115年:放射基礎(1)

缺乏抗利尿激素,會造那一段腎小管有較低的滲透壓?

A近曲小管
B亨利氏環上升段
C亨利氏環下降段
D集尿管

詳細解析

本題觀念:

抗利尿激素 (Antidiuretic hormone, ADH,又稱血管加壓素 Vasopressin) 在腎臟中負責調節水份的再吸收。ADH 主要作用於腎小管的「遠曲小管末段」與「集尿管 (Collecting duct)」,透過與管壁細胞基底膜的 V2 受體結合,促使水通道蛋白 (Aquaporin-2, AQP2) 鑲嵌於頂端膜 (apical membrane),進而大幅增加該區段對水的通透性,使水份能被再吸收回血液中,達到濃縮尿液的效果。

選項分析

  • A. 近曲小管 (Proximal convoluted tubule): 近曲小管對水和溶質 (如鈉離子、葡萄糖、胺基酸) 的再吸收是等比例進行的 (等張再吸收),其管腔液的滲透壓與血漿相近 (維持在約 300 mOsm/L)。此段水份的再吸收是物理性的滲透跟隨,不受 ADH 的調控

  • B. 亨利氏環上升段 (Ascending limb of loop of Henle): 此段 (尤其是粗上升段) 的管壁對水份不具通透性,但會利用共同運輸蛋白 (Na⁺-K⁺-2Cl⁻ cotransporter) 主動將溶質再吸收至間質。因為溶質被大量移出而水份被留在管腔內,管腔液會逐漸被稀釋,滲透壓下降至約 100 mOsm/L (形成低張液)。此段的特性本來就是不透水,其滲透壓變化不受 ADH 影響。

  • C. 亨利氏環下降段 (Descending limb of loop of Henle): 此段對水有高通透性,但對溶質通透性極低。隨著管腔液深入高張的腎髓質間質,水份會依高滲透壓梯度不斷移出管腔,使得管腔液的滲透壓逐漸升高 (在髮夾彎處最高可達 1200 mOsm/L)。此段水份的移動同樣是不受 ADH 影響的。

  • D. 集尿管 (Collecting duct): 集尿管對水的通透性完全依賴 ADH 的存在。當「缺乏 ADH」時,集尿管對水呈現不通透狀態。從遠曲小管流入集尿管的濾液本身已經是低張液 (約 100 mOsm/L),而在集尿管中管壁細胞仍會持續再吸收少量的鈉離子等溶質。由於「溶質持續減少、水份卻無法跟隨移出」,這會導致管腔液被進一步極度稀釋,滲透壓降至全腎小管的最低點 (大約可低至 50 mOsm/L),最終排出大量且低滲透壓的稀釋尿液。因此,缺乏 ADH 時,集尿管會有最低的滲透壓。

答案解析

正常生理狀態下,經過亨利氏環上升段的主動再吸收作用後,濾液已經成為低張溶液。進入集尿管後,若身體處於缺水狀態分泌了 ADH,水份就會在集尿管被大量再吸收,排出高滲透壓的濃縮尿;反之,若「缺乏 ADH」,集尿管將無法表現水通道蛋白 (AQP2),水份完全被鎖在管腔內無法再吸收,再加上溶質的微量流失,集尿管內的滲透壓將一路探底(最低約 50 mOsm/L)。因此,缺乏 ADH 會直接造就集尿管出現極低的滲透壓,正確答案為 D

核心知識點

醫事放射師在基礎醫學與生理學考科中,應熟記「腎小管各節段的滲透壓變化與激素調控」:

  1. 近曲小管:等張再吸收 (維持 ~300 mOsm/L),吸收約 65% 水與鈉。
  2. 亨利氏環下降段:只透水不透溶質,滲透壓漸升 (最高 ~1200 mOsm/L)。
  3. 亨利氏環上升段:只透溶質不透水 (Na⁺-K⁺-2Cl⁻ pump),滲透壓漸降 (降至 ~100 mOsm/L,被稱為腎臟的稀釋段)。
  4. 遠曲小管後半段與集尿管:水份通透性受 ADH (V2 receptor, AQP2) 調控;鈉離子/鉀離子受醛固酮 (Aldosterone) 調控。有 ADH 時排出高張濃縮尿 (最高 1200 mOsm/L),缺乏 ADH 時排出低張稀釋尿 (約 50 mOsm/L)。

臨床重要性

此生理機制正是尿崩症 (Diabetes Insipidus, DI) 的致病原理:

  • 中樞型尿崩症 (Central DI):下視丘或腦垂腺後葉受損 (如腫瘤、創傷或放射線治療後),導致 ADH 分泌不足。
  • 腎因型尿崩症 (Nephrogenic DI):腎臟集尿管對 ADH 產生阻抗 (例如遺傳性 V2 受體突變,或服用鋰鹽等藥物副作用)。 兩者皆會導致集尿管無法再吸收水份,患者在臨床上會表現出多尿 (polyuria)、極度口渴 (polydipsia) 以及排出極低比重與低滲透壓的尿液。這在影像醫學科進行需限制水份的檢查或施打顯影劑時,是必須特別留意的患者病史。

參考資料

  1. 抗利尿激素 - 翰林雲端學院
  2. 抗利尿激素 - 維基百科
  3. 葉時孟醫師 - 腎臟濃縮尿液與集尿管機制