115年:營養生理生化(1)

主動脈血壓在下列那一個時期與左心室壓最接近?

A二尖瓣關閉到動脈瓣關閉
B動脈瓣打開到動脈瓣關閉
C動脈瓣關閉到二尖瓣打開
D二尖瓣打開到二尖瓣關閉

詳細解析

本題觀念:

本題的核心觀念在於心動週期 (Cardiac Cycle) 中各個時期的壓力變化瓣膜開閉的關係,這通常透過 Wiggers diagram 來呈現。

理解心動週期的關鍵在於分辨心臟瓣膜(二尖瓣、主動脈瓣)何時開啟與關閉,以及這些事件如何分隔心室收縮與舒張的不同階段:

  1. 等容收縮期 (Isovolumetric Contraction):二尖瓣關閉 → 主動脈瓣尚未開啟。
  2. 射血期 (Ejection Phase):主動脈瓣開啟 → 主動脈瓣關閉。
  3. 等容舒張期 (Isovolumetric Relaxation):主動脈瓣關閉 → 二尖瓣尚未開啟。
  4. 充血期 (Filling Phase):二尖瓣開啟 → 二尖瓣關閉。

選項分析

  • A. 二尖瓣關閉到動脈瓣關閉

    • 定義時期:這個時間段包含了「等容收縮期」加上「射血期」。
    • 壓力分析:雖然在射血期兩者壓力接近,但在「等容收縮期」的初始階段,左心室壓力剛開始上升(從約 10 mmHg 升至 80 mmHg),而此時主動脈壓力仍維持在舒張壓的高點(約 80 mmHg)。因此,在這個時期的前段,兩者壓力差距極大,並非全程接近。
    • 結論:錯誤。
  • B. 動脈瓣打開到動脈瓣關閉

    • 定義時期:此即心室射血期 (Ventricular Ejection Phase)
    • 壓力分析:當左心室壓力超過主動脈壓時,主動脈瓣才會打開。在瓣膜開啟的這段期間,左心室與主動脈形成一個連通的腔室。在正常的生理狀態下(無主動脈瓣狹窄),血液順暢流出,左心室壓力與主動脈壓力曲線幾乎重疊,兩者僅有極微小的壓力差(用以推動血流)。兩者同步上升至收縮壓峰值(約 120 mmHg),然後同步下降直到瓣膜關閉。
    • 結論正確。這是整個心動週期中兩者壓力最接近的時刻。
  • C. 動脈瓣關閉到二尖瓣打開

    • 定義時期:此即等容舒張期 (Isovolumetric Relaxation)
    • 壓力分析:此時主動脈瓣剛關閉,主動脈壓力維持在高檔(約 80-100 mmHg),依靠血管彈性回縮維持血壓;而左心室正在快速放鬆,壓力急劇下降(從約 100 mmHg 降至接近 0 mmHg)。兩者的壓力差會迅速拉大。
    • 結論:錯誤。
  • D. 二尖瓣打開到二尖瓣關閉

    • 定義時期:此即心室充血期 (Ventricular Filling Phase),也就是舒張期。
    • 壓力分析:在此期間,左心室為了接納血液,壓力極低(接近 0-10 mmHg);相對地,主動脈瓣關閉,主動脈內的血液與心室隔絕,壓力維持在較高的舒張壓水準(約 80 mmHg)。兩者壓力相差巨大(約 70-80 mmHg)。
    • 結論:錯誤。

答案解析

正確答案是 (B) 動脈瓣打開到動脈瓣關閉

在心臟生理學中,當兩個腔室(或腔室與血管)之間的瓣膜完全開啟時,若無病理性的狹窄,這兩個空間在流體動力學上視為連通,其壓力將會趨於一致。 在「射血期」(選項 B 定義的區間),主動脈瓣開啟,左心室將血液射入主動脈,此時左心室壓力曲線與主動脈壓力曲線在 Wiggers圖上幾乎是重合的,僅有極小的壓力梯度驅動血流。相比之下,在心動週期的其他階段,主動脈瓣均處於關閉狀態,主動脈與左心室被隔開,導致兩者壓力差異顯著(主動脈維持高壓,而左心室在舒張期壓力極低)。

核心知識點

考生應精熟 Wiggers Diagram (心動週期壓力容積圖) 的各個階段:

  1. 左心室壓力 vs. 主動脈壓力
    • 最接近:射血期 (Systolic Ejection) — 主動脈瓣開啟時。
    • 交叉點:主動脈瓣開啟點(等容收縮結束)、主動脈瓣關閉點(等容舒張開始)。
  2. 左心室壓力 vs. 左心房壓力
    • 最接近:充血期 (Diastolic Filling) — 二尖瓣開啟時(兩者都接近 0 mmHg)。
    • 交叉點:二尖瓣關閉點(第一心音 S1)、二尖瓣開啟點。
  3. 關鍵生理意義
    • 若射血期左心室壓力 遠大於 主動脈壓力 → 提示 主動脈瓣狹窄 (Aortic Stenosis)
    • 第一心音 (S1):二尖瓣關閉(收縮開始)。
    • 第二心音 (S2):主動脈瓣關閉(舒張開始)。

參考資料

  1. CV Physiology - Cardiac Cycle (Wiggers Diagram)
  2. StatPearls - Physiology, Cardiac Cycle