107年:心肺基礎(2)
關於二氧化碳和呼吸中樞間的關係,下列敘述何者正確?
A血中的二氧化碳可穿過血腦障壁(blood-brain barrier),直接刺激呼吸中樞以調控呼吸
B血中的二氧化碳無法穿過血腦障壁(blood-brain barrier),需在血中解離產生氫離子,而後者穿過障壁以直接刺激呼吸中樞調控呼吸
C血中的二氧化碳解離產生碳酸氫根(HCO₃⁻),穿過血腦障壁刺激呼吸中樞以調控呼吸
D血中的二氧化碳穿過血腦障壁(blood-brain barrier),在腦脊髓液中解離產生氫離子,而後者直接刺激呼吸中樞調控呼吸
詳細解析
本題觀念
二氧化碳(carbon dioxide, CO₂)是調節呼吸的重要訊號,但中央化學感受器並不是把血中 CO₂ 分子直接當成刺激。CO₂ 能快速穿過血腦障壁(blood-brain barrier, BBB)進入腦脊髓液;進入後與水形成碳酸,再解離成氫離子(H⁺)與碳酸氫根(HCO₃⁻),使腦脊髓液 pH 下降。位於延髓腹外側附近的中央化學感受器主要感受這個 pH 變化,並把訊號傳給呼吸中樞,增加通氣以排出過多 CO₂。因此本題要分清楚的是「穿過 BBB 的物質」與「真正改變感受器環境的物質」。
選項分析
A:錯誤。CO₂ 確實可以穿過 BBB,但中央化學感受器的主要刺激不是 CO₂ 分子直接接觸感受器,而是 CO₂ 在腦脊髓液中反應後造成的 H⁺ 增加與 pH 下降。把「可通過」誤寫成「直接刺激」,少了關鍵的腦脊髓液酸鹼反應。
B:錯誤。此項把穿透性說反。血中 CO₂ 可通過 BBB;血中 H⁺ 則不易快速穿過 BBB,所以不能用「血中 H⁺ 穿過障壁直接刺激」來描述主要路徑。真正的 H⁺ 是 CO₂ 進入腦脊髓液後,在當地反應所形成。
C:錯誤。CO₂ 在腦脊髓液中確實會同時形成 HCO₃⁻,但本項說成血中 CO₂ 解離後的 HCO₃⁻ 穿過 BBB,且由 HCO₃⁻直接刺激呼吸中樞,與生理路徑不符。考點在 H⁺ 所造成的腦脊髓液 pH 下降,
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