有關肺泡的功能，下列敘述何者錯誤？

本題觀念：

本題主要測驗考生對於肺泡結構及其氣體交換生理機制的理解。核心觀念在於區分氣體（氧氣與二氧化碳）跨越肺泡-微血管屏障（呼吸膜）的運輸方式是「被動擴散」而非「主動運輸」。

選項分析

• A. 肺泡是一個囊狀構造，表面有許多微血管，是真正的肺組織，可進行氣體的交換：正確。

  • 肺泡（Alveoli）是肺部的功能單位，呈囊狀或葡萄串狀。其表面緊密包覆著微血管網，形成極薄的呼吸膜（Respiratory membrane），是氧氣進入血液與二氧化碳排出的主要場所。

• B. 成人的肺泡約有3億個，才能完成身體代謝、氧氣供給及二氧化碳排除的重大任務：正確。

  • 根據解剖生理學統計，成人兩側肺臟約含有 3 億至 5 億個肺泡（平均約 3-4.8 億個）。龐大的數量提供了極大的表面積（約 70-100 平方公尺，相當於一個網球場大小），以確保氣體交換效率足以應付全身代謝需求。

• C. 吸入的氧氣經肺泡壁到血液循環中，肺泡壁非常薄，與紅血球厚度相當，氧氣要透過這層薄膜，是靠主動運輸機轉：錯誤。

  • 這是本題的答案。
  • 氣體交換的機制是單純擴散作用（Simple Diffusion），屬於被動運輸，完全不消耗能量（ATP）。
  • 氣體分子會依循**分壓梯度（Partial Pressure Gradient）**移動：肺泡內的氧分壓（$P_{O2}$ 約 100-104 mmHg）高於流經肺泡微血管的缺氧血（$P_{O2}$ 約 40 mmHg），因此氧氣自然從肺泡擴散進入血液，無需主動運輸。
  • 雖然肺泡壁確實非常薄（由第一型肺泡細胞構成，厚度極薄以利擴散），但運輸機制描述錯誤。

• D. 當有肺炎或肺水腫時，氣體的交換就會有所困難：正確。

  • **肺炎（Pneumonia）**會導致肺泡內充滿發炎滲出液和白血球；**肺水腫（Pulmonary edema）**則是組織液堆積在肺間質或肺泡內。
  • 這些液體會增加氣體擴散的距離（厚度增加），並減少氣體交換的有效表面積，導致氣體交換效率下降，臨床上表現為低血氧（Hypoxemia）和呼吸困難。

答案解析

正確答案是 (C)。

選項 C 錯誤的原因在於生理學的基本原則：呼吸氣體（氧氣與二氧化碳）通過細胞膜是由高分壓往低分壓進行單純擴散（Simple Diffusion），不需要載體蛋白，也不消耗 ATP 能量，因此不是「主動運輸」。

核心知識點

考生應掌握以下呼吸生理學重點：

1. 氣體交換機制：

   • 動力：氣體分壓差（Partial pressure gradient）。
   • 方式：單純擴散（Simple diffusion），屬被動運輸。
   • 費克擴散定律（Fick's Law）：擴散速率與「表面積」、「分壓差」成正比，與「擴散膜厚度」成反比。

2. 肺泡結構特徵：

   • 第一型肺泡細胞（Type I pneumocytes）：扁平，構成 95% 肺泡表面積，負責氣體交換。
   • 第二型肺泡細胞（Type II pneumocytes）：分泌表面張力素（Surfactant），防止肺泡塌陷。
   • 數量：成人約 3-5 億個，提供巨大表面積。

3. 病理影響：

   • 肺炎、肺水腫 $\rightarrow$ 增加膜厚度、液體阻隔 $\rightarrow$ 擴散變差。
   • 肺氣腫（Emphysema） $\rightarrow$ 破壞肺泡壁 $\rightarrow$ 減少表面積 $\rightarrow$ 擴散變差。

參考資料

1. Costanzo, L. S. (2018). Physiology (6th ed.). Elsevier. (Chapter 5: Respiratory Physiology - Gas Exchange is by diffusion).
2. Hall, J. E. (2016). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (13th ed.). (Unit VIII: Respiration).
3. StatPearls - Histology, Lung. NCBI Bookshelf. (Adult human has approximately 300 million alveoli).
4. American Lung Association - Pulmonary Edema & Pneumonia mechanisms.