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荷爾蒙如何刺激精子

陸子鈞
・2011/03/21 ・646字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 531 ・七年級

當個精子非常辛苦,他們要游過很長的距離,才能到達輸卵管,然後利用鞭毛擺動產生的扭力,鑽過卵子表面膠狀的外層。卵子分泌的黃體素(progesterone)能作為一個訊號,使精子改變行為,從原本平順地搖擺鞭毛泳動,轉為激烈地彈擊。但這中間的詳細機制,仍是未知。現在,科學家確切指出黃體素作用於精子表面的蛋白,這項新發現或許能開發「非荷爾蒙」的避孕藥。

十年以來,科學家推測,卵子分泌的大量黃體素,對精子而言是種訊號,使他們能改變鞭毛的行為,產生足夠的扭力鑽過卵子表面。因為精子的反應只在幾秒內發生,所以科學家有足夠的理由猜測荷爾蒙受器蛋白位在精子表面,而非細胞內。

2001年,研究人員希望能從不孕男性及雄鼠身上,找到黃體素受器蛋白的突變,會干擾一種只存在於精子鞭毛稱為「CatSper」的鈣離子通道蛋白。但研究精子對黃體素的反應並不容易,精子不如其他細胞好操作,至少他不會乖乖待著。

兩組研究團隊將研究神經元的微電極,植入單一精子中,成功的找出CatSper和黃體素的關係。微電極記錄了精子接收到黃體素後,鈣離子進入細胞內部產生的正電位改變。

英國伯明翰大學的生理學家Steve Publicover認為,這研究最後可以解釋為什麼一些男性的精子對黃體素沒反應,而導致不孕。同時他也注意到,這兩個研究團隊成功在精子植入電極,全世界只有少數研究室有這樣的技術。

資料來源:ScienceNow [16 March 2011]

相關消息:NatureNews [16 March 2011]

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陸子鈞
294 篇文章 ・ 4 位粉絲
Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。

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精子從哪裡進入卵子會影響胚胎發育?——《生命之舞》
商周出版_96
・2023/10/20 ・2697字 ・閱讀時間約 5 分鐘

當我第一次驚喜瞥見打破對稱性的可能起源時,我驚訝地發現到這段歷程似乎很早就開始了,而這也為我運用綠色螢光蛋白追蹤細胞分化的研究鋪起了大道。卡羅琳娜與我想要進一步探索這個研究發現,所以我們提出了一個有關其終極源頭的簡單問題:精子進入卵子的位置是否對於胚胎一開始失去對稱性有任何影響?在線蟲與青蛙這類動物的胚胎中確實是這樣,但在哺乳動物(例如小鼠)的胚胎中也一樣嗎?

對稱藝術

當我們將生命的起源以動畫演繹出時,常常看到的影像就是精子設法進入沒有任何特徵的圓形卵子上,並融入其中。若情況是這樣的話,就很難看出精子進入卵子的位置是要如何對未來一切發育有所影響。在這個理想化的卵子上,任一處表面都與其他表面沒有任何差異。不過,當然還是存在有個參考指標,那個等同於「這邊是上面」的指標就是:極體。

圖/pexels

極體是從減數分裂的不對稱過程中所產生,細胞「骨架」在這個過程中會聚集以協助細胞進行分裂。這個細胞骨架稱為紡錘體,它會從細胞中心點往細胞邊緣移動,產生出一個大大的卵子與一個小小的極體。我們可以合理認為,紡錘體與染色體的移動可能打破了卵子的對稱性,也造成了擠壓極體的發育。許多人的確注意到極體最終總是會落在受精卵進行分裂的那個平面上。

理查.加德納這位我們之前見過的科學家,發現極體會附著在卵子上,它不只會確立受精卵首次分裂成兩個細胞的那個平面,它還會在幾天後確立出囊胚的對稱軸。這項發現讓我們有所啟發。這真的是因為卵子中的軸向資訊會一直持續到囊胚階段,還是有其他的因素會影響胚胎發育的對稱性?在我們進行科學研究的過程中,我與卡羅琳娜在當下這個時間點想要知道的是,精子進入卵子的位置是否也會影響胚胎發育,並提供第二個定位線索。

卵子上的座標——精子進入的位置會影響胚胎發育嗎?

就像在地表上某個地點跟北極的相對位置,可以定義所謂的經線,我與卡羅琳娜想要知道,精子進入卵子的位置是否也可以提供相對於極體位置的另一位置資訊。若真的是這樣,我們就能更精準確立進行首次分裂的那個平面。這感覺起來很合理,因為極體的形成與精子的進入位置都會重新排列之後會運用在卵子分裂上的細胞骨架。若不是這樣,分裂的那個平面與精子的進入位置之間就只有隨機的關係。

以現代科技來說,我們很容易就可以解決這個問題。我們可以將這個過程拍成影片,來看看從精子進入卵子後到後續細胞進行分裂的幾天之間究竟發生了什麼事。但在我們開始研究的那個年代,不存在這樣的選項。我們無法拍攝小鼠胚胎從受精開始進入發育的影片,要等到幾天後胚胎進入囊胚階段才行。我們只能想辦法去標記精子進入的位置,以便可以追蹤它與受精卵在數小時後首次分裂的那個平面之間的關係。

圖/pexels

我一開始想著要用某種自然一點的東西,像是胚胎幹細胞這種非常微小的細胞,在卵子受精後馬上附著在精子進入點上,因為那時還可以看到進入點,但最後我有了更簡單的辦法:我們改用肉眼看不見的微小螢光珠。我們成功了,但我很後悔沒有給這些珠子取個像「微球體」這樣酷炫的科學名稱。當然,同領域人士不認同的不僅僅只是這些珠子要怎麼命名,但「珠子」這個名稱有種簡樸感,所以批評者會用這個名稱來貶低我們的研究,這就是我們得要付出的代價。

一開始很容易就能看到精子是從哪裡進入卵子的。它會留下一個名為受精錐(fertilization cone)的小小凸起。受精錐是由卵子的細胞骨架所建構,並由肌動蛋白的纖維所組成,它大約會凸起半個小時。這時間剛好足夠嵌入一至兩個珠子來標記位置。

我們將這些珠子浸到名為植物血凝素(phytohemagglutinin)的蛋白質混合物中,珠子就會具有黏性。植物血凝素常用於讓細胞聚集在一起。因為人的手不夠穩定,所以卡羅琳娜會以一隻機械手臂來拿取具有黏性的珠子,並將珠子放到卵子的表面上,同時還會以另一隻機械手臂牢牢固定住剛受精的卵子。

圖/pexels

雖然珠子很小,直徑只有 0.0001 至 0.0002 公分,但在紫外線的照射下看起來大多了,亮綠色的點讓我們很容易就可以追蹤它的命運。觀察受精卵的發育時,我們發現珠子最終會來到細胞首次分裂所產生的兩個細胞之間的邊緣,或者是非常接近這個地方。

受精卵的分裂平面真的是由精子決定的嗎?

我們一直都在挑戰我們的思考與發現。上述情況有可能是任何落在卵子表面的珠子都會掉進分裂溝(cleavage furrow)中。所以為了確認,我們進行了一項對照實驗,卡羅琳娜將另一顆類似的珠子隨機放在卵子表面的其他地方。令我們欣慰的是,這顆珠子最終沒有掉進細胞分裂時所產生的分裂溝中。對我們而言,這表示精子進入卵子的位置以某種方式「被記住」了,並且成為受精卵偏好進行分裂的地點。換句話說,若我們是對的,受精卵之所以會在這個平面進行分裂,是因為偏好(biased)而非隨機(randomly)。

我們持續獲得了各種新發現。在胚胎從兩個細胞發育成四個細胞的階段中,帶有精子進入標記的那個細胞,會傾向於先進行分裂。這個細胞的命運之所以會改變,是因為精子帶入的物質滋養了它嗎?受精的三天後,精子進入標記會留置在囊胚兩部位之間的邊緣處,一個部位是含有會形成胚胎本體的胚胎部分,另一個則是胚外部分。

這表示了,兩細胞胚胎內的其中一個細胞較容易發育成胚胎,另一個則傾向於變成胚外部分。我們感到震驚。我們觀察影像好幾個小時,甚至好幾天。我一開始根本不敢相信這些發現,所以我請卡羅琳娜一再重複進行實驗,打破早期對稱性的證據怎麼這麼簡單,會不會太簡單了?

可以理解地,對此感到懷疑的人士可能會吹毛求疵地表示,決定分裂平面的不是精子進入點,而是將珠子嵌在進入點的這個動作。為了驗證這個可能性,我們進行了許許多多的對照實驗,我之後會提到。我們已經確認過,將珠子放置在受精錐以外的任何一個地方,都不足以決定分裂的平面。但我們還有諸多其他事項要一而再、再而三的確認,因為我們必須很確定。

這張圖片的 alt 屬性值為空,它的檔案名稱為 0823--300.jpg

——本文摘自《生命之舞》,2023 年 9 月,商周出版,未經同意請勿轉載。

商周出版_96
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停經婦女留意骨質疏鬆症——檢測骨密度,及早保養治療
careonline_96
・2023/03/16 ・2444字 ・閱讀時間約 5 分鐘

「唉呦!我的手腕好痛…」老太太一臉痛苦地說。

「發生什麼事?」醫師問。

「我在家裡舉水瓶做運動,手腕突然一陣劇痛。」老太太瘦小的前臂有些變形。

不出所料,X 光檢查的結果顯示有骨折,而且出現骨密度過低的情況。恩主公醫院社區醫學部暨家庭醫學科主任、中華民國骨質疏鬆症學會理事黃駿豐醫師表示,經常有老人家發生骨折,就醫後才發現骨質疏鬆症,然而骨折一旦發生,就有可能因臥床、減少活動,導致肌力、骨質加速流失。

婦女在停經前有女性賀爾蒙的保護,會抑制蝕骨細胞的活性,黃駿豐醫師解釋,進入更年期後,雌激素減少,蝕骨細胞的活性就會增加,導致骨密度持續流失。

除了停經婦女之外,還有許多原因與骨質疏鬆症有關,包括老年人、體重過輕、缺乏運動、抽菸、喝酒、長期使用類固醇等,另外若有家族病史,例如父母親有髖部骨折的病史,也是骨質疏鬆症高風險族群。

骨質疏鬆症往往沒有明顯症狀,容易被患者忽略,直到發生骨折才接受骨密度檢測。黃駿豐醫師提醒,大家要留意骨質疏鬆症的警訊「駝背、變矮、腰痠背痛」,如果有駝背現象,在靠牆站立時,後腦勺比較不容易碰到牆壁,或是身高比年輕時候變矮 4 公分以上,或經常腰痠背痛,便要盡快就醫檢查,及早發現骨質疏鬆症,才能及早接受治療,預防骨折的發生。

對骨質疏鬆症患者而言,最大的衝擊就是骨折。黃駿豐醫師說,骨鬆性骨折會造成劇烈疼痛、導致行動不便、甚至臥床失能,嚴重影響生活品質,並提高醫療花費。臥床之後也容易造成一些併發症,像是吸入性肺炎、泌尿道感染等,增加死亡風險。根據研究,髖部骨折患者一年內的平均死亡率高達 22%[1]

五分鐘躺著測骨鬆,準確又無痛!

檢查骨密度時,建議使用雙能量 X 光吸收儀(DXA)。黃駿豐醫師說,使用不同能量的 X 光照射,能夠測定骨密度,準確度較高。

雙能量 X 光吸收儀,只要平躺便能夠檢測,在無痛的狀況下,大約 5 分鐘便能完成。

完成雙能量 X 光吸收儀檢測後,骨密度檢測報告會標示 T 值(T-Score)。黃駿豐醫師解釋,當 T 值落在 -1 至 -2.5 代表骨量減少,稱為骨質缺乏;當 T 值小於 -2.5 就是骨質疏鬆症;而當 T 值小於 -3 便屬於「極高骨折風險族群」。

若 T 值非常低,並根據 2021 台灣成人骨質疏鬆症防治之共識及指引,符合以下其中一項狀況,像是最近 12 個月內發生骨鬆性骨折、接受骨質疏鬆症藥物治療仍發生骨折、有多發性骨鬆性骨折、服用對骨骼損傷藥物發生骨折(如長期接受類固醇治療)、骨密度 T 值非常低(低於 -3.0)、跌倒風險高或有傷害性跌倒病史的患者、FRAX 骨折風險超高的患者(如主要骨質疏鬆性骨折 >30%,髖關節骨折 >4.5%),便可能為「極高骨折風險患者」,務必要多加留意自身骨骼健康。

骨質疏鬆症保養治療這樣做

骨質持續流失,將使骨折風險升高,而且骨折常在毫無預警的狀況下發生。為了預防骨折,骨質疏鬆症患者務必及早接受治療,改善骨密度。黃駿豐醫師說,建議可以優先使用促進骨質生成的藥物提升骨密度,然後可使用減少骨質流失的藥物來做長期治療。

由於骨質會隨著時間流失,且骨折再度發生的風險高,因此當務之急就是要透過積極治療提升骨密度,切勿任意中斷治療,黃駿豐醫師說,「門診有位女性患者在 60 歲時因為意外骨折,才發現自己有骨質疏鬆症,在手術後開始接受治療,持續了 5、6 年,狀況都很穩定、下背痛也獲得明顯改善。後因疫情沒有回診追蹤,前一陣子就在跌倒後發生手腕骨折,為生活帶來許多不便。」

除了藥物治療之外,骨質疏鬆症患者也要做好日常保養,黃駿豐醫師叮嚀,飲食方面要攝取足夠的鈣質與維生素 D。中華民國骨質疏鬆症學會建議,針對停經後婦女骨質疏鬆症患者,每日建議的鈣質攝取量為至少 1200 毫克。50 歲以上男性之骨質疏鬆症患者,每日建議的鈣質攝取量為至少 1000 毫克。所有骨質疏鬆症患者的每日維生素 D 攝取量為至少 800 國際單位(包含飲食及額外營養補充)。此外,黃駿豐醫師也建議患者戒菸、戒酒,避免加速骨質流失,並和醫師討論適合從事的運動,量力而為。

骨質疏鬆團隊聯合照護更全面

由於骨質疏鬆症患者常會面臨多種問題,而需要各種專科的協助,黃駿豐醫師說,恩主公醫院具有骨鬆性骨折聯合照護中心,整合骨科、家醫科、復健科、神經外科、內分泌科、風濕免疫科等專科醫師,以及護理師、物理治療師、個案管理師等專業,提供患者骨折手術後完整、全面的骨質疏鬆症照護。

在台灣,民眾接受雙能量X光吸收儀(DXA)檢測骨密度的比率偏低,黃駿豐醫師提醒,停經婦女和骨質疏鬆症高風險族群可以主動和醫師討論,透過檢查了解自己的骨密度,假使有骨質疏鬆症,或者是低骨密度的狀況,便要及早介入,預防骨折發生!

參考資料

  1. Downey C, Kelly M, Quinlan JF. Changing trends in the mortality rate at 1-year post hip fracture – a systematic review. World J Orthop. 2019;10(3):166-175. Published 2019 Mar 18. doi:10.5312/wjo.v10.i3.166
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更年期來臨,熱潮紅、盜汗別心慌!不避諱就醫,全方面健康照護
careonline_96
・2023/03/14 ・1625字 ・閱讀時間約 3 分鐘

「醫師,我最近晚上睡覺睡到一半會突然熱醒,背部會直冒汗欸!而且啊,有時明明天氣不熱,卻莫名有一股熱氣往臉上噴;時不時還會心悸….會不會是生了什麼病吶。」麗姨走進診間,醫師都還沒開口詢問,就連珠炮似地說了最近困擾已久的現象。

醫師看了看麗姨的病歷,剛滿 50 歲,想起她幾個月前來看診時,也曾抱怨這一年來月經週期紊亂,甚至一度懷疑是不是懷孕了。醫師說:「沒事啦,應該是進入更年期了!」

什麼是更年期

女性到了 40 歲之後,因為卵巢功能下降、荷爾蒙分泌逐漸變少,大約會從 45 到 52 歲之間,產生像是熱潮紅、心悸、盜汗、陰道乾澀、尿失禁、頻尿等情況,有時還有易怒、焦慮、沮喪等情緒困擾,這就是進入所謂的更年期。

前台灣更年期醫學會理事長、仁愛醫療財團法人總院長藍國忠醫師說明,女性停經前後是更年期症狀最常出現的時期,症狀一般會持續約 3 至 5 年時間;而此期間,還可能有月經週期紊亂、甚至突然就不來了等狀況,「但每位女性的更年期症狀都不一樣,也不一定都會出現;只是,如果忽略而不提早保養的話,可能會造成往後嚴重的健康問題。」

更年期要就醫嗎

更年期是女性的必經之路,也是一個過渡期,但至今仍有部分婦女選擇避而不談。其實,現代女性壽命可達 8、90 歲甚至更久,自停經後人生還有很長一段歲月要過;如果不趁早保養,當失去女性荷爾蒙的保護後,隨之而來的骨質疏鬆、心血管疾病、失智等機率也會逐年升高,對老年時期的健康相當不利。

從臨床觀察,大部分的女性都是在出現熱潮紅、心悸、盜汗等問題影響到睡眠時才想到要尋求專業協助,但藍國忠醫師認為,女性只要年齡逼近更年期,就應該開始警覺並要懂得照顧自己,「像是骨質疏鬆議題,因為荷爾蒙的缺乏,會加速骨質的流失速度,一旦沒有及早保養、守住骨本,等到二、三十年後,影響就更為劇烈了。」

如何面對更年期

女性面對更年期,可以從治療及預防兩方面來看。從治療觀點,當務之急是解決更年期的不適症狀,而目前最有效的方式是給予荷爾蒙類藥物或類荷爾蒙藥物,同時要求維持規律的生活作息、均衡飲食、多攝取高纖維、補充維生素 D 與鈣質、以及養成運動習慣、保持心情愉悅等。

藍國忠醫師提及,荷爾蒙療法是緩解更年期症狀最有效的方式之一,目前醫界普遍共識為,荷爾蒙的使用以低劑量為主,用法則依照個人化需求予以評估給予,包括使用類型、劑量、使用時間、給藥途徑等等,以提高使用效益降低風險。

他也提醒,任何藥物都有其適應症,若有乳癌、子宮內膜癌、血栓等病史,醫師會提供替代性療法,「現在對於更年期婦女的照護並非單純治療症狀,而是給予全面性的健康照護,以守護健康的概念來看待更年期的影響。」因此呼籲,女性不要避諱就醫,唯有正確了解自己的身體狀況、與專業醫師共同討論,找出最適合的治療方式,好好地照顧自己,才對停經後約二、三十年的健康餘命,能有正向的幫助。

  • 此篇文章為照護線上與歐嘉隆藥廠合作文章