毒物代謝與傷害
Phase I 活化與 Phase II 解毒之間的平衡
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異物代謝、菸酒與職業毒物、藥物與成癮、輻射及物理傷害、營養缺乏與肥胖相關疾病。
多數 lipophilic xenobiotics 先經 phase I 反應改造,再由 phase II conjugation 增加水溶性;代謝既可解毒也可能產生 reactive metabolites。
| 步驟 | 主要系統 | 代表意義 |
|---|---|---|
| Phase I | CYP450、flavin monooxygenase、peroxidase cooxidation | Oxidation/reduction/hydrolysis;可能產生 electrophile 或 ROS |
| Phase II | Glucuronidation、sulfation、methylation、glutathione conjugation | 通常促進排泄,但個別代謝物仍可能具毒性 |
| 修復與清除 | Antioxidants、DNA/protein repair、renal/biliary excretion | 劑量、基因多型性、共暴露與器官儲備共同決定傷害 |
Phase I 不等於解毒、phase II 也非絕對安全;考題先判斷是哪個酵素系統,再看是否形成 reactive intermediate。
菸草同時推動心血管病、COPD 與多種癌症;酒精經 acetaldehyde、redox shift、oxidative stress 與營養失衡傷害肝臟及其他器官。
懷疑 Wernicke 時應及早給 thiamine,臨床上不要因三聯不完整而排除;Korsakoff 以持續記憶障礙與 confabulation 為主。
職業與環境暴露依進入途徑、脂溶性、生物累積與標的器官呈現不同模式;鉛、汞、砷與有機磷是高頻考點。
| 暴露 | 主要標的/機轉 | 代表表現 |
|---|---|---|
| Lead | 抑制 heme synthesis、干擾 calcium signaling;骨內長期儲存 | Microcytic anemia、basophilic stippling、兒童 encephalopathy、成人 motor neuropathy、腎病與 gout |
| Mercury/methylmercury | 腎毒性或 CNS bioaccumulation | Renal failure、neurobehavioral change;Minamata disease |
| Arsenic | 多系統慢性毒性與致癌 | 色素改變、掌蹠角化、skin/lung cancer |
| Organophosphate | Acetylcholinesterase inhibition | Muscarinic、nicotinic 與 CNS cholinergic syndrome |
| Paraquat | Redox cycling 與 ROS | 嚴重 acute lung injury,後續 pulmonary fibrosis |
| Air pollutants | Irritant/oxidant 或 radiation | Ozone/NO₂ 加劇氣道傷害;radon 增加 lung-cancer risk |
鉛中毒把 microcytic anemia、basophilic stippling、motor neuropathy、encephalopathy、腎病與 gout 串成同一條機轉鏈。
藥物的預期作用與毒性共享受器、代謝與劑量關係;過量、交互作用及使用途徑會產生特定器官傷害。
| 物質 | 主要機轉 | 關鍵傷害 |
|---|---|---|
| Acetaminophen | CYP2E1 形成 NAPQI;glutathione 耗竭 | Centrilobular hepatic necrosis/acute liver failure |
| Aspirin/analgesics | COX inhibition;慢性複方止痛藥暴露 | GI bleeding;analgesic nephropathy/papillary necrosis |
| Cocaine | 阻斷 catecholamine reuptake | Vasoconstriction、MI、stroke、arrhythmia、seizure、placental abruption |
| Opioids | μ-opioid receptor agonism | Respiratory depression;注射相關 infection/embolism |
| Cannabis/hallucinogens | CB1 或 serotonin/NMDA-related effects | 感知、協調與行為改變;風險依物質及共用藥而異 |
Acetaminophen 過量的關鍵是 NAPQI 與 glutathione 耗竭;cocaine 的關鍵是 catecholamine reuptake blockade 與全身 vasoconstriction。
輻射傷害取決於吸收劑量、radiation weighting、dose rate、照射體積與組織增殖能力;物理傷害則需辨識能量傳遞與受傷模式。
| 暴露/範圍 | 主要靶器官 | 典型表現 |
|---|---|---|
| 約 1–2 Sv whole body | Lymphocytes/marrow | Lymphopenia;較高劑量進入 hematopoietic syndrome |
| 約 2–10 Sv | Bone marrow | Cytopenias、infection、hemorrhage |
| 約 10–20 Sv | Small bowel | Severe diarrhea、fluid loss、sepsis;通常致命 |
| 極高劑量 | CNS/vascular | Ataxia、coma、cardiovascular collapse |
| UVB | Epidermal DNA | Pyrimidine dimers、sunburn、actinic keratosis/skin cancer |
Gy 看吸收能量,Sv 看生物效應;急性全身輻射由 marrow → GI → CNS 隨劑量升高依序成為主導致死系統。
營養缺乏的形態取決於總能量、蛋白質、吸收、代謝與需求量;成人與兒童可因疾病、酒精、飲食或藥物呈現不同組合。
| 缺乏 | 核心功能 | 高頻表現 |
|---|---|---|
| Marasmus/kwashiorkor | 總熱量不足/蛋白質嚴重不足 | Wasting;或 edema、fatty liver、skin/hair change |
| Vitamin A | Vision、epithelial differentiation、immunity | Night blindness、xerophthalmia、squamous metaplasia、infection risk |
| Vitamin D | Calcium/phosphate homeostasis、bone mineralization | Rickets/osteomalacia、secondary hyperparathyroidism |
| Thiamine B1 | Oxidative decarboxylation | Beriberi、Wernicke–Korsakoff |
| Niacin B3 | NAD/NADP | Pellagra:dermatitis、diarrhea、dementia |
| Folate/B12 | DNA synthesis;B12 also myelin maintenance | Megaloblastic anemia;B12 可有 subacute combined degeneration |
| Vitamin C/K | Collagen hydroxylation/γ-carboxylation | Scurvy/bleeding diathesis |
| Zinc/copper | 多種酵素與組織修復 | Periorificial dermatitis、poor healing;或 neurologic/collagen defects |
維生素題用「功能 → 病理」記憶:A 看上皮/視覺、D 看礦化、C 看 collagen、K 看凝血、B1 看高能量器官、B12 看血液加神經。
食物污染物、飲食型態與能量過剩可透過基因毒性、胰島素阻抗、脂肪激素、慢性發炎及機械負荷增加疾病風險。
肥胖不是單一意志問題;考題要能把 leptin/POMC 與 NPY/AgRP 回路連到 insulin resistance、慢性發炎、MASH 與癌症風險。
Practice after the lecture
先作答,再展開答案與解析。題目依上方講義整理,內容仍屬 in_review。
Glucuronidation、sulfation 與 glutathione conjugation 等屬 phase II;CYP450 oxidation 等通常列為 phase I。
Ethanol oxidation 使 NADH/NAD⁺ ratio 上升,抑制 fatty-acid oxidation 並促進 triglyceride accumulation。
鉛抑制 heme synthesis 並干擾神經與腎臟;成人常見 motor neuropathy,血球可有 basophilic stippling。
Organophosphates 抑制 acetylcholinesterase,造成 muscarinic、nicotinic 與 CNS cholinergic manifestations。
Vinyl chloride 與 hepatic angiosarcoma 是經典配對;芳香胺較典型造成 bladder urothelial carcinoma。
CYP2E1 生成 NAPQI;當 glutathione 耗竭時,reactive metabolite 與細胞蛋白結合並造成 centrilobular necrosis。
Cocaine 阻斷 dopamine、norepinephrine 等 catecholamine reuptake,造成強烈 sympathetic stimulation、vasoconstriction 與 arrhythmia。
Gray 描述 absorbed dose;sievert 用於等效/有效劑量,反映輻射種類與組織風險;Bq/Ci 描述活度。
快速減壓使溶解氮形成氣泡,急性造成 bends/chokes 等,慢性可造成 ischemic bone necrosis。
Kwashiorkor 以嚴重 protein deficiency、hypoalbuminemia、edema 與 fatty liver 為突出表現;marasmus 以 wasting 為主。
B12 deficiency 可同時影響 DNA synthesis 與 myelin maintenance;folate deficiency 造成 megaloblastic anemia,但不造成典型神經病變。
Aflatoxin B1 exposure 與 TP53 codon 249 hotspot 經典相關,並可與 chronic HBV infection 協同增加 HCC risk。
這是講義複習題,不代表正式考試題庫或醫療建議。
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