接關係。Henderson-Hasselbalch 方程式不包含氧氣分壓。

  • C. 血液之PaO2_2、[HCO3−][HCO_3^-]、PaCO2_2：錯誤。

    • 同樣錯誤地包含了 PaO2_2，且漏掉了方程式的主角 pH 值。

  • D. 血液之pH、PaO2_2、PaCO2_2：錯誤。

    • 錯誤地包含了 PaO2_2，且漏掉了代謝性指標 [HCO3−][HCO_3^-]。若無 [HCO3−][HCO_3^-]，無法僅憑 pH 和 PaCO2_2 完成方程式的平衡描述（儘管在實際血氣分析儀中，通常是測量 pH 和 PaCO2_2，然後利用此公式反推計算出 [HCO3−][HCO_3^-]）。

答案解析

正確答案為 (A)。

Henderson-Hasselbalch 方程式在血液氣體分析中的具體形式為： pH=6.1+log⁡([HCO3−]0.03×PaCO2)pH = 6.1 + \log \left( \frac{[HCO_3^-]}{0.03 \times PaCO_2} \right)

此公式清楚顯示了三個變數之間的數學關係：

  1. pH (依變數/或測量值)
  2. [HCO3−][HCO_3^-] (分子，代表鹼儲備)
  3. PaCO2_2 (分母的一部分，代表酸性成分 H2CO3H_2CO_3)

在臨床檢驗實務中，血氣分析儀（Blood Gas Analyzer）通常利用電極直接測量 pH 與 PaCO2_2，然後機器內部的軟體會代入此方程式來計算出 [HCO3−][HCO_3^-] 的數值。因此，這三個參數是該方程式密不可分的組成部分。

核心知識點

  1. 方程式公式與意義：

    • pH=pKa+log⁡(鹽/酸)pH = pKa + \log(\text{鹽}/\text{酸})
    • 應用於血液：pH=6.1+log⁡([HCO3−]0.03×PaCO2)pH = 6.1 + \log \left( \frac{[HCO_3^-]}{0.03 \times PaCO_2} \right)
    • 意義：血液 pH 值取決於 [HCO3−][HCO_3^-] (代謝性/腎臟調節) 與 PaCO2PaCO_2 (呼吸性/肺臟調節) 的比值。

  2. 變數關係：

    • [HCO3−][HCO_3^-] 上升 →\rightarrow pH 上升 (變鹼)。
    • PaCO2_2 上升 →\rightarrow 分母變大 →\rightarrow pH 下降 (變酸)。

  3. 臨床正常參考值 (成人)：

    • pH：7.35 ～ 7.45
    • PaCO2_2：35 ～ 45 mmHg
    • [HCO3−][HCO_3^-]：22 ～ 26 mEq/L (或 mmol/L)
    • CO2CO_2 溶解係數：約 0.03mmol/L/mmHg0.03 mmol/L/mmHg。

  4. 計算衍生：

    • H2CO3H_2CO_3 (碳酸) 的濃度通常難以直接測量，臨床上使用 0.03×PaCO20.03 \times PaCO_2 來估算溶解的 CO2CO_2 與碳酸總量。

參考資料

  1. Henderson Hasselbalch equation - GlobalRPH
  2. Arterial Blood Gas Analysis: A New Look at the Old Formula - PMC
  3. Henderson Hasselbalch Equation - RCEMLearning
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