114年:放射基礎(2)

關於血液中的廢物通過腎絲球體進入尿液中的途徑,下列何者正確?

A內皮組織→帶正電基底膜→上皮組織
B帶正電基底膜→內皮組織→上皮組織
C帶負電基底膜→內皮組織→上皮組織
D內皮組織→帶負電基底膜→上皮組織

詳細解析

本題觀念:

本題測驗的核心在於「腎絲球過濾膜(Glomerular filtration barrier)」的解剖組織學結構,以及其在過濾血液形成尿液時的生理特性。腎絲球過濾膜是血液從微血管端進入鮑氏囊腔(Bowman's space)形成原尿的必經途徑。此過濾膜具有高度選擇性,包含了「大小屏障(Size barrier)」與「電荷屏障(Charge barrier)」,確保血液中的廢物與水分能順利濾出,同時保留大分子蛋白質與血球。

選項分析

(A) 內皮組織→帶正電基底膜→上皮組織:過濾方向描述正確,但腎絲球基底膜富含硫酸肝素(Heparan sulfate),因此是「帶負電」而非帶正電。此選項錯誤。

(B) 帶正電基底膜→內皮組織→上皮組織:過濾方向錯誤,血液最先接觸的是微血管最內層的內皮組織,而非基底膜;且基底膜應為帶負電。此選項錯誤。

(C) 帶負電基底膜→內皮組織→上皮組織:過濾方向錯誤,內皮組織位於最內層(血液端),基底膜夾在中層。此選項錯誤。

(D) 內皮組織→帶負電基底膜→上皮組織:過濾方向由內而外完全正確,且正確點出基底膜具有「帶負電」的生理特性,能有效阻擋帶負電的蛋白質流失。此為正確選項。

答案解析

血液在腎絲球進行過濾作用時,由微血管腔(血液端)進入鮑氏囊腔(尿液端),必須依序穿過三層過濾膜結構:

  1. 微血管內皮細胞(Capillary endothelium / 內皮組織):位於最內層,具有許多大小約 70-100 nm 的窗孔(Fenestrations),其主要功能為阻擋紅血球、白血球與血小板等血液有形成分通過,是大小屏障的第一道防線。
  2. 腎絲球基底膜(Glomerular basement membrane, GBM / 帶負電基底膜):位於中層,主要由第 IV 型膠原蛋白、層黏連蛋白(Laminin)以及富含多聚陰離子的硫酸肝素(Heparan sulfate proteoglycan)所構成。這些結構賦予基底膜強烈的「負電荷」,形成「電荷屏障」。由於血漿中的主要蛋白質(如白蛋白 Albumin)在生理 pH 值下同樣帶負電,同性相斥的原理使得大分子蛋白質難以穿透基底膜進入尿液。
  3. 臟層上皮細胞(Visceral epithelium / 足細胞 Podocytes / 上皮組織):位於最外層(靠近鮑氏囊腔側),足細胞的足突(Foot processes)交錯形成過濾裂隙(Filtration slits),裂隙間有裂隙隔膜(Slit diaphragm)相連,是限制中大型分子通過的最嚴密大小屏障。

綜合以上結構,血液廢物進入尿液的途徑依序為:內皮組織 → 帶負電基底膜 → 上皮組織。因此正確答案為 (D)。

核心知識點

考生必須熟記腎絲球過濾膜的「三層結構」與「兩大屏障」機制:

  1. 三層結構(由內向外排列):微血管內皮細胞 (Endothelium) → 腎絲球基底膜 (GBM) → 臟層上皮細胞 / 足細胞 (Podocytes)。
  2. 大小屏障 (Size barrier):由內皮細胞的窗孔與足細胞的過濾裂隙構成,阻擋血球及大分子物質。
  3. 電荷屏障 (Charge barrier):由基底膜上的硫酸肝素 (Heparan sulfate) 提供負電荷,排斥帶負電的蛋白質(如白蛋白)。

臨床重要性

在臨床腎臟病理中,電荷屏障的受損會導致嚴重的蛋白尿。最典型的例子為微小病變型腎病(Minimal Change Disease, MCD),此疾病好發於兒童。其病理機轉為足細胞足突融合,且基底膜上的負電荷(多聚陰離子)減少或喪失。即使在光學顯微鏡下看不出明顯的結構破壞,電荷屏障的失效仍會使得大量帶負電的白蛋白輕易漏出至尿液中,引發腎病症候群(Nephrotic syndrome)的嚴重水腫。

參考資料

  1. 腎絲球 - 維基百科 (https://zh.wikipedia.org/zh-tw/%E8%82%BE%E5%B0%8F%E7%90%83)
  2. 腎小球 - 维基百科,自由的百科全书 (https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%82%BE%E5%B0%8F%E7%90%83)
  3. 腎小球濾液與血漿的組成,主要差異為下列何者? - ExamWise (https://www.examwise.co/question/15598699)