107年:(醫檢)病生理(2)

人體中各種緩衝系統之緩衝能力,以何者最有效力?

A碳酸-重碳酸鹽系統
B血紅素系統
C蛋白質系統
D磷酸鹽系統

詳細解析

本題觀念:

人體血液酸鹼緩衝系統中,碳酸-重碳酸鹽系統(carbonic acid-bicarbonate buffer system)是最有效力的緩衝系統,原因在於它是一個「開放性系統(open system)」,能透過肺臟和腎臟動態調節。

選項分析

(A) 碳酸-重碳酸鹽系統 — 正確答案。此系統雖然 pKa = 6.1,理論上不在最佳緩衝範圍(應接近 pH 7.4),但由於:1. 肺臟可在數分鐘內透過調節通氣量快速改變 CO2\text{CO}_2 濃度;2. 腎臟可透過重吸收或排泄 HCO3\text{HCO}_3^- 長期調節;3. 每天可處理 15,000–20,000 mmol 的酸,容量遠超其他系統。這三點使其成為體內最有效的緩衝系統。

(B) 血紅素系統 — 血紅素(hemoglobin)是細胞內最重要的緩衝蛋白,約佔血液總緩衝能力的 65%(因其含大量組胺酸 histidine 殘基),是極重要的緩衝者,但屬於封閉系統,無法像碳酸系統一樣藉由呼吸調節,故整體有效性不及選項 A。

(C) 蛋白質系統 — 血漿蛋白質(plasma proteins)提供緩衝能力,但濃度和容量均低於碳酸鹽系統,非最有效者。

(D) 磷酸鹽系統 — 磷酸鹽(phosphate)的 pKa = 6.8,理論上更接近血液 pH 7.4,但

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