113-1 生理學考古題詳解

Question

【113-1 醫學(一) 第63題】已知某藥物會抑制碳酸酐酶（carbonic anhydrase），但是無法穿透血腦障壁（blood-brain barrier）。 實驗中，大白鼠分為兩組，控制組未曾經過藥物處理，實驗組則事先接受該藥物注射進入體動脈（systemic artery）血中。若讓兩組大白鼠分別吸入比平時更高濃度的二氧化碳（CO₂），會發生下列何種反應？

Accepted Answer

### 破題關鍵
本題核心在於理解碳酸酐酶抑制劑的作用機制、血腦障壁的阻隔功能，以及周邊與中樞化學感受器對二氧化碳的反應。

### 選項拆解
- A：兩組大白鼠的肺泡通氣量（alveolar ventilation）相同。錯誤。實驗組因周邊化學感受器反應減弱，總體通氣量可能較低。
- B：實驗組的主動脈體（aortic body）化學感受器（chemoreceptor）活性（activity）比控制組更強。錯誤。主動脈體是周邊化學感受器，藥物抑制其碳酸酐酶活性，導致H⁺生成減少，活性應較弱。
- C：控制組的舌咽神經（glossopharyngeal nerve）放電頻率（firing frequency）比實驗組更低。錯誤。舌咽神經傳導來自頸動脈體（周邊化學感受器）的訊號。控制組的碳酸酐酶正常運作，H⁺生成多，放電頻率應較高。
- D：兩組大白鼠的中樞化學感受器（central chemoreceptor）活性相同。正確。藥物無法穿透血腦障壁，因此中樞神經系統內的碳酸酐酶不受影響，中樞化學感受器對CO₂的反應在兩組中相同。

### 核心知識
- **碳酸酐酶（Carbonic Anhydrase, CA）**：催化CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻ 的可逆反應，在體內酸鹼平衡和CO₂運輸中扮演關鍵角色。
- **血腦障壁（Blood-Brain Barrier, BBB）**：選擇性地限制物質從血液進入腦部，H⁺和HCO₃⁻不易通過，但CO₂可自由擴散。
- **周邊化學感受器（Peripheral Chemoreceptors）**：位於頸動脈體（carotid body）和主動脈體（aortic body），主要感受動脈血氧分壓（PO₂）變化，也對動脈血CO₂分壓（PCO₂）和pH值敏感。藥物會抑制其CA活性，影響H⁺生成。
- **中樞化學感受器（Central Chemoreceptors）**：位於延髓（medulla oblongata），主要感受腦脊髓液（CSF）的pH值變化。CSF的pH值主要受PCO₂影響，因為CO₂可穿透BBB，在CSF中經CA作用生成H⁺。由於藥物無法穿透BBB，中樞CA不受影響。

Answer

A. 兩組大白鼠的肺泡通氣量（alveolar ventilation）相同

Answer

B. 實驗組的主動脈體（aortic body）化學感受器（chemoreceptor）活性（activity）比控制組更強

Answer

C. 控制組的舌咽神經（glossopharyngeal nerve）放電頻率（firing frequency）比實驗組更低

Answer

D. 兩組大白鼠的中樞化學感受器（central chemoreceptor）活性相同