第二章 總論
第三節 角叉菜膠(λ- carrageenan)誘導發炎模式之簡介
誘發小鼠組織急性浮腫發炎的介質包括λ-carrageenan、
histamine、5-HT、dextrose、bradykinin、prostaglandin 等，其中以 λ-carrageenan 誘發小鼠足蹠浮腫發炎之作用機轉 (如圖一) 最明確，
因此廣泛使用於評估抗發炎藥物的效果。
λ-carrageenan 是一種植物多醣體，為非刺激性的致炎物質，最初
是由藻類角叉菜（愛蘭苔 Irich seamoss，學名 Chondrus crispus）抽提 而得，其誘發小鼠足蹠浮腫之機轉，被認為具有雙相（biphasic）之 機轉(31)，原因在於注射 λ-carrageenan 後，在不同時間釋放出不同的 物質而引起發炎，即0-1.5 小時或 20 分至 1 小時內（first phase），此 時histamine、serotonin、PAF（platelet activating factor）會游離出來；
而1.5-2.5 小時（second phase），kinin 類物質會釋放；2.5 小時之後（third phase），prostaglandin 及 leukotrienes、NO 和自由基（32）會被釋放出來。
急性發炎反應，是指受到傷害之組織立即產生的變化，包括大量
的化學媒介物（如histamine、serotonin、prostaglandins、leukotrienes、
bradykinin、interleukin-1 等）被製造及釋放。雖然受傷部位不同，但 引發致炎之媒介皆相同，因此急性發炎的基本形態是一樣的。而 carrageenan 所誘發的炎症反應，與臨床之急性炎症非常類似，其過程 包括arachidonic acid（花生四烯酸）代謝產物 prostaglandin 和
leukotrienes 之增加；釋放 histamine、serotonin 及 bradykinin 等物質，
造成血管通透性增加；嗜中性球（neutrophil）及單核球（monocyte）
之吞噬反應等。所以實驗上常以λ-carrageenan 引發炎症反應來評估藥 物之抗急性炎症效果。
實驗並選用正對照藥物indomethacin，indomethacin 為非類固醇抗 炎藥（NSAIDs），其抗炎機轉主要在抑制 cyclooxygenase 之活性，使 arachidonic acid 無法變成前列腺素（prostaglandin）、TXA2、prostacyclin 等致炎物，並能減少微血管的通透性和多型核白血球的（PMN）轉移，
以達抗炎的作用。所以在許多NSAIDs 藥物的研究中，indomethacin 也就常成為評估生藥抗炎活性的對照藥物。
圖一、λ-carrageenan 誘發小鼠足蹠浮腫發炎之作用機轉(32)
一、λ-carrageenan 誘發小鼠足蹠浮腫實驗
用記號筆在小鼠右後肢踝關節周圍做一標記，將小鼠右後肢浸入 浮腫測定儀器，測量正常足蹠容積後，分別在小鼠右後肢足蹠皮下注 射1% λ-角叉菜混懸液（0.1 ml/隻）致炎（33）。誘導2.5小時後，將小鼠 分別以不同劑量之檢品腹腔給予，正對照組於誘導後1.5小時，皮下注 射indomethacin（10 mg/kg），給藥量皆為0.1 ml/10g。給藥後每隔1小時 皆按上法，各測一次足蹠容積，連續測7小時，記錄結果，並分別計算 誘導後每小時足蹠體積與誘導前個別足蹠之體積差（△V）。
二、浮腫率（edema rate）及抑制率（inhibition rate）之計算 浮腫率（E）% = [（Vt – V0）/ V0] ×100
抑制率（I）% = [（Ec – Et）/ Ec ]×100 V0 = carrageenan 注射前之足蹠體積（mL）
Vt = carrageenan 注射後 t 小時之足蹠體積（mL）
Ec = 控制組的浮腫率 Et = 藥物組的浮腫率
三、λ- carrageenan 引起的發炎與自由基的關係
研究指出角叉菜膠所誘導的發炎反應與自由基有關(34) 。以 λ-carrageenan 誘導大鼠足蹠發炎反應，λ-carrageenan 會活化巨噬細 胞，受活化的巨噬細胞會釋放出大量的超氧陰離子自由基（O2－•）。
而O2－•會經由超氧歧化酵素（SOD）作用產生 H2O2，H2O2會經由 catalase 和 GSH-Px，轉換成無害的氧和水。λ-carrageenan 也會經由活 化iNOS 生成 NO，NO 會和 O2－•作用，形成 ONOO－。OH•和 ONOO
－攻擊細胞膜脂質，導致細胞損傷而發炎(5、35)。活性氧自由基，例如 O2－•、H2O2、OH•、ONOO－，是急性發炎反應中重要介質(35)，發炎 組織中的活性氧自由基，於發炎反應後1-6 小時即可被表現出來。且 有文獻指出注射λ-carrageenan 三小時後，最大的水腫反應和藥物的抗 炎作用均會在這時期發生(36)。因此，發生炎症時如能有效地減少ROS 含量，可以得到良好的抗發炎效果(37)。
第四節 一氧化氮（NO）與發炎性疾病的關係
NO 是哺乳動物中最小、最輕並具有廣泛生物學功能的信息分子 與效應分子(7)，無色、無味氣體，可溶於水和脂肪。它不帶電荷且有 ㄧ個未配對電子，在體內以自由基的形式存在，由於不帶電荷使它可 以自由的穿越細胞膜。廣泛存在於神經系統、心血管系統、免疫系統、
消化系統、生殖系統與呼吸系統的細胞內(38)。它的半衰期很短，約 5-10 秒，會迅速被氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽。NO 在體內是由一氧化 氮合成酶（NOS）催化 L-arginine 轉成 L-citrulline 的過程中生成的(7)。
一氧化氮合成酶（NOS）主要分為三種形式，分別是 eNOS、
nNOS、iNOS，分佈在不同組織中，在體內調節不同生理功能。eNOS 是於血管內皮細胞中發現，由其生成的NO，可促進血管舒張達到降 血壓之作用(39)；第二種是主要存在於腦細胞或神經細胞中 nNOS，由 nNOS 生成的NO 則與神經傳導之調節、腦部記憶和學習有密切關 係。其中eNOS 與 nNOS屬於結構性的合成酶，不需誘導即自然存在 於體內，機體內正常濃度一般約在 nmole之譜(40)。而第三種 iNOS 則 屬於誘發型，主要存在於巨噬細胞中，必須被誘導才會呈現活化， 如 細菌內毒素（LPS）或細胞激素（cytokines）包括TNF-α、IFN-γ、IL-1ß 等皆可誘導 iNOS 之產生。但IL-4 與IL-10等具有抗發炎作用的細胞 激素，可藉由抑制促發炎的細胞激素（TNF-a、IL-1、IL-6）的生成，
進而抑制 iNOS的表現，並且減少NO之生成。Weisz（1994）(41)等學 者研究指出，iNOS主要調節於轉錄階段，LPS 和IFN-α 可以藉由活 化巨噬細胞中iNOS transcription factor：NF-κB，增加其與iNOS 之 DNA binding而促進iNOS mRNA 轉錄作用，進而增加NO之生成。
Ohshima與Bartsch（1994）(42)進一步指出，iNOS誘導生成之NO具殺 菌作用並參與宿主防禦機能，由此路徑誘導生成之NO，濃度約為 eNOS 或 nNOS 路徑生成之1000倍，且其本身為一自由基(free radical)，故若長期暴露於此過量NO環境下，可能會與 O2－• 作用，
生成一強氧化劑 ONOO－，進而對組織細胞產生毒害作用，引起發炎 反應並增加致癌機率。
一、一氧化氮之生理作用
NO 有兩大重要功能：(1)NO 是細胞和細胞間信息傳遞的重要調 節因子，作為第二信息和神經傳導物質而有各種不同的作用，如調節 血管張力，調節血壓、傳遞神經信息和抑制血小板凝集等。(2)NO 在 細胞免疫和炎症毒性扮演重要的角色。NO 在炎症反應的許多環節中 發揮複雜的調節作用，炎症反應時，致炎物質或炎症介質可誘導或增 加局部NO 的合成與釋放(6)。大致上，組織中誘導型 NO（iNOS）在 炎症反應中被誘導產生，生成大量NO，促進炎症反應，例如血管擴 張反應、細胞毒性、水腫及細胞因子依賴過程的間接作用等。相反地，
由內皮細胞中原生型NO 合成酶（eNOS）所產生的 NO，則透過活化 微血管中的中性粒細胞，阻止細胞黏附以及氧化物的釋放而發揮其保 護作用及抑制炎症反應的作用。NO 在炎症機制中發揮著雙重作用，
一方面，NO 促進炎症反應的作用包括使血管舒張、形成水腫和局部 紅斑、增加炎症滲出、促進敗血症的發展、活化前列腺素合成酶以及 參與類風濕的發展等；另一方面，NO 又可與前列腺素相互作用，調 節一系列生理的和炎症的過程，體內存在著一套精確地調控 NO 合成 的機制(43)。
二、與一氧化氮有關的疾病
如上一節所述，適量的NO，可作為神經傳導物質、並會引起血 管平滑肌鬆弛及抑制血小板凝集。然而，高濃度的NO 會造成病理上 的血管擴張、組織傷害。以下彙整一些因高濃度 NO 引起相關疾病的 文獻。
1. 造成菌血症(sepsis)患者血壓大量下降、對神經元傷害造成神經退
行化疾病(44)。因此 NO 與格蘭氏陰性菌引發之敗血性休克及 circulatory failure 有關(45)。
2. 在發炎或感染的組織中，巨噬細胞產生的 NO 明顯增加。包括關 節炎(arthritis) (46、47、48)、癌症、動脈粥樣硬化、中風(38、44)及敗血性 休克(septic shock)(49)
3. B 型肝炎、肝腫瘤或結腸癌的發生可能和慢性發炎有密切關係(42)， 且這些疾病的發生可能和NO 有密切的關係(40、50)
4. 阿茲海默氏症患者腦部大量沉積 senile plaque，主要由 beta-amyloid 引起。有證據指出因 beta-amyloid 活化了 microglial cell，促使其產 生NO 而傷害了神經細胞(51)。在老鼠的 glial cell 中，â-amiyloid 會 刺激iNOS 表現增強，並產生高濃度 NO，而此高濃度 NO 可能即 是造成阿茲海默氏症的病因之ㄧ(52)。
5. TypeⅠ糖尿病患者血清中一氧化氮增高。目前認為一氧化氮能損
傷胰島β 細胞，使胰島素合成下降，導致血糖升高(53)。
三、巨噬細胞RAW264.7 測定 NO 模式
巨噬細胞在發炎及宿主對抗細菌或病毒上均扮演重要角色，在活 化的巨噬細胞所釋放的各種媒介物質當中，一氧化氮為巨噬細胞在 抗腫瘤及抗菌作用上能發揮調節或細胞毒素作用的有效分子之 一，負責巨噬細胞合成一氧化氮的酵素是 iNOS，然而平常 iNOS 是不存在的，但在細菌內毒素（LPS）和炎症的細胞分裂素作用下 能強力引發 iNOS產生，INF-γ對LPS作用下的巨噬細胞具有協同作 用能引發更大量 iNOS產生，然而 INF-γ單獨並不能引發巨噬細胞 產生 iNOS。然而，在急性或慢性發炎中發現過多的一氧化氮可能 導致宿主細胞及組織嚴重的損壞，在種種發炎疾病中，例如風濕性 關節炎患者體內就發現其巨噬細胞產生過多的一氧化氮。因此，抑 制過多的一氧化氮成為目前找尋抗發炎藥物的一個重要指標。
第五節 疼痛反應
1979 年國際疼痛研究協會(International Association for the Study of Pain , IASP)將人類疼痛定義為：「不愉快的感覺及情緒的變化伴隨 著實際上或潛在的組織傷害」，1996 年美國疼痛醫學會發表「疼痛」
為呼吸、血壓、心跳、脈搏以外的第五大生命徵象。疼痛為人類共有 的一種複雜生理、心理反應，且個體差異很大的一種不愉快的主觀感 覺；它是一種主觀的、複雜的感覺傳導，並提供軀體受到威脅的警報 信號，是生命裏不可缺少的一種特殊保護功能。目前關於止痛劑的發 展雖然不斷的推陳出新，然而大多限制在西藥的發展為主，不可諱言 的，西藥的治療又多帶有一些副作用，例如癌症引起的劇烈疼痛多需 使用成癮性麻醉鎮痛藥，例如morphine 類製劑，雖有很好的止痛效 果但也往往造成許多身體與精神方面的障礙。而非成癮性麻醉鎮痛藥
為呼吸、血壓、心跳、脈搏以外的第五大生命徵象。疼痛為人類共有 的一種複雜生理、心理反應，且個體差異很大的一種不愉快的主觀感 覺；它是一種主觀的、複雜的感覺傳導，並提供軀體受到威脅的警報 信號，是生命裏不可缺少的一種特殊保護功能。目前關於止痛劑的發 展雖然不斷的推陳出新，然而大多限制在西藥的發展為主，不可諱言 的，西藥的治療又多帶有一些副作用，例如癌症引起的劇烈疼痛多需 使用成癮性麻醉鎮痛藥，例如morphine 類製劑，雖有很好的止痛效 果但也往往造成許多身體與精神方面的障礙。而非成癮性麻醉鎮痛藥