114年:(醫檢)病生理(2)

在炎症中,以下何者最可能參與殺死微生物?

A內皮型一氧化氮合酶( eNOS)
B誘導型一氧化氮合酶( iNOS)
C神經型一氧化氮合酶( nNOS)
D血管型一氧化氮合酶( vNOS)

詳細解析

本題觀念:

本題考查三種主要的一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)亞型:constitutive NOS(cNOS,包括eNOS、nNOS)與inducible NOS(iNOS),以及它們在發炎反應中的生理功能差異。重點是:哪一種NOS在巨噬細胞活化時大量產生NO以執行微生物殺滅作用。

選項分析

  • 選項A 內皮型一氧化氮合酶(eNOS)
    eNOS屬於constitutive NOS,主要在血管內皮細胞中於低Ca^2+依賴性機制下持續產生少量NO,調控血管舒張、抑制血小板聚集及維持血管內皮功能。正常生理狀態下,eNOS不是高輸出狀態,也不會在巨噬細胞中誘導以執行殺菌作用(jbc.org)。

  • 選項B 誘導型一氧化氮合酶(iNOS)
    iNOS是經由IFN-γ、LPS等發炎刺激誘導表現的NOS亞型,不依賴細胞內Ca^2+濃度,一旦合成就持續活化,能在巨噬細胞中產生高濃度NO。大量NO與活性氧結合生成強力的微生物毒殺物質(如 peroxynitrite),是巨噬細胞重要的殺菌機轉之一(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。此為發炎殺菌反應的核心路徑,符合題意。

  • 選項C 神經型一氧化氮合酶(nNOS)
    nNOS同樣屬constitutive NOS,主要在神經元與部分平滑肌中於高Ca^2+條件下暫時活化,參與神經傳導、肌肉舒張等生理功能,非微生物殺菌主要路徑。

  • 選項D 血管型一氧化氮合酶(vNOS)
    文獻中並無正式「vNOS」亞型,此選項為干擾選項,屬不正確選擇。

答案解析

巨噬細胞接觸細菌或受到細胞激素(如IFN-γ、TNF-α、LPS)刺激時,轉錄誘導iNOS(NOS2),並且蛋白質與Ca^2+-calmodulin緊密結合,以持續高輸出模式產生大量NO。NO可直接或經衍生反應(如與O_2^-產生ONOO^-)攻擊微生物結構與代謝酵素,達成細胞內病原體清除功能。eNOS與nNOS雖也合成NO,卻是低輸出、暫時性且分布於內皮或神經,與微生物殺滅功能無關。vNOS並非生理學認可亞型,故最可能參與殺死微生物者為誘導型一氧化氮合酶(iNOS)。

核心知識點

  1. NOS亞型分類與分子機轉
    • eNOS、nNOS:constitutive,Ca^2+-依賴性短暫活化,NO產量低。
    • iNOS:inducible,轉錄誘導後與Ca^2+-calmodulin緊密結合持續活化,高輸出NO產生。
  2. iNOS在發炎與免疫防禦中的角色
    • 由巨噬細胞、嗜中性球等BM來源細胞表達。
    • 產生NO與活性氧種合作生成殺菌分子(如peroxynitrite)(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。
  3. 臨床相關病理
    • 過度iNOS表達與組織損傷、急慢性炎症(如敗血症、IBD)有關。
    • iNOS抑制劑在某些炎症性疾病中具治療潛力。

臨床重要性

iNOS為宿主抗菌第一線關鍵效應分子,了解其誘導條件與產物可協助臨床上處理感染和炎症相關病理,並指導iNOS抑制策略的安全性評估與應用。