關於腎元（nephron）之敘述，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題主要測驗考生對於 腎元（nephron） 結構與功能的掌握，特別是 腎絲球過濾屏障（glomerular filtration barrier） 的組成及其對溶質（特別是蛋白質）的選擇性通透原理。

選項分析

• A. 腎元是腎臟的最小功能單位，可以透過腎絲球過濾（glomerular filtration），腎小管分泌 （tubular secretion）及再吸收（reabsorption）來製造尿液

  • 分析：此選項敘述正確。
  • 理由：腎元（nephron）確實是腎臟的基本功能單位，每顆腎臟約含 100 萬個腎元。尿液生成的過程包含三個主要步驟：腎絲球的過濾作用（產生濾液）、腎小管的再吸收作用（回收有用物質如水、葡萄糖）、以及腎小管的分泌作用（排除廢物）。

• B. 腎絲球微血管的基底膜（basal lamina）為帶負電醣蛋白，蛋白質常會被阻礙而無法通過，但可進入鮑氏囊（Bowman's capsule）

  • 分析：此選項敘述錯誤。
  • 理由：
    1. 腎絲球過濾屏障由三層組成：有孔內皮細胞、基底膜（basement membrane/basal lamina）、以及足細胞（podocytes）。
    2. 基底膜含有黑帕龍硫酸鹽（heparan sulfate） 等帶負電的醣蛋白，這形成了電荷屏障（charge barrier）。
    3. 血漿蛋白（如白蛋白）在生理 pH 值下帶負電，因此會與帶負電的基底膜互相排斥。
    4. 錯誤點：題目敘述「常會被阻礙而無法通過，但可進入鮑氏囊」存在邏輯矛盾且與生理事實不符。在正常生理狀態下，絕大多數血漿蛋白質（特別是白蛋白與大分子蛋白）因受限於電荷屏障與孔徑屏障，無法通過濾過膜，因此不會進入鮑氏囊（或僅有極微量進入，隨即被再吸收）。濾液的成分應為「不含蛋白質」的血漿（protein-free plasma）。若蛋白質能進入鮑氏囊，即代表產生了蛋白尿（proteinuria），通常為病理狀態。

• C. 腎絲球微血管的內皮細胞有較大的窗孔（fenestrae），因此其對水及一些可通透溶質之通透度較一般骨骼肌微血管高

  • 分析：此選項敘述正確。
  • 理由：腎絲球微血管屬於有孔微血管（fenestrated capillaries），其內皮細胞具有直徑約 70-100 nm 的窗孔（fenestrae）。這使得腎絲球微血管的過濾係數（$K_f$）極高，對水和溶質的通透性遠高於骨骼肌中常見的連續性微血管（continuous capillaries）。

• D. 腎絲球過濾之濾液會進入腎小管中，而未被過濾之微血管血液則經出球小動脈（efferent arteriole）流出

  • 分析：此選項敘述正確。
  • 理由：血液由入球小動脈進入腎絲球，約 20% 的血漿被過濾進入鮑氏囊（成為濾液），隨後進入近端腎小管。剩餘未被過濾的血液（包含血球與剩餘血漿）則匯流至出球小動脈（efferent arteriole） 離開腎小體，隨後進入管周微血管網（peritubular capillaries）或直血管（vasa recta）。

答案解析

正確答案是 B。 選項 B 的後半段敘述「但可進入鮑氏囊」是錯誤的。腎絲球基底膜的負電荷（電荷選擇性）以及足細胞的裂隙隔膜（大小選擇性）共同作用，主要目的就是阻止蛋白質從血液過濾到鮑氏囊中。因此，在健康腎元中，蛋白質是被阻擋在血管內，而非進入鮑氏囊。

核心知識點

考生應複習以下 腎臟生理學 重點：

1. 腎絲球過濾屏障（Glomerular Filtration Barrier）：
   • 內皮細胞（Endothelium）：具窗孔，阻擋血球。
   • 基底膜（Basement Membrane, GBM）：主要由第四型膠原蛋白與 Proteoglycans 組成，帶負電，阻擋帶負電的血漿蛋白（電荷選擇性）。
   • 足細胞（Podocytes）：具裂隙隔膜（slit diaphragm），阻擋大分子（大小選擇性）。
2. 尿液生成三步驟：過濾（Filtration）、再吸收（Reabsorption）、分泌（Secretion）。
3. 微血管通透性比較：腎絲球微血管（有孔） > 骨骼肌微血管（連續）。

參考資料

1. Metropolis Healthcare - Bowman's Capsule: Structure, Function & Role in Kidney Filtration
2. NIH - Glomerular Filtration Barrier Assembly
3. Wikipedia - Glomerulus (kidney)