當靜脈血進入肺泡－微血管系統時，存在的二氧化碳壓力梯度（mm Hg）為何？

本題觀念

肺泡氣體交換的核心驅動力是分壓差（壓力梯度）。當混合靜脈血由肺動脈流入肺泡微血管時，血液中的 CO2 分壓（PvCO2）約為 46 mmHg，而肺泡內的 CO2 分壓（PACO2）約為 40 mmHg。兩者之差即為 CO2 擴散的驅動壓力梯度：46 − 40 = 6 mmHg。這個梯度雖然遠小於氧氣的壓力梯度（約 60 mmHg），但足以讓 CO2 有效擴散至肺泡排出，因為 CO2 在生物體液中的溶解度約為 O2 的 20 倍，擴散係數也遠高於 O2。

選項分析

(A) 6 --- 正確。混合靜脈血 PCO2 約 46 mmHg，肺泡 PCO2 約 40 mmHg，兩者之差 = 6 mmHg，即為 CO2 跨越肺泡-微血管膜擴散的壓力梯度。

(B) 40 --- 錯誤。40 mmHg 是肺泡內 CO2 的絕對分壓值（PACO2），並非壓力梯度。壓力梯度指的是兩端分壓的差值，不是其中一端的分壓本身。

(C) 46 --- 錯誤。46 mmHg 是混合靜脈血中 CO2 的絕對分壓值（PvCO2），同樣不是壓力梯度。這個選項混淆了靜脈端的分壓數值與跨膜的壓力差。

(D) 60 --- 錯誤。60 mmHg 對應的其實是氧氣的壓力梯度（PAO2 約 100 mmHg 減去 PvO2 約 40 mmHg = 60 mmHg），與 CO2 無關。CO2 的高溶解度與高擴散係數使其只需極小的壓力梯度即可完成氣體交換。

答案解析

正確答案為 (A) 6。本題的關鍵在於區分「絕對分壓值」與「壓力梯度」。靜脈血 PCO2（46 mmHg）和肺泡 PCO2（40 mmHg）都是絕對數值，而題目問的是兩者之間的差值，也就是驅動 CO2 從血液擴散到肺泡的壓力梯度 = 6 mmHg。吸氣時新鮮空氣稀釋了肺泡中殘留的 CO2，使 PACO2 維持在約 40 mmHg，從而建立並維持這個梯度。CO2 沿此梯度從血液擴散至肺泡，直到達成平衡。值得注意的是，氣體交換效率不僅取決於壓力梯度大小，也取決於氣體的物理特性——CO2 僅需 6 mmHg 的小梯度就能有效排出，正是因為其擴散速率約為 O2 的 20 倍。

核心知識點

• 混合靜脈血 PCO2 約 46 mmHg，肺泡 PCO2 約 40 mmHg，CO2 壓力梯度 = 6 mmHg
• CO2 在體液中的溶解度約為 O2 的 20 倍，因此只需很小的壓力梯度即可有效排出
• O2 的壓力梯度約 60 mmHg（PAO2 100 − PvO2 40），遠大於 CO2 的 6 mmHg
• 壓力梯度 = 兩端分壓之差，切勿與任一端的絕對分壓值混淆

參考資料

• StatPearls, Partial Pressure of Carbon Dioxide (NCBI Bookshelf)
• Wikipedia, Pulmonary gas pressures
• Virginia Tech, Fundamentals of Gas Exchange (Pulmonary Physiology for Pre-Clinical Students)