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115年:(醫檢)血液(1)

下列各物質何者會因為缺乏葉酸而增加？

As-adenoyl homocysteine
Bhomocysteine
Cmethionine
Ddeoxythymidine monophosphate （dTMP）

詳細解析

本題觀念：

本題主要測驗考生對於 葉酸 (Folate) 在 單碳代謝 (One-carbon metabolism) 途徑中角色的理解，特別是其與 同半胱胺酸 (Homocysteine) 代謝及 DNA 合成 的關係。

核心生化途徑涉及兩個主要部分：

  1. 甲基化循環 (Methylation Cycle)：葉酸 (以 5-methyltetrahydrofolate 形式) 作為甲基捐贈者，協助同半胱胺酸 (Homocysteine) 再甲基化成為甲硫胺酸 (Methionine)。
  2. DNA 合成：葉酸 (以 5,10-methylene-tetrahydrofolate 形式) 作為輔酶，協助 dUMP 轉變為 dTMP。

選項分析

  • A. s-adenosyl homocysteine (SAH，S-腺苷同半胱胺酸)：

    • 分析：SAH 是 S-腺苷甲硫胺酸 (SAM) 進行轉甲基反應後的產物。SAH 會經由水解酶分解為同半胱胺酸 (Homocysteine) 和腺苷 (Adenosine)。雖然當同半胱胺酸堆積時，根據質量作用定律，SAH 的水解反應會受到抑制，導致 SAH 濃度也可能上升，但這是「次級效應」。
    • 結論：SAH 雖然可能增加，但在臨床生化與考試中，同半胱胺酸 (Homocysteine) 是葉酸缺乏最直接、最典型的累積代謝物與診斷標記。

  • B. homocysteine (同半胱胺酸)：

    • 分析：同半胱胺酸要轉變為甲硫胺酸 (Methionine)，需要 甲硫胺酸合成酶 (Methionine Synthase) 的催化，此反應必須依賴 維生素 B12 作為輔酶，並由 5-methyltetrahydrofolate (葉酸的衍生物) 提供甲基。
    • 推理：當葉酸缺乏時，缺乏甲基捐贈者 (5-methyl-THF)，導致同半胱胺酸無法順利轉化為甲硫胺酸。這會造成同半胱胺酸在血液中大量堆積 (Hyperhomocysteinemia)。
    • 結論：這是葉酸缺乏最直接導致增加的物質，也是正確答案。

  • C. methionine (甲硫胺酸)：

    • 分析：如前所述，葉酸缺乏會阻斷同半胱胺酸轉化為甲硫胺酸的路徑。
    • 推理：因此，體內合成的甲硫胺酸量會 減少 (而非增加)。
    • 結論：此選項錯誤。

  • D. deoxythymidine monophosphate (dTMP，去氧胸苷單磷酸)：

    • 分析：在 DNA 合成途徑中，Thymidylate synthase 酵素需要 5,10-methylene-tetrahydrofolate (葉酸衍生物) 作為輔酶，將 dUMP 轉化為 dTMP。
    • 推理：葉酸缺乏會阻斷此反應，導致 dTMP 的生成 減少。這也是葉酸缺乏導致巨球性貧血 (Megaloblastic anemia) 的主因 (DNA 合成受阻)。
    • 結論：此選項錯誤，dTMP 會減少。

答案解析

正確答案為 (B) homocysteine。

葉酸缺乏導致其活性形式 (5-methyltetrahydrofolate) 不足，使得「同半胱胺酸 (Homocysteine) →\rightarrow 甲硫胺酸 (Methionine)」的再甲基化反應受阻。作為反應受質的同半胱胺酸因此無法被代謝而堆積，導致血中濃度顯著上升。這在臨床上稱為高同半胱胺酸血症 (Hyperhomocysteinemia)，是評估葉酸與維生素 B12 營養狀況的重要指標。

核心知識點

考生應重點複習以下 單碳代謝 (One-carbon metabolism) 關鍵點：

  1. 葉酸 (Folate) 與 B12 的協同作用：兩者皆參與將 Homocysteine 轉換為 Methionine 的過程。缺乏任一者皆會導致 Homocysteine 上升。
  2. 臨床生化指標：
    • 葉酸缺乏：Homocysteine ↑\uparrow (上升)，Methylmalonic acid (MMA) 正常。
    • B12 缺乏：Homocysteine ↑\uparrow (上升)，Methylmalonic acid (MMA) ↑\uparrow (上升)。(這是鑑別兩者的關鍵)。
  3. DNA 合成阻斷：葉酸缺乏阻斷 dUMP →\rightarrow dTMP，導致 DNA 合成障礙，引發巨球性貧血 (Megaloblastic anemia) 及嗜中性白血球分葉過多 (Hypersegmentation)。
  4. 相關酵素：Methionine Synthase (需 B12/Folate)、Thymidylate Synthase (需 Folate)、MTHFR (葉酸代謝關鍵酶)。

參考資料

  1. Linus Pauling Institute. "Folate." Oregon State University. https://lpi.oregonstate.edu/mic/vitamins/folate
  2. National Institutes of Health (NIH). "Folate - Health Professional Fact Sheet." https://ods.od.nih.gov/factsheets/Folate-HealthProfessional/
  3. American Journal of Physiology. "Deficiencies of folate and vitamin B6 exert distinct effects on homocysteine, serine, and methionine kinetics." https://journals.physiology.org/doi/full/10.1152/ajpendo.2001.281.4.E665
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