夜盲症(nyctalopia)形成的直接原因為何?
詳細解析
本題觀念
夜盲症(nyctalopia)是指在暗光環境下視力明顯變差的症狀,是維生素A缺乏最早出現的臨床表現。要理解夜盲症的「直接」原因,關鍵在於了解視桿細胞(rod cells)如何感應暗光,以及視紫質(rhodopsin)再生循環的機制。題目問的是最直接的生化原因,而非上游間接因素。
選項分析
(A) retinol-binding protein 合成不足 ❌ 視黃醇結合蛋白(retinol-binding protein, RBP)負責在血液中運輸視黃醇(retinol)至標的組織。RBP 合成不足確實會影響維生素A的全身運輸,但這屬於上游的間接因素,不是造成夜盲症的「直接原因」。
(B) rhodopsin 中 11-cis retinal 生成受阻 ✅ 視紫質由蛋白質視蛋白(opsin)與發色團 11-cis retinal(11-順式視黃醛)共價結合而成,是視桿細胞唯一的光色素。當 11-cis retinal 供應不足,視紫質無法再生,視桿細胞對暗光的敏感度直接下降,這就是夜盲症最直接的生化原因。
(C) β-carotene 吸收過多 ❌ β-胡蘿蔔素是維生素A的前驅物,在小腸被轉化為視黃醛。吸收過多只會導致胡蘿蔔素血症(皮膚變黃),因為身體會調控轉化效率,不會導致維生素A中毒或夜盲症。
(D) retinoic acid 過度活化核受體 ❌ 視黃酸(retinoic acid)透過活化 RAR/RXR 核受體來調控基因表現,參與細胞分化和免疫功能。這是維生素A在基因調控層面的功能,與視桿細胞的光感受及暗適應(視紫質再生)屬於不同的代謝途徑,不是夜盲症的直接原因。
答案解析
答案是 (B)。視桿細胞負責暗視覺,其光色素視紫質的運作仰賴「視覺循環」(visual cycle)。當光線照到視紫質時,11-cis retinal 異構化為 all-trans retinal,觸發視覺訊號傳導。之後 all-trans retinal 必須在視網膜色素上皮細胞(RPE)中經一系列酵素反應轉換回 11-cis retinal,才能與 opsin 重新結合、再生視紫質。維生素A缺乏時,11-cis retinal 的供應不足,視紫質再生受阻,視桿細胞喪失暗光感受能力,直接導致夜盲症。其他選項描述的是間接因素(A)、無關現象(C)或不同功能路徑(D)。
核心知識點
- 夜盲症是維生素A缺乏最早的臨床徵象
- 視紫質 = opsin + 11-cis retinal,是視桿細胞感應暗光的唯一色素
- 視覺循環在 RPE 進行,負責將 all-trans retinal 轉回 11-cis retinal
- 維生素A有三大功能路徑:視覺(retinal)、基因調控(retinoic acid)、運輸儲存(retinol)
參考資料
- Physiology, Night Vision. StatPearls, NCBI Bookshelf (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK545246/)
- Mechanisms of vitamin A metabolism and deficiency in the mammalian and fly visual system (https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8172435/)
- The Role of Vitamin A in Retinal Diseases (https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8835581/)