respiratory burst (oxidative burst) 相關疾病 FA109 相關: CGD (Chronic Granulomatous Disease), NADPH oxidase, ROS

 FA109

之前想不通, 為什麼CGD (Chronic Granulomatous Disease) 明明就因為defect沒有 NADPH oxidase, 沒辦法產生ROS (H2O2), 那為什麼還會特別容易感染可以分解H2O2的 catalase(+) 細菌?? (就是sketchy microbiology中有貓(cat)的,包含Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermis, Listeria, Serratia marcescens, Nocardia, E coli, Pseudomonas, Pasteurella, Candida, Aspergillus, Burkholderia )

Pathoma有簡單用小白板講,但沒有仔細想跟整理還是會忘記, 再看一次FA才想起來

CGD (Chronic Granulomatous Disease) 因為defect沒有 NADPH oxidase, 沒辦法產生ROS (H2O2)

所以CGD病人的neutrophil phagolysosome會搶奪外來病原體自己的H2O2 (ROS)來攻擊外來病原體自己

但是!

假如外來病原體具有Catalase, 可以分解外來病原體自己的H2O2

那CGD病人就沒有H2O2,可以來攻擊 外來病原體

所以CGD病人就特別容易感染 Catalase (+)的細菌!

比喻: 

搶匪(bacteria)跑到我家, 威脅要攻擊我(我是CGD病人)

我宿舍缺乏刀子(CGD缺乏NADPH oxidase) 不能找出我自己的刀子(H2O2)反擊搶匪(bacteria), 所以只好搶搶匪(bacteria)的刀子(H2O2), 來攻擊搶匪(bacteria)

正常來說,沒事,可以把搶匪(bacteria)打跑, 可以用搶匪(bacteria)的刀子(H2O2)把搶匪(bacteria)打跑

但是! 假如這個聰明搶匪有超級強力磁鐵(catalase), 跑到我家來,就算我搶了他的刀子(H2O2),他也可以用超級強力磁鐵(catalase)吸走我手上的刀子,破壞掰彎這個刀子 (所以是搶匪自己的超級強力磁鐵破壞掰彎搶匪自己的刀子)

那我就不能用搶匪自己的刀子(H2O2), 來攻擊搶匪(bacteria)

所以, 搶匪(bacteria)就會入侵我家 (infection)

所以這些有catalase的細菌,就特別容易infect CGD病人

參考資料: FA, pathoma, osmosis

補充整理:

FA109的2個疾病

1. CGD是因為病人自己不能產生ROS, 要用細菌的ROS攻擊細菌

然後假如細菌有catalase可以分解細菌自己的ROS

那CGD病人就無法用細菌的ROS攻擊細菌 (因為細菌有catalase可以分解細菌自己的ROS)

所以CGD病人容易感染有catalase的細菌

2.G6PD: 病人自己可以產生ROS, 而正是自己產生的ROS傷害到病人自己

理論上本來要殺細菌的ROS, 作用剩的ROS(H2O2),要處裡掉,才不會傷到自己細胞

處理的方法是 氧化還原反應

透過GSH氧化成GSSG 的氧化還原當量, 把H2O2 還原成H2O, 清除ROS

那GSH用完,也要再生阿, 

再生的方法是, 

透過NADPH氧化成NADP+的氧化還原當量, 把GSSG 還原成GSH, 再生GSH

那我們只要一直補充NADPH,就可以一直再生GSH (glutathione)啦!

那身體製造、補充NADPH的方法就是, 生化的HMP shunt, 製造NADPH跟R-5-P (kaplan biochem p.209)

但是!G6PD病人因為缺乏G6PD, 所以無法執行G-6-P變成6-phosphogluconate的步驟,這個步驟會產生NADPH, 所以也不能產生NADPH

所以沒有NADPH, 無法再生GSH, 所以不能把H2O2 還原成H2O, 不能清除ROS

那ROS就會傷害細胞

傷害RBC→溶血 hemolytic anemia (不是RBC本身有defect, 是環境ROS造成hemolysis, 所以不是extravascular hemolysis, 主要是intravascular hemolysis→no splenomegaly, serum haptoglobin↓, hemoglobinuria, hemosiderinuria )

因為ROS也會氧化Hemoglobin, 所以形成 Heinz body, 而當phagocyte覺得Heinz body怪怪的,咬掉就變bite cell

(G6PD平常沒事, 有stress才發生, 背痛(因為hemoglobin是nephrotoxic, 可能造成ATN, AKI假如塞住可能back pain)跟血尿dark urine(因為hemoglobinuria))

另外補充GSH: 

acetaminophan 的解藥acetylcysteine就是可以化痰打斷雙硫鍵,把GSSG 還原成GSH, 所以可以再生GSH, GSH就可以還原acetaminophan在liver代謝產生的清除有毒的NAPQI