組織與生理

全身性紅斑性狼瘡 (Systemic Lupus Erythematosus)-上

全身性紅斑性狼瘡 (Systemic Lupus Erythematosus)-上
國立竹北高級中學97級曾怡儒學生撰寫/國立竹北高級中學生物科張雅菱老師編輯/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

紅斑性狼瘡全名為「全身性紅斑性狼瘡(Systemic Lupus Erythematosus,SLE)」為一種自體免疫的疾病。健康的免疫系統能製造淋巴細胞以對抗入侵身體的病原體,但SLE病患的免疫系統卻產生對抗自身健康細胞和組織的抗體,稱做「自身抗體(autoantibodies)」,它會破壞身體多處的組織和器官並使其發炎甚至衰竭。

例如: SLE引起的腎臟炎將使腎臟無法正常運作,使毒素、水份等無法排出造成腳踝水腫;有些患者會引發肋膜炎造成胸痛與呼吸困難;大多SLE患者多半患有貧血症、白血病或血友病,導致各血球數目異常;發炎時也可能使心臟、心膜跟著發炎,甚至引起動脈粥狀樣硬化。SLE也能影響大腦或中樞神經系統,造成頭痛、暈眩、記憶問題、視覺障礙、中風或行為舉止得異常。常見的SLE症狀有:關節腫脹疼痛發炎、肌肉痠痛、無故高燒、紅斑(尤其臉部,俗稱蝴蝶斑)、手指或腳趾因冷而蒼白發紫(雷諾現象Raynaud’s phenomenon)、光敏感、腿部及眼睛周圍水腫、口腔潰爛、極度疲憊…等。

干擾素(Interferon)-下

干擾素(Interferon)-下
國立高雄師範大學附屬高級中學生物科陳桂芳老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

六、干擾素的副作用及處理原則
1.類似感冒般的症狀:發燒、疲倦、發冷、頭痛、肌肉酸痛、嘔心、食慾不振。患者需多喝水、多休息、熱敷、按摩及做一些體操來放鬆肌肉的壓力。若有食慾不振現象,則可少量多餐、吃些薄荷或酸性的糖果來改善胃口。
2.掉髮 (約15%)。
3.精神憂鬱症狀:產生過躁鬱症及憂鬱症,情緒不穩定、易煩躁、失眠 (約15%),必要時可服用抗憂鬱劑以獲得改善。
4.骨髓造血系統機能:α干擾素會抑制骨髓造血系統,治療期應要注意白血球及血小板數目降低的變化。必須定期抽血檢查血球數目,若太低,則需調整劑量或停止使用。
5.甲狀腺低下或亢進:約5~10%,定時抽血檢驗甲狀腺素,必要時可尋求新陳代謝科醫師輔助評估治療。

使用期間有任何身體方面的不適症狀,都必須回診,密切與醫師討論使用狀況,適時調整劑量,切勿私自停藥。

干擾素(Interferon)-中

干擾素(Interferon)-中
國立高雄師範大學附屬高級中學生物科陳桂芳老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

三、干擾素的功能
1.抗病毒
細胞感染病毒後分泌干擾素與周圍未感染的細胞上的相關受體作用,抑制病毒蛋白的合成、抑制病毒核酸密碼的轉錄及分解病毒的核酸,促使這些細胞能防止受到進一步的感染。
2.抑制癌細胞生長
(1)能增強免疫細胞對癌細胞的殺傷力。
(2)加強免疫細胞辨認癌細胞,使癌細胞更容易被消滅。
(3)使癌細胞生長停滯,抑制癌細胞核酸和蛋白質的合成。
(4)影響約40種和癌症生成有關基因的表達。
3.促進細胞分化
4.增強免疫力
(1)調節輔助性T細胞(helper T cell)及抑制性T細胞的功能,增加殺手性T細胞(cytotoxic T cell)對感染細胞的辨認,並予以殲滅。
(2)影響第一型主要組織配合複合體(MHC-I complex)在肝細胞的表現,進而促使殺手型T細胞對病毒抗原的成功辨認及反應。
(3)增進自然殺手細胞(NK cell)的活性,加強吞噬細胞的吞噬作用。

干擾素(Interferon)-上

干擾素(Interferon)-上
國立高雄師範大學附屬高級中學生物科陳桂芳老師/國立台灣師範大學生命科學系李冠群助理教授責任編輯

1957年,英國Alick Isaacs和Jean Lindenmann兩位研究人員發現,當細胞受到病毒感染時,免疫系統產生某種蛋白質在細胞間傳遞訊息,“干擾”病毒的複製,同時警告鄰近正常的細胞,提高警覺,以防病毒入侵,此種蛋白質稱為”干擾素”。

一、干擾素特性:
干擾素(Interferon,簡稱IFN)是一種醣蛋白,分子量在20000~40000 Dalton之間,抗酸、耐鹼力高於一般蛋白質。在正常組織或血清中通常測不到干擾素,但被病毒感染啟動免疫反應後,干擾素是最早被製造分泌。

人和其他動物皆可產生干擾素,但人類疾病需要的是人體產生的干擾素,無法用其他動物分泌的干擾素治療,具有高度的種屬特異性。

干擾素在人體的含量極低,早期無適當的方法大量產製,因生物技術的快速發展,干擾素得以量產製造進而能廣泛地應用於醫療。

異種生物器官移植(Xenotransplantation)

異種生物器官移植(Xenotransplantation)
臺中縣立東新國民中學自然領域楊世銘老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

在1906年,法國醫師亞力克斯‧卡瑞爾(Alexis Carrel),首次替一隻狗與一隻貓分別植入新的心臟與腎臟,寫下全球首樁異種器官移植(xenotransplant)的先例後,同年馬西歐‧賈包萊(Mathieu Jaboulay) 醫師更進一步嘗試為兩名婦人植入一枚豬的腎臟及一枚山羊的肝臟,可惜的是兩位病人都沒能存活下來,但是這已為人類寫下接受異種器官移植的歷史首頁。

今日,由於外科技術及免疫學的發展人類同種器官移植(allotransplantation)的成效令人相當滿意。我國於1968年5月27日便首次完成亞洲第一例同種腎移植成功以來至今已三十四年,期間我國完成腎、肝、胰、心、肺及心肺同步移植成功,在亞洲器官移植暫居首位,遙遙領先日本及其他亞洲國家。

但因為器官捐贈在東方國家尚未蔚成風氣,不少病人都在等待尋找合適器官當中死亡,所以同種(人類)器官供應完全失衡,器官短缺之情況非常嚴重。於是全球科學家在過去幾十年來,都在探討如何使用動物之器官,作為人類異種移植器官之來源,以解決人類器官極端短缺之現象。

在所有異種器官移植研究中,狒狒與豬被認為是最適合用來進行異種移植的器官供應對象。使用狒狒等靈長類動物的器官雖有基因結構相近的好處,但也因為兩者生理結構相近而造成靈長類的病毒容易感染人類的問題,加上靈長類多為保育類生物且繁殖速度慢,因此數量多、繁殖容易,而且生理學與解剖構造與人類非常接近的豬便成為我們器官來源的新對象。

自體免疫疾病(Autoimmune Disease)

自體免疫疾病(Autoimmune Disease)
新竹縣立竹東高級中學生物科何淑媛老師/國立臺灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯

為了防禦無所不在的病原體,動物有了免疫系統;正常情況下的免疫系統,可以讓我們免除疾病,但是在某些狀況下免疫系統發出的反應,卻使我們自己的組織、細胞受損,嚴重的甚至影響生命,這就是自體免疫疾病。

自體免疫疾病分為針對特定器官及針對全身系統兩類,前者如攻擊甲狀腺的橋本氏甲狀腺炎(Hashimoto’s thyroiditis)和攻擊腎上腺皮質的愛迪生症(Addison’s disease)等,後者如攻擊皮膚、腎臟、關節及雞肉等全身組織性的紅斑性狼瘡(systemic lupus erythmatosus;SLE)及類風濕性關節炎(rheumatoid arthriti;RA)等。

造成自體免疫疾病的原因,目前已知的可分為三類;第一類是與遺傳有關,也就是與特定的HLA分子專一性有關,例如橋本氏甲狀腺炎,家族中如果有人罹患此疾病,則此家族其他人罹患相同疾病的機率明顯比一般人高。研究發現罹患此病的家族,其第二類MHC分子都是HLA-DR5;有「胰島素依賴型糖尿病」的家族,則是具有HLA-DQ2或是HLA-DQ8,如果是DQ2/8異質合子的人,其罹病機率就更高。

認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-下

認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-下
台北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

請參閱認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-上

這些研究結果都顯示,一旦杏仁核體積出現異常的萎縮或肥大,患者將無法正常控制自己的情緒。

另號稱新世紀三大疾病之一的憂鬱症,其部分病因也常是因為杏仁核的活化過度,不斷送出負面的情緒所導致。

科學家還發現前額葉和杏仁核之間有神經聯繫,而其重要的功能在於前額葉可調節或關閉杏仁核的情緒反應。

Davidson等人的研究結果指出左、右兩側前額葉分別調節相反的兩種情緒,左側調節樂觀正面的快樂感覺,右側負責負面情緒如恐懼沮喪等。

認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-中

認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-中
台北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

請參閱認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-上

科學家在比較正常和杏仁核受損老鼠的實驗結果後,發現杏仁核受損老鼠的驚跳高度值明顯低於正常老鼠;預先在老鼠腦中杏仁核處注射一些抑制其活性的藥物後,所得到的實驗結果也類似杏仁核受損的老鼠,這些實驗動物都不會出現明顯的驚跳反應。由上述結果可得知,恐懼記憶的形成和恐懼記憶的表現都與杏仁核的功能正常與否有直接的關係。

也有許多證據顯示,恐懼記憶的形成和杏仁核內細胞是否能誘發出長期增益現象(long term potentiation, LTP)有密切的相關。

認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-上

認識主導情緒產生的杏仁核(Amygdala)-上
台北市立第一女子高級中學生物科林玟娟老師/國立台灣大學動物學研究所陳俊宏教授責任編輯

杏仁核(Amygdala)位於大腦底部,屬於邊緣系統的一部分,因為形狀類似杏仁而得名。主要功能為掌管焦慮、急躁、驚嚇及恐懼等負面情緒,故有「情緒中樞」或「恐懼中樞」之稱。

根據紐約大學神經科學家喬瑟夫‧雷杜克斯(Joseph LeDoux)的研究指出,經由感覺器官所接收到的訊息,會經由兩條獨立的路徑送達神經中樞處理:絕大部分的感官資訊都是直接傳送至大腦皮質處,經由數條迴路進行分析後,才會產生合理的反應;另外一條資訊傳遞途徑則會經由間腦,直接傳送至杏仁核,這種聯繫十分快速而直接,但常無法做出正確而精準的處理。由上述結果可推測,一旦面對突如其來的刺激時,也許大腦皮質還在努力針對各種感官資訊進行分析的時候,杏仁核早已搶在大腦弄清楚發生什麼事之前,就先用恐懼這一類的強烈情緒,來支配身體進行快速反應,例如菜鳥軍人常會在看到黑影晃過時,因為心生恐懼,不加思索就直接開槍。

膜電位與動作電位 -下

膜電位 (Membrane Potential)與動作電位 (Action Potential)-下
臺北市私立再興中學生物科蔡緻怡老師/國立臺灣大學動物所陳俊宏教授責任編輯

請參閱膜電位與動作電位 -上

靜止膜電位形成的機制是由英國科學家霍奇金 (A.L. Hodgkin)和赫胥黎 (A.F. Huxley)兩人在1940年代,利用烏賊的巨大神經軸突 (giant axon)進行研究時所發現,並且在進行胞內電位變化測量時,首次記錄到動作電位 (action potential)。他們對於神經電生理的貢獻極大,因此獲得了1963年的諾貝爾生理醫學獎。

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