115年:醫學一(2)

在正常生理狀態下,腸胃道對於各種電解質(electrolytes)的吸收或分泌,下列敘述何者最適當?

A氯離子(Cl⁻)於小腸與大腸以主動運輸(active transport)吸收
B氫離子(H⁺)於小腸以主動運輸(active transport)分泌
C鈉離子(Na⁺)於小腸與葡萄糖反向交換(exchange)而分泌
D鈣離子(Ca²⁺)於小腸以主動運輸(active transport)吸收

詳細解析

本題觀念

腸胃道對電解質(electrolytes)的吸收與分泌,依離子種類與腸道部位不同,分別採用主動運輸(active transport)、次級主動運輸(secondary active transport,例如鈉—葡萄糖共同運輸、Na⁺/H⁺ 交換)、或被動的細胞旁路徑(paracellular pathway)。作答時要同時對上三件事:「哪一段腸道」「哪一種運輸方式」「吸收還是分泌」。

依考選部 115 年第二次醫師(一) 更正答案,本題 B 或 D 均給分。 選 D(鈣離子在小腸以主動運輸吸收)是教科書的經典敘述;選 B(氫離子在小腸以主動運輸分泌)之所以也可成立,是因為若把「主動運輸」廣義理解為包含「次級主動運輸」(耗用 Na⁺ 電化學梯度而逆濃度梯度運送),則小腸上皮頂端膜的 Na⁺/H⁺ 交換器 NHE3 以 Na⁺ 進入細胞驅動 H⁺ 排入腸腔,即為 H⁺ 在小腸的(次級)主動分泌。官方未公布更正理由,以上為依文獻推得的合理解釋。

選項分析

  • A 氯離子(Cl⁻)於小腸與大腸以主動運輸吸收:有爭議/偏誤。小腸(空腸)的 Cl⁻ 吸收主要是跟著 Na⁺ 經細胞旁路徑被動進行;迴腸與結腸才有 Cl⁻/HCO₃⁻ 交換器(apical,屬次級主動/交換型吸收)。把整個小腸與大腸一概說成主動運輸過度簡化,不宜視為最適當。
  • B 氫離子(H⁺)於小腸以主動運輸(active transport)分泌:在廣義定義下成立。小腸上皮頂端膜的 NHE3(Na⁺/H⁺ exchanger 3)以 1 Na⁺ 換 1 H⁺,Na⁺ 順電化學梯度進入細胞,H⁺ 則逆濃度梯度被排入腸腔;此梯度由基底外側膜 Na⁺/K⁺-ATPase 維持,屬次級主動運輸。若嚴格將「主動運輸」限定為直接耗 ATP 的初級主動運輸(如胃壁細胞的 H⁺/K⁺-ATPase),則小腸並無此機轉,選項即不成立——此為本題的爭議點。
  • C 鈉離子(Na⁺)於小腸與葡萄糖反向交換(exchange)而分泌:錯誤。小腸 Na⁺ 與葡萄糖是由 SGLT1 同向共同運輸(cotransport)進入細胞,屬吸收而非分泌,也不是反向交換。
  • D 鈣離子(Ca²⁺)於小腸以主動運輸(active transport)吸收:正確。鈣主要在十二指腸經維生素 D 依賴的跨細胞主動運輸吸收:頂端膜 TRPV6 通道使 Ca²⁺ 進入細胞,calbindin-D9k 協助細胞內傳送,基底外側膜 PMCA1b(及 Na⁺/Ca²⁺ 交換器)將 Ca²⁺ 送入血液。

答案解析

依考選部 115 年第二次醫師(一) 更正答案,本題 B 或 D 均給分。

D 為傳統標準答案:Ca²⁺ 在小腸的跨細胞主動吸收是教科書範例,活性維生素 D(1,25-dihydroxyvitamin D₃)促進 TRPV6、calbindin-D9k 與 PMCA1b 的表現。

B 可成立的理由:NHE3 為小腸(及近端腎小管)頂端膜的主要 Na⁺/H⁺ 交換器,是小腸 Na⁺ 與水吸收的主要路徑之一,同時就是 H⁺ 排入腸腔的路徑;由於逆濃度梯度運送 H⁺ 並耗用 Na⁺ 梯度(間接耗能),可視為次級主動運輸。題目選項僅寫「主動運輸」未區分初級/次級,因此產生解讀歧義。需注意:官方未公布此理由,且上述解釋屬依機轉推論;若採「主動運輸=初級主動運輸」則 B 不成立(初級的 H⁺ 主動分泌是胃壁細胞 H⁺/K⁺-ATPase 的作用)。

A 把小腸與大腸的 Cl⁻ 吸收一概稱為主動運輸,與各段實際分工不符;C 把共同運輸誤為反向交換並誤為分泌,方向與機轉皆錯。

核心知識點

  • 鈉:小腸靠 SGLT1(Na⁺—葡萄糖共同運輸,次級主動)與 NHE3(Na⁺/H⁺ 交換)吸收。
  • 氫:胃壁細胞 H⁺/K⁺-ATPase 為初級主動分泌;小腸 NHE3 以次級主動運輸將 H⁺ 排入腸腔。
  • 鈣:十二指腸,維生素 D 依賴的跨細胞主動運輸(TRPV6 → calbindin-D9k → PMCA1b)。
  • 氯:空腸多為被動跟隨 Na⁺;迴腸/結腸有 Cl⁻/HCO₃⁻ 交換器。
  • 應試提醒:看到「主動運輸」要分辨初級與次級;題目未區分時,兩種解讀可能都被接受。

參考資料

  1. Intestinal NHE3 review(PMC):https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4956471/
  2. Bookstein C et al. Na⁺/H⁺ exchangers, NHE-1 and NHE-3, of rat intestine(JCI 1994):https://jci.org/articles/view/116933
  3. NHE3 mediates Na⁺ absorption and H⁺ secretion(PMC5256969):https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC5256969
  4. Frontiers in Physiology 2022, NHE3 in intestine:https://www.frontiersin.org/journals/physiology/articles/10.3389/fphys.2022.892112/pdf
  5. Vitamin D-dependent calcium transport(PMC):https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC2850091/
  6. Biological Significance of Calbindin-D9k within Duodenal Epithelium(PMC):https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3876048/
  7. The mechanisms of sodium absorption in the human small intestine(PMC):https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC297237/