下列何者出現時，表示細胞已經進入不可逆的損傷（ irreversible damage ）？

本題觀念：

細胞損傷的可逆性與不可逆性 (Reversible vs. Irreversible Cell Injury)

本題考查病理學中細胞損傷（Cell Injury）的基礎觀念，特別是區分「可逆性損傷」與「不可逆性損傷」的關鍵轉折點（Point of no return）。

細胞在受到壓力或傷害時，初期會產生功能和形態上的改變，若刺激移除，細胞可恢復正常（可逆）；但若刺激持續或過強，細胞將跨越「不可逆點」，導致細胞死亡（壞死 Necrosis 或凋亡 Apoptosis）。

不可逆損傷的兩個關鍵特徵：

1. 粒線體功能無法恢復 (Inability to correct mitochondrial dysfunction)： 即使恢復血流或氧氣，粒線體仍無法進行氧化磷酸化，且膜通透性發生根本改變。
2. 細胞膜功能的嚴重紊亂 (Profound disturbances in membrane function)： 包括細胞膜（導致內容物外漏）、粒線體膜（導致促凋亡蛋白外漏）及溶酶體膜（導致酶外漏與消化）的破裂。

選項分析

• A. leakage of mitochondrial proteins (粒線體蛋白外漏) - 正確答案

  • 解析： 這是不可逆損傷的標誌。當細胞損傷嚴重時，粒線體膜的通透性會發生劇烈改變（Mitochondrial Permeability Transition, MPT），導致粒線體內膜電位喪失，無法製造 ATP。
  • 更重要的是，粒線體外膜的破裂或孔道開放會導致細胞色素 c (Cytochrome c) 等促凋亡蛋白（pro-apoptotic proteins）從粒線體膜間隙洩漏到細胞質中。這一事件通常被視為細胞死亡啟動的關鍵信號（trigger for apoptosis），代表細胞已經跨過了不可逆點。

• B. endoplasmic reticulum dilation (內質網擴張) - 錯誤

  • 解析： 這是可逆性損傷的特徵。當細胞因缺氧導致 ATP 耗盡，依賴能量的離子幫浦（如 Na-K pump）失效，鈉離子與水分滯留於細胞內，導致細胞腫脹（Cellular swelling / Hydropic change）。內質網（ER）也會隨之腫脹、擴張。若在此時恢復供氧，ER 可以恢復原狀。

• C. rapid glycogen depletion (肝醣快速消耗) - 錯誤

  • 解析： 這是可逆性損傷的早期代謝變化。當細胞缺氧時，有氧呼吸停止，ATP 生成減少，細胞轉而依賴無氧糖解（Anaerobic glycolysis）來維持能量。為了提供糖解所需的葡萄糖，細胞內的肝醣庫存會被快速消耗。這屬於代謝適應過程，本身不代表不可逆損傷。

• D. endoplasmic reticulum ribosomes detachment (內質網核糖體脫落) - 錯誤

  • 解析： 這是可逆性損傷的特徵。承接選項 B，當內質網腫脹時，粗糙內質網（RER）上的核糖體會發生脫落，導致蛋白質合成減少。雖然這會影響細胞功能，但在結構上若刺激移除，核糖體可以重新附著，功能可恢復。

答案解析

正確答案：A

根據 Robbins 病理學，區分可逆與不可逆損傷的形態學變化如下：

• 可逆性損傷 (Reversible Injury)： 細胞腫脹（Cellular swelling）、脂肪變性（Fatty change）、細胞膜起泡（Blebbing）、微絨毛消失、內質網擴張（ER dilation）、核糖體脫落（Ribosome detachment）、染色質濃縮（Chromatin clumping）、肝醣消耗（Glycogen depletion）。
• 不可逆性損傷 (Irreversible Injury)：
  • 膜的嚴重破壞：包括細胞膜破裂、溶酶體破裂。
  • 粒線體嚴重受損：出現巨大的無定形密度（Large amorphous densities）、粒線體蛋白外漏（Leakage of mitochondrial proteins）。
  • 核的變化：核固縮（Pyknosis）、核碎裂（Karyorrhexis）、核溶解（Karyolysis）。

因此，選項 A 提到的「粒線體蛋白外漏」是細胞進入死亡程序（不可逆）的決定性事件。

核心知識點

考生應熟記以下 Robbins Pathology 中關於細胞損傷的關鍵區別表：

1. 可逆性損傷 (Reversible)

   • 機制： ATP 下降 $\rightarrow$ Na/K pump 失效 $\rightarrow$ 細胞水腫。
   • 形態： 細胞腫脹 (Cellular swelling)、脂肪變性 (Fatty change)。
   • 胞器變化： ER 腫脹 (ER swelling/dilation)、核糖體脫落 (Ribosome detachment)、髓鞘樣結構 (Myelin figures)、粒線體腫脹 (Mitochondrial swelling)。
   • 核： 染色質聚集 (Clumping of chromatin)。

2. 不可逆性損傷 (Irreversible / Necrosis)

   • 機制： 嚴重的膜損傷 (Membrane damage) 是關鍵。
   • 關鍵事件：
     • 粒線體功能喪失 (無法恢復 ATP 生成)。
     • 膜完整性喪失 (Loss of membrane integrity)。
   • 形態特徵：
     • 粒線體： 出現無定形緻密物 (Amorphous densities)、蛋白外漏 (Cytochrome c leakage)。
     • 細胞膜： 破裂 (Disruption)。
     • 溶酶體： 破裂導致酵素外洩與自溶。
     • 核： 固縮 (Pyknosis) $\rightarrow$ 碎裂 (Karyorrhexis) $\rightarrow$ 溶解 (Karyolysis)。

參考資料

1. Robbins & Cotran Pathologic Basis of Disease, 10th Edition. Chapter 2: Cellular Responses to Stress and Toxic Insults.
2. Robbins Basic Pathology, 10th Edition. Chapter 1: The Cell as a Unit of Health and Disease.