有關後段遠曲小管與皮質集尿小管的敘述，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題考點為後段遠曲小管 (Late Distal Convoluted Tubule, Late DCT) 與 皮質集尿小管 (Cortical Collecting Duct, CCD) 的生理功能與通透性特性。這兩個區段在生理結構與功能上非常相似，主要由主細胞 (Principal cells) 和 間介細胞 (Intercalated cells) 組成，負責尿液的最終微調（電解質、水分、酸鹼值）。

選項分析

• A. 對尿素有極高的通透性 (錯誤，為正確答案)

  • 分析：後段遠曲小管與皮質集尿小管對尿素 (Urea) 是不通透 (impermeable) 的。即便在抗利尿激素 (ADH) 的作用下，這兩個區段對尿素的通透性依然極低。
  • 生理機制：尿素的通透性主要發生在內髓質集尿小管 (Inner Medullary Collecting Duct, IMCD)。在該處，ADH 會活化尿素轉運蛋白 (UT-A1, UT-A3)，增加尿素的再吸收，幫助建立髓質的高滲透壓梯度（尿素再循環）。若皮質集尿小管對尿素通透性高，尿素會過早流失，無法維持髓質高滲透壓。

• B. 可再吸收鈉離子 (正確)

  • 分析：這兩個區段的主細胞 (Principal cells) 含有上皮鈉通道 (ENaC)，負責鈉離子的再吸收。
  • 調節：此過程主要受醛固酮 (Aldosterone) 調控。醛固酮會增加 ENaC 與基底側 Na⁺/K⁺-ATPase 的表現，促進鈉再吸收並分泌鉀離子。

• C. 對水的通透性受抗利尿劑影響 (正確)

  • 分析：在缺乏抗利尿激素 (ADH, Vasopressin) 時，這些區段對水幾乎是不通透的。
  • 調節：ADH 作用於主細胞基底側的 V2 受體，透過 cAMP 路徑促使水通道蛋白-2 (Aquaporin-2, AQP2) 插入管腔側細胞膜，大幅增加水的通透性，進行水分再吸收。

• D. 可調整血液酸鹼質 (正確)

  • 分析：這兩個區段含有間介細胞 (Intercalated cells)，分為 A 型 (Type A) 與 B 型 (Type B)。
  • 機制：
    • Type A 細胞：分泌 H⁺ (透過 H⁺-ATPase)，再吸收 HCO₃⁻，用於矯正酸中毒。
    • Type B 細胞：分泌 HCO₃⁻ (透過 Pendrin)，再吸收 H⁺，用於矯正鹼中毒。

答案解析

題目要求選出錯誤的敘述。 選項 A 敘述「對尿素有極高的通透性」是錯誤的。在腎元中，皮質集尿小管 (Cortical CD) 對尿素是不通透的，這使得尿素留在管腔中濃度越來越高；直到進入內髓質集尿小管 (Inner Medullary CD)，在 ADH 作用下尿素才會大量被再吸收進入髓質間質，參與尿液濃縮機制的「尿素再循環」。

核心知識點

考生應熟記腎小管各段對物質的通透性差異，特別是 尿素 (Urea) 與 水 (Water) 的處理：

1. 後段遠曲小管 (Late DCT) & 皮質集尿小管 (Cortical CD)：
   • 水：受 ADH 控制 (有 ADH 時通透，無 ADH 時不通透)。
   • 尿素：不通透 (Impermeable)。
   • 鈉：受 Aldosterone 控制 (再吸收)。
2. 內髓質集尿小管 (Inner Medullary CD)：
   • 水：受 ADH 控制 (通透)。
   • 尿素：高度通透 (受 ADH 刺激，增加 UT-A1 轉運蛋白)，此為建立腎髓質高滲透壓梯度的關鍵機制。

參考資料

1. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 14th Edition. Chapter 28: Urine Concentration and Dilution. (腎小管各段通透性比較)
2. Vander's Renal Physiology, 9th Edition. Chapter 5: Tubular Function. (尿素再循環機制)
3. TeachMePhysiology: Distal Convoluted Tubule and Collecting Duct. (細胞功能與激素調節)