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115年:營養生理生化(2)

呼吸生理學中的無效腔（dead space），是指呼吸器官中有氣體通過，但無氣體交換作用的區域。關於三種無效腔彼此間關係的敘述，下列何者正確？

A解剖無效腔＝肺泡無效腔－生理無效腔
B生理無效腔＝解剖無效腔－肺泡無效腔
C解剖無效腔＝肺泡無效腔＋生理無效腔
D生理無效腔＝解剖無效腔＋肺泡無效腔

詳細解析

呼吸時吸入的空氣並非全部用於氣體交換，部分空氣停留在「無效腔」（dead space）中，無法進行氧氣與二氧化碳的交換。理解三種無效腔的定義與彼此的數學關係，是掌握呼吸生理的基礎。

本題觀念

無效腔指呼吸道中有氣體通過但不進行氣體交換的區域，依位置與成因分為三種：

  • 解剖無效腔（anatomical dead space）：傳導氣道的體積，包括鼻腔、咽喉、氣管、支氣管等，這些結構只負責傳送空氣，不參與氣體交換。
  • 肺泡無效腔（alveolar dead space）：有空氣進入但血流灌注不足的肺泡區域，雖然有通氣卻無法有效交換氣體。健康人此值極小，但肺栓塞等疾病會使其增大。
  • 生理無效腔（physiological dead space）：以上兩種無效腔的總和，代表整個呼吸系統中無法有效交換氣體的全部體積。

標準公式為：生理無效腔 ＝ 解剖無效腔 ＋ 肺泡無效腔。

選項分析

  • (A) 解剖無效腔＝肺泡無效腔－生理無效腔：由正確公式移項應得「解剖無效腔＝生理無效腔－肺泡無效腔」，本選項減法方向相反，錯誤。
  • (B) 生理無效腔＝解剖無效腔－肺泡無效腔：生理無效腔是兩者之和，不是之差，錯誤。
  • (C) 解剖無效腔＝肺泡無效腔＋生理無效腔：此式將生理無效腔視為解剖無效腔的組成部分，顛倒了包含關係，錯誤。
  • (D) 生理無效腔＝解剖無效腔＋肺泡無效腔：完全符合標準公式，正確。

答案解析

正確答案為 (D)。生理無效腔是一個總括概念，涵蓋所有通氣但無法交換氣體的空間。它由兩部分組成：一是傳導氣道的解剖無效腔，二是有通氣卻缺乏灌流的肺泡無效腔。臨床上可利用波爾方程式（Bohr equation）來測量生理無效腔的大小；在健康成人安靜呼吸時，無效腔約佔潮氣容積（tidal volume）的三分之一。

核心知識點

  • 生理無效腔 ＝ 解剖無效腔 ＋ 肺泡無效腔，記住「生理是最大的、包含其他兩者」。
  • 健康人的肺泡無效腔極小，因此生理無效腔與解剖無效腔數值相近。
  • 肺栓塞等病變造成肺泡有通氣但無灌流時，會顯著增加肺泡無效腔，進而增大生理無效腔。

參考資料

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