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4 · 第1學期病理學細胞損傷

細胞內積聚

Intracellular Accumulations

難度 2 · 基礎pathology

細胞內堆積的分子病理學、診斷標記與遺傳代謝疾病的酵素缺陷。

脂肪變性的分子機制
肝臟脂肪代謝受多重轉錄因子調控:SREBP-1c(sterol regulatory element-binding protein 1c)活化→脂質合成基因(FAS, ACC, SCD1)上調;PPARα 活化→脂肪酸β-氧化基因上調。酒精代謝:ethanol→ADH→acetaldehyde→ALDH→acetate,過程中 NAD⁺→NADH,NADH/NAD⁺ 比值↑→抑制 β-oxidation 和 TCA cycle→脂肪酸累積。此外,acetaldehyde 直接損傷粒線體微管→VLDL 分泌障礙。NAFLD/NASH 的 two-hit hypothesis:first hit = 脂肪堆積(insulin resistance→SREBP-1c↑、lipolysis↑);second hit = 氧化壓力(CYP2E1↑→ROS)、脂質過氧化和促炎細胞因子(TNF-α)→肝細胞損傷→纖維化。Multiple-hit model 已取代 two-hit,強調腸道菌叢、ER stress 和遺傳多態性(PNPLA3 I148M)的共同作用。

溶酶體儲積症(Lysosomal Storage Diseases)
因特定溶酶體水解酶缺乏→底物無法降解而累積在溶酶體中。

  • Gaucher disease(最常見的 LSD):glucocerebrosidase(GBA1)缺乏→glucocerebroside 累積→巨噬細胞腫大形成「Gaucher cells」(crinkled paper cytoplasm)。Type 1(非神經病變型)最常見,Ashkenazi Jewish 盛行率 1/800。治療:ERT(enzyme replacement therapy, imiglucerase)或 SRT(substrate reduction therapy, eliglustat)。
  • Tay-Sachs disease:hexosaminidase A 缺乏→GM2 ganglioside 累積在神經元→cherry-red spot on macula(神經節細胞腫脹,中央 fovea 未受累而呈紅色)。
  • Niemann-Pick disease type A:sphingomyelinase 缺乏→sphingomyelin 累積→泡沫狀巨噬細胞(foam cells)。
  • Fabry disease:α-galactosidase A 缺乏(X-linked)→globotriaosylceramide(Gb3)累積→腎衰竭、心肌病、皮膚血管角化瘤。

類澱粉沉積症(Amyloidosis)
蛋白質錯誤摺疊為不溶性 β-pleated sheet fibril→細胞外沉積。Congo red 染色→蘋果綠雙折射(pathognomonic)。主要類型:AL amyloidosis(免疫球蛋白輕鏈,漿細胞異常)、AA amyloidosis(serum amyloid A,慢性發炎)、ATTR(transthyretin,遺傳性或老年性心臟型)。ATTR 心肌病:tafamidis(TTR stabilizer)在 ATTR-CM trial(NEJM, 2018)中降低死亡率和心血管住院。

病理性鈣化的分子機制
營養不良性鈣化:壞死細胞膜磷脂暴露→Ca²⁺ 與磷脂結合成核→hydroxyapatite 結晶沉積。動脈鈣化涉及 vascular smooth muscle cells 的骨化轉分化(osteogenic transdifferentiation)——BMP2/Runx2 上調、MGP(matrix Gla protein,鈣化抑制因子)下調。轉移性鈣化:PTH↑→bone resorption→血鈣↑→Ca × P 乘積 >70 mg²/dL²→鈣鹽沉積在腎、肺、胃黏膜(偏好酸性環境中鹼性組織)。

文獻參考:Platt, F.M. (2018). Nature, 510, 68-75. / Maurer, M.S. et al. (2018). NEJM, 379, 1007-1016 (ATTR-ACT trial).

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