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115年:營養生理生化(1)

對骨骼的生長同時具有刺激和停止雙重作用的激素為何？

A性腺激素
B甲狀腺素
C副甲狀腺素
D生長激素

詳細解析

本題觀念：

本題的核心醫學觀念在於內分泌系統對骨骼發育的調節 (Hormonal Regulation of Bone Growth)，特別是針對青春期 (Puberty) 期間身高快速抽高（生長衝刺, growth spurt）隨後伴隨生長板閉合（epiphyseal fusion）的生理機制。這涉及了「促進線性生長」與「加速骨骼成熟導致生長停止」這兩個看似矛盾但同時存在的生理作用。

選項分析

  • A. 性腺激素 (Sex Hormones)：正確。

    • 刺激作用：性腺激素（如雄性素 Testosterone 和雌激素 Estrogen）在青春期大量分泌，會刺激生長激素 (GH) 的分泌，並直接作用於軟骨細胞，造成青春期的生長衝刺 (Pubertal growth spurt)。
    • 停止作用：性腺激素（特別是雌激素，Estrogen）是促使生長板 (Epiphyseal plate) 軟骨細胞老化、凋亡並最終導致生長板閉合 (Epiphyseal fusion) 的關鍵激素。一旦生長板閉合，長骨便無法再延長，身高生長即告停止。
    • 臨床證據：缺乏雌激素受體 (Estrogen Receptor) 或芳香環酶 (Aromatase) 的男性患者，其生長板無法閉合，會導致身高持續生長形成巨人症，證明性激素是導致生長「停止」的關鍵。

  • B. 甲狀腺素 (Thyroid Hormone)：錯誤。

    • 甲狀腺素對骨骼發育至關重要，缺乏會導致生長遲緩和骨齡落後 (如呆小症 Cretinism)。它具有促進骨骼成熟 (Maturation) 的作用，但其主要生理角色是「允許」生長和維持正常的代謝率，而非如性激素般具有典型的「在短時間內先劇烈刺激生長，隨後迅速關閉生長板」的雙重特異性時序作用。

  • C. 副甲狀腺素 (Parathyroid Hormone, PTH)：錯誤。

    • 主要功能是調節鈣磷平衡。它透過刺激蝕骨細胞 (Osteoclasts) 來釋放骨鈣，並增加腎臟對鈣的再吸收。雖然間接影響骨重塑 (Remodeling)，但不是調節長骨線性生長停止的主要激素。

  • D. 生長激素 (Growth Hormone, GH)：錯誤。

    • GH 主要透過 IGF-1 刺激軟骨細胞增生，是促進骨骼線性生長最強力的激素。
    • 然而，GH 本身不會導致生長板閉合。如果沒有性激素的協同作用（例如性腺功能低下者），單有 GH 會使患者持續生長而無法停止（導致四肢過長）。因此 GH 只有「刺激」作用，缺乏主動導致生長「停止」的機制。

答案解析

正確答案為 A。 性腺激素（Sex steroids）在生理學上具有獨特的雙重效應（Dual Effect）：

  1. 低濃度/早期：與生長激素協同作用，刺激軟骨細胞增生與骨基質合成，導致身高的快速增加（Pubertal Growth Spurt）。
  2. 高濃度/晚期：加速軟骨細胞的肥大與老化，促進軟骨鈣化，最終導致生長板的完全骨化（閉合），從而終止長骨的生長。 這一點在雌激素（Estrogen）上表現得最為顯著，無論是男性或女性，雌激素都是最後促使生長板閉合的關鍵介質（男性體內的睪固酮需經由 Aromatase 轉化為雌激素來執行此關閉功能）。

核心知識點

考生應複習以下內分泌生理學重點：

  1. 長骨生長機制：軟骨內骨化 (Endochondral ossification) 發生在生長板。
  2. 關鍵激素比較：
    • GH/IGF-1：最強的生長驅動力，缺乏導致侏儒症，過多導致巨人症/肢端肥大症。
    • 性激素 (Estrogen/Testosterone)：負責青春期生長衝刺 + 生長板閉合。
    • 甲狀腺素 (Thyroid hormone)：骨骼成熟的必要條件 (Permissive role)。
    • 皮質醇 (Cortisol)：過量會抑制生長（如 Cushing syndrome）。
  3. 臨床關聯：
    • 性早熟 (Precocious Puberty)：性激素過早大量分泌，導致兒童期長得快（刺激），但生長板過早閉合（停止），最終成人身高反而矮小。
    • 生長板閉合機轉：Estrogen 是關鍵。男性骨質疏鬆或生長板不閉合需考慮 Aromatase deficiency 或 Estrogen receptor mutation。

參考資料

  1. Evidence That Estrogen Hastens Epiphyseal Fusion and Cessation of Longitudinal Bone Growth - Endocrinology (Oxford Academic)
  2. Hormonal Regulation of Bone Growth and Remodelling - ResearchGate
  3. Physiology, Puberty - StatPearls (NCBI)
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