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115年:營養生理生化(2)

尿液濃縮機轉中，下列何者稱之為對流放大器（countercurrent multiplier）？

A近側腎小管
B亨利氏環
C直行血管
D集尿管

詳細解析

本題觀念

腎臟能把尿液從等張濃縮到高張（最高約 1200 mOsm/kg），關鍵在於腎髓質形成由外而內逐漸升高的滲透壓梯度。這個梯度的建立與維持，靠的是兩套「對流」機制：對流放大器（countercurrent multiplier）負責主動「製造」梯度，對流交換器（countercurrent exchanger）則被動「保存」梯度不被血流沖散。本題要辨別的就是哪個構造扮演放大器的角色。

選項分析

(A) 近側腎小管

近側腎小管位於皮質，主要負責等滲再吸收約 65% 的過濾液（鈉、水、碳酸氫根等比例回收），管腔內外的滲透壓幾乎不變。它沒有髮夾彎（U 型迴轉）的結構，不參與對流放大機制。

(B) 亨利氏環 ✅

亨利氏環（loop of Henle）是對流放大器。它的下行肢對水通透（經 AQP1 水通道）但不通透溶質，上行粗段則對水不通透但能主動將 NaCl 經 NKCC2 共同轉運蛋白泵出到髓質間質。隨著新的管液不斷流入，這種「下行肢失水、上行肢排鹽」的循環反覆運作，將髓質間質的滲透壓從皮質的約 300 mOsm/kg 逐級放大到內髓質的 1200 mOsm/kg，建立出尿液濃縮所需的滲透壓梯度。

(C) 直行血管

直行血管（vasa recta）是對流「交換器」（countercurrent exchanger），不是放大器。它沿著髓質的深入與回返路徑，讓溶質和水在下行與上行肢之間被動交換，避免血流把辛苦建立的高滲透壓梯度「沖掉」。直行血管只負責保存梯度，本身不主動製造梯度。

(D) 集尿管

集尿管是尿液「最終濃縮」的場所：在 ADH 作用下插入 AQP2 水通道，管腔中的水順著髓質的高滲透壓梯度被動回收，尿液因此變濃。但集尿管只是「利用」亨利氏環建立的梯度，本身不是對流放大器，也沒有髮夾迴轉的對流結構。

答案解析

答案為 (B)。對流放大器的定義是透過主動運輸在髮夾迴轉結構中反覆累積溶質，將小梯度逐級放大成大梯度。亨利氏環完全符合這個定義：上行粗段主動泵出 NaCl，下行肢被動失水，搭配持續流入的新管液，逐步把皮質到內髓質的滲透壓差放大到約四倍。直行血管（C）只做被動交換、維持梯度；近側腎小管（A）和集尿管（D）都不參與對流放大。

核心知識點

  • 對流放大器 = 亨利氏環：上行肢主動泵 NaCl、下行肢被動失水，反覆累積建立髓質高滲透壓
  • 對流交換器 = 直行血管：被動交換溶質與水，保存梯度不被血流沖散
  • 集尿管在 ADH 調控下「利用」梯度濃縮尿液，但不「製造」梯度
  • 近側腎小管做等滲再吸收，不參與對流機制

參考資料

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