若將菊糖(inulin)注射入某人體靜脈內,之後連續一段時間測量其血漿中菊糖的濃度、尿液中菊糖的濃度與尿液流速,發現三者皆為穩定數值。假定其血漿中菊糖濃度為 0.25 mg/mL,尿液中菊糖濃度為 16 mg/mL,尿液流速為 2 mL/min,則腎絲球過濾率(glomerular filtration rate, GFR)大約為多少(單位:mL/min)?
詳細解析
本題觀念
菊糖(inulin)清除率是測量腎絲球過濾率(glomerular filtration rate, GFR)的經典方法。菊糖由血液進入腎臟後可以自由通過腎絲球濾過屏障,但不會被腎小管再吸收,也不會被腎小管分泌,因此尿液中排出的菊糖量,正好等於腎絲球在同一時間濾出的菊糖量。只要把尿液中的排出速率,除以血漿中的菊糖濃度,就能得到清除率;本題三個數值都維持穩定,正適合直接套用公式。
選項分析
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A 正確。 菊糖清除率公式為:GFR = Uᵢₙ × V ÷ Pᵢₙ。其中 Uᵢₙ 是尿液菊糖濃度 16 mg/mL,V 是尿液流速 2 mL/min,Pᵢₙ 是血漿菊糖濃度 0.25 mg/mL。因此 GFR = (16 mg/mL × 2 mL/min) ÷ 0.25 mg/mL = 32 ÷ 0.25 mL/min = 128 mL/min。
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B 不正確。 8 mL/min 不是把三個已知數值依清除率公式計算後得到的結果。若只做部分濃度運算,或把血漿與尿液濃度的比例處理錯誤,可能得到看似簡單但沒有正確單位意義的數字;本題必須同時納入尿液濃度、尿液流速和血漿濃度。
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C 不正確。 312.5 mL/min 並不等於 (16 × 2) ÷ 0.25。這個數字通常反映把濃度比值倒置、或在除以 0.25 時發生算術錯誤。計算後也要回頭檢查公式方向:尿液中標記物越多,排出速率越大,清除率應增加;血漿濃度越高,在相同排出速率下清除率則應降低。
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D 不正確。 2 mL/min 只是題目提供的尿液流速,不是 GFR。清除率不只看每分鐘排出多少尿液,還要考慮尿液中菊糖濃度與血漿中菊糖濃度的比例;忽略這個比例,就會把尿液流速誤當成腎絲球過濾率。
答案解析
先寫出清除率的概念:清除率代表每分鐘有多少毫升血漿中的某種物質,能被腎臟完全清除。對菊糖而言,因為它自由過濾、沒有再吸收、也沒有分泌,菊糖清除率就等於 GFR。
帶入本題數值: GFR = (尿液菊糖濃度 × 尿液流速) ÷ 血漿菊糖濃度 = (16 mg/mL × 2 mL/min) ÷ 0.25 mg/mL = 128 mL/min。
單位也能用來檢查答案:分子中的 mg/mL 乘上 mL/min 後,得到 mg/min;再除以血漿濃度 mg/mL,mg 會約掉,最後留下 mL/min。因為題目給的是穩定狀態,無須另外處理時間變化或平均濃度。本題採公告答案 A。
核心知識點
- 腎臟清除率公式:Cₓ = Uₓ × V ÷ Pₓ。
- 菊糖可自由過濾,且不被再吸收、不被分泌,所以 Cᵢₙ = GFR。
- Uᵢₙ 是尿液濃度,Pᵢₙ 是血漿濃度,V 是每分鐘尿液流量,三者位置不可互換。
- 計算後要檢查單位是否為 mL/min;只選尿液流速,或把濃度比值倒置,都不是 GFR。
- 菊糖清除率是測量 GFR 的參考方法;臨床常用的估算方法則會依血清肌酸酐等資料推算,概念上仍要區分「清除率」與「尿液流速」。