正常人吸入8%二氧化碳會造成下列何種生理反應?
詳細解析
本題觀念
吸入 8% 二氧化碳會使血液中的二氧化碳分壓上升,並透過碳酸—碳酸氫鹽系統增加氫離子,使 pH 下降,形成高碳酸血症與酸化環境。二氧化碳的增加也會刺激頸動脈體、主動脈體等周邊化學受器,以及延髓附近對腦脊髓液酸度敏感的中樞化學受器,讓呼吸驅力增強、分鐘通氣量增加。
在組織氧合方面,二氧化碳上升與 pH 下降會造成 Bohr effect(波耳效應):氧合血紅素對氧的親和力降低,氧合血紅素解離曲線向右移。在相同的氧分壓下,血紅素較容易釋放氧給周邊組織。因此本題應選 C;其餘選項分別把酸鹼變化、血紅素親和力或通氣反應寫成相反方向。
選項分析
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A:血液 pH 值上升,不正確。 二氧化碳與水形成碳酸,進一步解離出氫離子。當二氧化碳負荷增加而尚未被通氣完全排除,血液會偏酸,pH 應下降,不會上升。
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B:氧合血紅素的結合量會增加,不正確。 高二氧化碳與低 pH 會降低血紅素對氧的親和力,使氧較容易卸載到組織;在相同 PaO₂ 下,血紅素氧合比例傾向降低,而非結合量增加。
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C:使氧合血紅素的解離曲線往右移,正確。 這正是 Bohr effect 的典型表現。曲線右移代表在同一氧分壓下血紅素飽和度較低、氧親和力下降,有利於周邊組織取得氧。
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D:通氣量變小,不正確。 高碳酸血症會刺激中樞與周邊化學受器,增加呼吸頻率與潮氣量,使分鐘通氣量上升。若呼吸肌疲勞或中樞抑制等額外因素同時存在,才可能出現通氣不足,並非本題正常人的直接反應。
答案解析
本題依公告答案選 C:使氧合血紅素的解離曲線往右移。可把生理反應串成一條路徑:吸入高濃度二氧化碳 → PaCO₂ 上升 → 碳酸與氫離子增加、pH 下降 → 血紅素對氧的親和力下降 → 氧合血紅素解離曲線右移,促進組織端氧釋放。同時,化學受器感受二氧化碳與酸度變化,驅動肺泡通氣增加,試圖排出多餘二氧化碳。
右移並不表示血液攜帶氧的能力在所有情境都增加,而是表示同一 PaO₂ 下的血紅素飽和度較低、氧較容易從血紅素卸下。這是對組織有利的短期卸氧反應;但若高碳酸血症持續或程度很重,酸血症、呼吸功增加與氧合惡化仍可能造成危險。讀解離曲線時要把「親和力」與「最大攜氧量」分開,不能把右移誤解為氧合血紅素結合更多。
核心知識點
- 二氧化碳增加會使碳酸與氫離子增加,血液 pH 下降,形成呼吸性酸中毒傾向。
- Bohr effect:PaCO₂ 上升或 pH 下降會使氧合血紅素解離曲線右移,降低氧親和力並促進組織卸氧。
- 曲線右移不等於氧含量一定增加;它主要表示相同 PaO₂ 下血紅素較容易釋放氧。
- 高碳酸血症刺激中樞與周邊化學受器,通常使呼吸驅力、潮氣量與分鐘通氣量增加。
- 判讀通氣與氧合時,需分開考慮 PaCO₂、pH、血紅素飽和度、氧含量及通氣反應。