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115年:心肺基礎(2)

下圖顯示二氧化碳解離曲線（CO₂ dissociation curve），其中包含甲曲線與乙曲線，且曲線上標示有A、B兩點。關於甲、乙曲線以及A、B 點的敘述，下列何者錯誤？ 圖片

A甲曲線因有較低的血氧飽和度，因此會增加血液攜帶二氧化碳的能力
B甲曲線有助於二氧化碳從血液釋放於組織中
C乙曲線較甲曲線有較低的血液攜帶二氧化碳的能力
DA 點為靜脈血，B 點為動脈血

詳細解析

本題觀念

二氧化碳解離曲線（CO2 dissociation curve）描述血液中 CO2 含量與 PCO2 之間的關係，而 Haldane effect 是理解此曲線的關鍵。去氧血紅素（deoxyHb）攜帶 CO2 的能力遠高於氧合血紅素（oxyHb），因此同一 PCO2 下，去氧血呈現較高的 CO2 含量，在圖上形成位置較高的曲線。本題需要判斷四個關於曲線與標記點的敘述何者有誤，核心在於辨別 CO2 在組織端是被「載入」血液，而非從血液「釋放」到組織。

選項分析

  • (A) 甲曲線因有較低的血氧飽和度，因此會增加血液攜帶二氧化碳的能力：此敘述正確。圖中甲曲線位於上方，代表去氧血紅素狀態（較低血氧飽和度）。根據 Haldane effect，去氧血紅素的酸性較低，有利於與 CO2 形成 carbamino compounds；去氧血紅素攜帶 carbamino CO2 的能力約為氧合血紅素的 3.5 倍。此外，去氧血紅素可作為氫離子的緩衝劑，促進碳酸酐酶催化 CO2 + H2O 生成 HCO3- 的反應持續進行。因此在相同 PCO2 下，甲曲線的血液 CO2 含量確實較高。

  • (B) 甲曲線有助於二氧化碳從血液釋放於組織中：此敘述錯誤，為正確答案。CO2 的方向性在組織端與肺部端恰好相反：在組織端，細胞有氧代謝產生的 CO2 沿濃度梯度擴散「進入」血液，血紅素同時釋放 O2 變為去氧態，去氧血紅素因 Haldane effect 增強了 CO2 攜帶能力，有助於血液「攝取」（loading）更多 CO2。因此甲曲線（去氧態）有助於 CO2 從組織進入血液，而非從血液釋放到組織。CO2 從血液釋放（unloading）是在肺部發生的事件：血紅素與 O2 結合後酸性增加，釋放 H+，H+ 與 HCO3- 重新結合形成 CO2 氣體，擴散入肺泡排出體外。

  • (C) 乙曲線較甲曲線有較低的血液攜帶二氧化碳的能力：此敘述正確。圖中乙曲線位於下方，代表氧合血紅素狀態。氧合血紅素（oxyHb）酸性較高，不利於 carbamino compound 的形成，同時釋放 H+ 促使 HCO3- 與 H+ 重組回 CO2，減少了血液中以 HCO3- 形式攜帶的 CO2。因此在相同 PCO2 下，乙曲線的 CO2 含量確實低於甲曲線。

  • (D) A 點為靜脈血，B 點為動脈血：此敘述正確。圖中 A 點位於甲曲線（去氧曲線）上，PCO2 約 46 mmHg，CO2 含量約 56 vol.%，完全符合靜脈血的特徵（PCO2 較高、去氧態）。B 點位於乙曲線（氧合曲線）上，PCO2 約 40 mmHg，CO2 含量約 48 vol.%，符合動脈血特徵（PCO2 較低、氧合態）。正常生理值：動脈血 PaCO2 約 40 mmHg，靜脈血 PvCO2 約 46 mmHg，與圖中標示一致。

答案解析

正確答案為 (B)。選項 B 的錯誤在於方向性描述相反。甲曲線代表去氧血紅素狀態，在組織端發揮作用。但在組織端，CO2 是由細胞代謝產生後「進入」血液（CO2 loading），而非從血液「釋放」到組織。去氧血紅素透過 Haldane effect 增強血液攝取 CO2 的能力，幫助血液從組織端載入更多 CO2 運送至肺部。而 CO2 從血液釋放排出（CO2 unloading）是在肺部進行的，此時對應的是乙曲線（氧合態），血紅素與 O2 結合後酸性增加，驅動 CO2 從碳酸氫根重新轉化為氣態排入肺泡。

核心知識點

  1. Haldane effect：去氧血紅素攜帶 CO2 能力為氧合血紅素的 3.5 倍，CO2 解離曲線上方為去氧曲線
  2. CO2 方向性：組織端為 CO2 loading（CO2 進入血液），肺部端為 CO2 unloading（CO2 從血液排出）
  3. 去氧血紅素在組織端有助於 CO2 「攝取」，非「釋放」
  4. 正常生理值：PaCO2 約 40 mmHg（動脈），PvCO2 約 46 mmHg（靜脈）

參考資料

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