114年:心肺基礎

與氧分壓45 mm Hg的血液相較,氧分壓100 mm Hg血液的特性為何?

A溶解的氧量較多,與血紅素的結合力較大
B溶解的氧量較多,與血紅素的結合力較小
C溶解的氧量較少,與血紅素的結合力較大
D溶解的氧量較少,與血紅素的結合力較小

詳細解析

本題觀念:

氧氣在血液中的運送有兩種形式:(1) 物理性溶解於血漿、(2) 與血紅素(Hemoglobin, Hb)結合。兩者都與氧分壓(PO₂)成正相關。

選項分析

(A) 溶解的氧量較多,與血紅素的結合力較大

  • 溶解氧:依亨利定律(Henry's Law),溶解氧量 = PO₂ × 溶解係數(0.003 mL O₂/dL/mmHg)。PO₂ 100 mmHg 時溶解氧 = 0.3 mL/dL;PO₂ 45 mmHg 時僅 0.135 mL/dL,因此 PO₂ 100 的溶解氧明顯較多。
  • Hb 結合力(親和力):血紅素具有「合作性結合」(cooperative binding)的特性 — 當第一個 O₂ 與 Hb 結合後,會改變蛋白質構型(T-state → R-state),讓後續 O₂ 結合更容易(親和力上升)。PO₂ 100 mmHg 時 Hb 飽和度約 97-98%,已在高親和力的 R-state;PO₂ 45 mmHg 時飽和度約 75-80%,仍有部分次單元在低親和力的 T-state。因此 PO₂ 100 的血液中 Hb 對 O₂ 的結合力確實較大。

(B) 溶解的氧量較多,與血紅素的結合力較小 ❌ 溶解氧正確,但結合力描述相反。

(C) 溶解的氧量較少,與血紅素的結合力較大 ❌ 溶解氧與 PO₂ 成正比,PO₂ 高溶解氧一定多。

(D) 溶解的氧量較少,與血紅素的結合力較小 ❌ 兩項敘述都錯。

答案解析

答案為 (A)。關鍵有兩點:

  1. 亨利定律 → PO₂ 越高,溶解氧越多
  2. 合作性結合 → PO₂ 越高,越多 Hb 處於 R-state,親和力越高

核心知識點

  • 溶解氧 = PO₂ × 0.003 mL/dL/mmHg(物理溶解,線性關係)
  • 氧合血紅素解離曲線為 S 型,反映合作性結合
  • R-state(放鬆態):高 O₂ 親和力;T-state(緊張態):低 O₂ 親和力
  • P₅₀ ≈ 27 mmHg(半飽和氧分壓)

參考資料

  1. Physiology, Oxyhemoglobin Dissociation Curve - StatPearls
  2. Physiology, Oxygen Transport - StatPearls
  3. How to calculate total oxygen content - Medmastery