對於微量營養素(micronutrients)硒元素(Selenium),下列敘述何者錯誤?
詳細解析
本題觀念:
本題考的是微量營養素硒(Selenium)的生理功能,核心觀念是硒作為麩胱甘肽過氧化氫酶(glutathione peroxidase, GPx)的必要輔因子,其角色是「清除/還原」細胞內的過氧化氫(hydrogen peroxide, H₂O₂)及有機過氧化物,藉此保護細胞膜脂質不受氧化傷害,而非「增加」過氧化氫。這是硒最重要的抗氧化機轉,也是全題的鑑別關鍵。此外,硒還與肌肉骨骼系統(缺乏可致肌肉病變與心肌病變)、細胞媒介性免疫功能、甲狀腺激素代謝(碘化甲狀腺素去碘酶亦為硒蛋白)密切相關。
選項分析
A. 其功用為增加細胞內的過氧化氫,保護細胞膜脂層(membrane lipids)免受氧化傷害 ❌ 錯誤(本題答案) 硒的抗氧化功能是透過構成GPx的活性中心,以麩胱甘肽為還原劑,把細胞內的過氧化氫及有機過氧化物「還原」成水與對應的醇類,藉此「降低」細胞內氧化物濃度,保護細胞膜脂質、蛋白質與DNA免受氧化傷害。本選項敘述機轉方向完全相反——硒不是「增加」過氧化氫,而是促進過氧化氫的清除代謝,故為錯誤敘述。
B. 缺乏時將導致生長遲緩、肌肉疼痛和無力、肌肉病變、心肌病變 ✅ 正確 硒缺乏的典型臨床表現正是骨骼肌病變(表現為肌肉疼痛與無力)與擴張型心肌病變,最經典的例子即中國東北至西南低硒土壤帶流行的克山病(Keshan disease),為一種與嚴重硒缺乏相關的地方性心肌病變;兒童硒缺乏亦可伴隨生長遲緩。此敘述與已知的硒缺乏症候群完全相符。
C. 在細胞參與的免疫功能中起重要的作用;若發生缺陷,可能會導致甲狀腺激素代謝改變及血漿中麩胱甘肽(glutathione)濃度升高 ✅ 正確 硒對細胞媒介性免疫(cell-mediated immunity)具重要調節作用,缺乏時可影響淋巴球增生與自然殺手細胞活性。另一方面,甲狀腺激素的去碘活化(T4轉T3)仰賴碘化甲狀腺素去碘酶(iodothyronine deiodinase),此酶同樣是硒蛋白,故硒缺乏會改變甲狀腺激素代謝;同時因GPx活性下降,過氧化氫清除效率降低,會反映在血漿麩胱甘肽系統的變化(氧化型麩胱甘肽比例上升、總麩胱甘肽濃度升高),此為硒缺乏的已知生化表現,敘述正確。
D. 每個麩胱甘肽過氧化氫酶(glutathione peroxidase)含有4個硒原子,主要功能是將游離的過氧化氫還原為水 ✅ 正確 GPx為四聚體(tetramer)蛋白,由四個相同次單元組成,每個次單元的活性中心各含一個硒半胱胺酸(selenocysteine),故整個酵素分子共含4個硒原子;其主要催化反應正是將游離的過氧化氫還原為水,此為GPx最核心的酵素功能,敘述完全正確。
答案解析
本題為反向題,問「下列敘述何者錯誤」,答案為 A。硒最重要的生理角色是作為GPx的輔因子,執行「清除、還原」細胞內過氧化氫的抗氧化功能,藉此保護細胞膜脂質、蛋白質與核酸;A選項卻描述硒的功用是「增加」細胞內過氧化氫,方向與實際生化機轉完全相反,故為錯誤敘述。其餘B、C、D三個選項分別正確描述了硒缺乏的肌肉骨骼與心臟表現(B)、硒與免疫及甲狀腺代謝的關聯(C)、以及GPx的分子結構與催化功能(D),皆與現行生化與營養學知識一致,故均為正確敘述,不予選。
核心知識點
- 硒是GPx(麩胱甘肽過氧化氫酶)的必要輔因子,其功能是「還原、清除」過氧化氫及有機過氧化物,而非增加過氧化氫——此為硒抗氧化機轉的核心方向,也是本題陷阱所在。
- 硒缺乏的典型表現:生長遲緩、骨骼肌病變(肌肉疼痛無力)、擴張型心肌病變(克山病, Keshan disease)。
- 硒同時參與細胞媒介性免疫功能,以及透過碘化甲狀腺素去碘酶(同為硒蛋白)影響甲狀腺激素代謝(T4轉T3)。
- GPx分子結構:四聚體,每個次單元含一個硒半胱胺酸活性位點,全酵素共含4個硒原子。
臨床重要性
硒缺乏在長期全靜脈營養(TPN)病人、特定低硒土壤地區居民、或嚴重腸道吸收不良病人中仍可能發生,臨床表現以肌肉無力、心肌病變為警訊,須與其他微量元素缺乏(如銅、鋅)及甲狀腺功能異常做鑑別;了解硒的GPx輔因子角色,有助於理解抗氧化防禦系統與臨床營養支持的關聯。