居住在高海拔地區的人,其體內生理性多紅血球症是一種補償機制,主要是為了應對下列何種情況?
詳細解析
本題觀念
高海拔環境的核心變化不是單純天氣寒冷,而是大氣壓下降,使吸入空氣的氧分壓降低,進而造成血液攜氧與組織氧供應不足。身體會透過增加通氣、調整血紅素對氧的親和力,以及啟動腎臟紅血球生成素(erythropoietin, EPO)—骨髓造血軸來適應;長期居住者的紅血球數量與血球容積可能上升,以提高血液攜帶氧的能力。因此本題答案是 A。
解題時要把「原因、訊號、中介、結果」排成順序:高海拔低氧是原因,組織與腎臟感受到缺氧是訊號,EPO 增加是中介,骨髓製造更多紅血球是結果。紅血球增多後血液黏度可能上升,但那是適應的代價或後果,不是啟動這項補償機制的主要原因。
選項分析
**A.吸入空氣的氧含量降低,導致組織缺氧:正確。**嚴格來說,高海拔時空氣中氧的比例約仍接近 21%,真正下降的是大氣壓與吸入氧分壓,因此進入肺泡及血液的氧供應降低。動脈血氧下降後,腎臟周圍細胞的缺氧感受路徑會增加 EPO 生成與釋放;EPO 作用於骨髓紅血球前驅細胞,促進紅血球生成,使血液的攜氧量提高。選項用「氧含量降低」描述高海拔低氧,雖不如「氧分壓下降」精確,但其所指的組織缺氧與補償方向正確,故 A 最適當。
**B.較低的大氣壓導致血液黏度增加:錯誤。**低大氣壓本身不會直接把血液變得黏稠。長期低氧刺激 EPO,紅血球數量增加、血球容積上升後,才可能使全血黏度增加;因此血液黏度是紅血球增多的結果或代價,不是身體要先處理的主要刺激。若把因果順序倒過來,就會誤選 B。
**C.腎臟紅血球生成素的生成減少:錯誤。**缺氧時 EPO 的方向是增加而不是減少。腎臟是成人 EPO 的主要來源,缺氧感受會穩定缺氧誘導因子相關調控,使 EPO 增加;EPO 再刺激骨髓製造紅血球。若 EPO 減少,紅血球生成通常會下降,無法解釋高海拔的生理性多紅血球症。
**D.低溫造成的新陳代謝需求增加:錯誤。**寒冷可能提高產熱需求與代謝負荷,但不是高海拔紅血球增多的主要直接刺激。高海拔適應的首要線索是低氧;即使高海拔地區同時寒冷,低溫也不能取代「低氧—EPO—紅血球生成」這條主要生理因果鏈。
答案解析
成人長期處在高海拔,吸入氧分壓下降,肺部進行氣體交換後的血氧供應也會下降。腎臟感受到缺氧後增加 EPO,EPO 促進骨髓製造紅血球,使血液攜氧量增加,這就是繼發性、且可視為適應性反應的紅血球增多。雖然紅血球增加會帶來血液黏度上升等代價,但它不是最初的驅動因素。
所以,官方答案採 A。遇到高海拔生理題,可先找「低氧」而不是「寒冷」或「黏度」;再用 EPO 連接腎臟與骨髓,最後理解紅血球增加是為了改善氧運送。另需注意選項 A 的文字:高海拔主要是氧分壓下降,不是氧氣在空氣中的百分比大幅改變;在本題的選項比較中,A 仍是唯一符合整條補償機制的答案。
核心知識點
- 高海拔的主要生理壓力是大氣壓下降造成吸入氧分壓降低與低氧。
- 腎臟缺氧感受會增加 EPO,EPO 作用於骨髓紅血球前驅細胞,促進紅血球生成。
- 紅血球增加可提高血液攜氧量,但也可能增加血液黏度;黏度上升是結果,不是主要起始原因。
- 高海拔適應還包括通氣增加、血紅素—氧解離特性調整及組織層級的氧利用改變;低溫不是本題多紅血球症的核心刺激。