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114年:營養生理生化(2)

除了氧氣和二氧化碳的交換外，呼吸系統還具有那些功能？①參與激素的合成 ②捕獲並溶解血液中血栓 ③去除血液中的生化物質 ④有助於調節血液的pH值

A僅①②③
B僅②③④
C僅①③④
D①②③④

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是呼吸系統（特別是肺臟）的非呼吸功能 (Non-respiratory functions)。除了廣為人知的氣體交換（攝取氧氣、排出二氧化碳）外，肺臟的微血管床與內皮細胞在人體生理中還扮演著重要的代謝、過濾、防禦及內分泌角色。

選項分析

  • ① 參與激素的合成 (正確)

    • 肺臟內皮細胞含有豐富的酵素，最著名的是血管收縮素轉化酶 (Angiotensin Converting Enzyme, ACE)。ACE 負責將血液中的血管收縮素 I (Angiotensin I) 轉化為活性更強的血管收縮素 II (Angiotensin II)，這在血壓調節（RAAS系統）中至關重要。
    • 此外，肺臟也能合成並釋放多種化學物質，如前列腺素 (Prostaglandins)、白三烯 (Leukotrienes)、組織胺 (Histamine) 及表面張力素 (Surfactant) 等，符合廣義的激素合成或旁分泌功能。

  • ② 捕獲並溶解血液中血栓 (正確)

    • 肺循環具有過濾器 (Filter) 的功能。全身靜脈血液回流至心臟後，全部都會流經肺臟微血管。肺臟微血管網就像一個篩子，能攔截並捕獲循環中的微小血栓 (Microemboli)、氣泡或脂肪滴，防止它們進入體循環阻塞腦部或冠狀動脈等重要器官。
    • 肺臟內皮細胞富含纖維蛋白溶解酶活化劑 (Tissue Plasminogen Activator, t-PA) 和肝素 (Heparin)，具有很強的纖維蛋白溶解活性，能將捕獲的微小血栓溶解清除。

  • ③ 去除血液中的生化物質 (正確)

    • 肺臟具有強大的代謝清除功能 (Metabolic clearance)。當血液流經肺循環時，某些生化物質會被肺臟內皮細胞攝取並代謝（去除/去活化），使其在進入動脈循環前濃度降低。
    • 被肺臟去除/去活化的物質包括：血清素 (Serotonin)、巴雷素 (Bradykinin)（幾乎100%被清除）、前列腺素 (Prostaglandins)、正腎上腺素 (Norepinephrine) 等。
    • 註：有些物質如腎上腺素 (Epinephrine)、多巴胺 (Dopamine)、組織胺 (Histamine) 則不會被肺臟去除，能直接通過。

  • ④ 有助於調節血液的pH值 (正確)

    • 這是呼吸系統最核心的酸鹼調節功能。透過控制呼吸頻率與深度，肺臟能調節體內 二氧化碳 (CO₂) 的排出量。
    • 根據化學平衡：CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++HCO3−CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-。增加呼吸（過度換氣）可排出更多 CO₂，減少 H⁺，使血液 pH 值上升（偏鹼）；減少呼吸（換氣不足）則保留 CO₂，使血液 pH 值下降（偏酸）。這是人體針對酸鹼失衡的快速補償機制。

答案解析

綜合上述分析，選項 ①、②、③、④ 的敘述皆屬於呼吸系統的功能。 因此，正確答案為 D. ①②③④。

核心知識點

營養師考生應重點掌握肺臟的代謝功能 (Metabolic Functions of the Lung)，這在生理學與臨床營養判斷上皆有意義：

  1. 激素轉化與代謝：
    • 活化：Angiotensin I →\rightarrow Angiotensin II (由 ACE 催化)。
    • 去活化 (清除)：Bradykinin (巴雷素)、Serotonin (血清素)、Prostaglandins (E, F系列)、Norepinephrine (正腎上腺素)。
    • 不被代謝 (直接通過)：Epinephrine (腎上腺素)、Dopamine (多巴胺)、Oxytocin (催產素)。
  2. 防禦過濾機制：肺微血管作為「血液過濾器」，攔截來自靜脈的微栓子，並透過 t-PA 進行溶解，保護體循環器官（如腦、腎）。
  3. 酸鹼平衡：透過調節 PCO2PCO_2 來控制血液 pH 值（呼吸性調節）。

參考資料

  1. Deranged Physiology. (2023). Non-respiratory functions of the lungs. [Online] Available at: https://derangedphysiology.com/main/cicm-primary-exam/required-reading/respiratory-system/physiology/Chapter%20011/non-respiratory-functions-lungs
  2. AccessAnesthesiology. Nonrespiratory Functions of the Lung. McGraw Hill Medical.
  3. Levitzky, M.G. (2018). Pulmonary Physiology, 9th Ed. Chapter 10: Nonrespiratory Functions of the Lung. McGraw-Hill Education.
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