115年:(醫檢)檢驗(1)

尿素主要在下列何種器官形成?

A腎臟
B肝臟
C脾臟
D心臟

詳細解析

本題觀念:

本題考查人體代謝生理學中的尿素循環 (Urea Cycle),又稱為鳥胺酸循環 (Ornithine Cycle)。這是人體處理蛋白質代謝廢物(氨)的核心機制。氨 (Ammonia, NH₃) 是胺基酸分解代謝產生的高毒性產物,若在血液中累積會導致嚴重的神經毒性(如肝性腦病變)。人體必須將其轉化為毒性較低、水溶性高的尿素 (Urea),才能安全地通過血液運輸並經由腎臟排出體外。

選項分析

  • A. 腎臟 (Kidney)錯誤

    • 腎臟的主要功能是排泄尿素。
    • 雖然腎臟細胞中含有部分的尿素循環酵素(如 Argininosuccinate synthetase),且能進行糖質新生時產生極少量的尿素,但其生成量相較於肝臟微乎其微。
    • 腎臟在氮代謝中的另一重要角色是進行「產氨作用 (Ammoniagenesis)」,利用麩醯胺酸 (Glutamine) 產生氨並排入尿液以調節酸鹼平衡,而非主要負責合成尿素。
  • B. 肝臟 (Liver)正確

    • 肝臟是體內唯一擁有完整尿素循環所需之五種關鍵酵素(如 Carbamoyl phosphate synthetase I, Ornithine transcarbamylase, Arginase-1 等)的器官。
    • 尿素循環主要發生在肝臟細胞 (Hepatocytes) 的粒線體細胞質中。
    • 在此過程中,兩分子的氨(一個來自游離氨,一個來自天門冬胺酸 Aspartate)與二氧化碳結合,消耗 ATP,最終形成尿素。
  • C. 脾臟 (Spleen)錯誤

    • 脾臟屬於淋巴免疫系統,主要功能為過濾血液、回收老舊紅血球以及儲存血小板與白血球,與尿素的生化合成無關。
  • D. 心臟 (Heart)錯誤

    • 心臟負責泵送血液,其代謝主要依賴有氧呼吸產生能量(特別是脂肪酸氧化),並不具備合成尿素的酵素系統。

答案解析

尿素的生物合成途徑稱為「尿素循環」,此過程需要特定的酵素群。在人體中,只有肝臟細胞具有完整的酵素系統(特別是速率決定酵素 CPS-I 及最終產酶 Arginase-1)能大量且有效地將有毒的氨轉化為尿素。合成後的尿素會釋放到血液中,隨後經由腎臟過濾並透過尿液排出體外。因此,尿素主要在肝臟形成。

故正確答案為 (B) 肝臟

核心知識點

醫事檢驗師國考備考重點:

  1. 代謝場所:尿素循環主要發生於 肝臟 (Liver)。反應跨越 粒線體 (Mitochondria)細胞質 (Cytosol)
    • 粒線體內反應:Citrulline 的合成 (酵素:CPS-I, OTC)。
    • 細胞質內反應:Argininosuccinate 到 Urea 的生成 (酵素:ASS, ASL, Arginase)。
  2. 關鍵酵素與疾病
    • 速率決定步驟:Carbamoyl phosphate synthetase I (CPS-I),需 N-acetylglutamate (NAG) 作為異位活化劑。
    • 酵素缺乏會導致 高血氨症 (Hyperammonemia) 及各型尿素循環障礙 (Urea Cycle Disorders, UCDs)。
  3. 臨床檢驗指標
    • BUN (Blood Urea Nitrogen):反映腎功能及蛋白質代謝狀況。
    • NH₃ (Ammonia):評估肝昏迷、肝衰竭或先天性代謝異常的重要指標。

參考資料

  1. Urea cycle - Wikipedia
  2. Biochemistry, Urea Cycle - StatPearls - NCBI Bookshelf
  3. Urea Cycle: Functions, Steps, Products, Regulation, Disorders - Microbe Notes