人生沒有用不到的經歷

Autoimmune disease、Apoptosis、 autophage 這三種機制讓人好奇細胞哪裡不對勁才有了自我毀滅與自我更生的差別呢？
這是一個很大的題目，版主用臨床上最常見的生理與病理現象來解釋。


 
Apoptosis分成Intrinsic pathway與Extrinsic pathway。

白血球(White blood cells)中數量最多的是中性球(Neutrophil)，即我們熟知細菌感染後會增加的白血球。Neutrophil自骨髓成熟進入週邊血液後，壽命只有8-12小時。血液中有Fas ligand (FasL)，Neutrophil細胞膜上有大量的Fas，因此在正常情況下，Neutrophil剛被製造出來就會接受FasL-Fas的死亡訊息(Death signal，上圖Extrinsic pathway)，走向死亡，這種死亡在你身體中悄悄進行，你沒有任何感覺，經由上圖中Caspase3的作用，一步一步走進細胞核，活化一種DNase，導致DNA斷裂，稱之為Apoptosis。正常情況下，WBC在血中的總量約6000/ul，Neutrophil的比例大約55%。

細菌感染時，Macrophage吞食細菌後會釋放TNF-a，作用於Neutrophil細胞膜上的TNF-a receptor (TNF-aR)，會在Neutrophil傳遞存活的訊息(Survival signal)。如果細菌感染越來越嚴重，TNF-a分泌量就越多，TNFa-TNFaR所傳遞的Survival signal就會壓倒FasL-Fas所傳遞的Death signal，Neutrophil的壽命就會延長。隨著感染的嚴重性，Neutrophil在很短的時間內就會因壽命延長而增加一兩倍，WBC總量升至15000/ul以上，Neutrophil比例提升至90%以上。

TNF-a增加在Neutrophil及其它免疫細胞傳遞Survival signal，但在非免疫細胞(腦、心、肺、腎、肝、肌肉、骨骼)則傳遞Death signal，造物者神奇之處就在「免疫細胞」與「非免疫細胞」建立相反的訊息，當有細菌感染時，人就會倒下，嚴重時可能奄奄一息，因為除了免疫細胞之外，TNF-a在全身細胞傳遞Death signal。非免疫細胞在Death signal的威脅下會產生ER stress，ER (內質網)會加速產生 ”死亡抑制蛋白(現已知有十餘種IAP, inhibitors of apoptosis)” 來對抗Death signal。同時ER會迅速產生各種抗壓蛋白如heat shock protein(Hsp)，ER也可能在壓力下產生錯誤的蛋白，Hsp可將錯誤的蛋白帶向Autophagy(Chaperone-mediated autophagy)。Death signal若對細胞產生可逆的傷害，損傷的胞器也會被帶向Autophagy(Macroautophagy)。因此Autophagy在嚴重的細菌感染時可清除非免疫細胞內異常的結構，減輕細胞的負擔，幫助細胞存活下來，如下圖所示：
 
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正常情況下，Autophagy可清除細胞內異常的結構及蛋白，也可清除細胞內老舊的蛋白，減輕細胞負擔，等於活化細胞。Autophagy作用不良就會引發各種疾病，常見的疾病是動脈粥狀硬化、老年失智、癌症等。

Intrinsic pathway of apoptosis是經由粒線體cytochrome C的釋放，則有下列各種不同的形式：
1. 上皮細胞更新：老細胞的胞膜上Growth factor receptor減少，細胞無法接受Growth factor刺激而走向Apoptosis。
2. 女性乳腺與子宮內膜週期性的增生與死亡，受女性內分泌調控。
3. 某些病毒感染，NK cell或CTL毒殺被感染的細胞。
4. 化療藥物及放射線對細胞所產生的影響。

至於Autoimmune disease 是另一個主題。細菌或病毒感染時，人體為應付感染，可能把全身所有”非專一性的抗體”全部活化，每一種非專一性抗體由一種B cell製造，企圖亂槍打鳥看是否有抗體能與入侵的細菌或病毒結合。感染過後，被活化的B cell應該要撤退，但如果某種B cell沒撤退，繼續產生抗體，恰巧這種抗體可與某種細胞膜上的蛋白結合，就會導致自體免疫疾病。除了B cell之外，感染時也可能活化某種Cytotoxic T cell (CTL)，此CTL所辨識的病菌抗原可能與某種細胞膜上的蛋白相似，當感染過後，該CTL若沒撤退，繼續被某細胞膜上的相似蛋白激活，CTL就可能攻擊那種細胞。