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心率篇(5):心率的調控

文:張國柱( Kuo-Chu Chang )          台大退休教授   日期: 2024/03/19   心臟之竇房結( sinoatrial node , SA node )是心臟能夠自主性地產生動作電位的節律點,使得心臟可以有規律的跳動,以每分鐘計,那便是我們所熟悉的心率( heart rate , HR )。竇房結自發性所產生規律的去極化( depolarization )與再極化( repolarization )現象,謂之本質心率( intrinsic heart rate ),這是離體心臟在合適養分的供應下,能夠自行跳動的基礎。然而動物或人體的活體心臟,除了產生自主性的搏動外,亦受自律神經系統所調控。對心率而言:刺激交感神經可加速心率,刺激迷走神經則可減緩心率,兩者互相拮抗。此外活體的心率亦受多重生理機制所調控,如感壓反射( baroreflex )、 Bainbridge  反射或心房反射( atrial reflex )、呼吸性竇性心律不整( respiratory sinus arrhythmia )和化學反射( chemoreflex )。   感壓反射 感壓反射之基本架構包括:( 1 )設定點( set point ),為正常之平均動脈壓,約  85 ~ 100 mmHg 。( 2 )感壓受納器( baroreceptor ),存在於頸動脈竇和主動脈弓,為動脈管壁之特化組織,能夠偵測血壓之變動。( 3 )傳入神經( afferent nerves ),在頸動脈竇為舌咽神經,主動脈弓則為迷走神經,可支配感壓受納器。( 4 )轉換函數( transfer function ),位於延腦心血管調控中樞,增益( gain )為其特徵。( 5 )傳出神經( efferent nerves ),分別為迷走神經和交感神經,可支配其所屬的作用器( effectors )。( 6 )作用器,包括心臟和動、靜脈管。   感壓反射屬於負迴饋系統,對心率的急性調控非常重要。當動脈壓增高時(大於設定點),頸動脈竇管壁受到增幅擴張( stretch )的作用,提高了傳入神經的興 𡚒 性,以便將動脈壓與設定點之誤差訊息傳遞至延腦的弧立束核( nucleus tracts solitarii , NTS )。經延腦心血管中心詮釋後,將降壓指令藉由興奮傳出迷走神經的

癌病變(6 ):淺談腫瘤物理特性的來源與生物作用

文:張國柱( Chang , KC )         台大退休教授   日期: 2024/02/04   致癌基因的突變可導致細胞增殖( proliferation )、死亡、代謝和  DNA  修復能力等生物特徵的失控,使得癌細胞擁有危害個體生命的生物能力(附錄一)。此外惡性腫瘤亦呈現了另一種複雜的面向,那就是癌細胞具有募集正常細胞的能力,改變基質( matrix )和細胞組成架構,導致實體腫瘤物理特性的變異( physical abnormalities )。本文僅就腫瘤物理特性的起源和原理作個初淺的介紹。   腫瘤物理特性 2020  年  Jain  等人提出了四種腫瘤物性變異的特徵,用以描述癌病物理學和癌病生物學之間的關聯:   ( 1 )固態應力( solid stress )的增加(附錄二)   ( 2 )組織間隙流體壓( interstitial fluid pressure , IFP )的上升   ( 3 )腫瘤組成的變動和硬度( stiffness )的增加(附錄二)   ( 4 )腫瘤微體架構( microarchitecture )的改變   這四種物理特性雖然在觀念上彼此獨立,卻可相互影響,促使腫瘤生物特性的惡化,促進癌細胞的增殖、侵襲、免疫脱逃和治療的抗拒。   腫瘤固態應力 固態應力的產生來自於細胞浸潤( cell infiltration )、細胞增殖、基質沉積( matrix deposition )、細胞收縮( cell contraction )和異常的生長型態(浸潤型  vs  節結型):   ( 1 )細胞浸潤、細胞增殖和基質沉積造成組織體積( tissue volume )的膨脹,使得腫瘤內、外既存的黏滯彈性結構( viscoelastic structure )產生位移而提高腫瘤和週邊的固態應力。   ( 2 )邊界顯明的節結型腫瘤具高黏著力,可施加於周邊組織而產生不可忽視的力學應力;浸潤型的腫瘤則有較低的黏著力和固態應力。   ( 3 )具高負電性的醣胺聚醣( glycosaminoglycan ),如組織透明質酸( hyaluronan )、硫酸醣胺聚醣( sulfated glycosaminoglycans )可羅致水分而造成水腫,產生有別於流體應力( fluid stress )的固態應力。   ( 4 )