2017年9月29日

科學雙凹盤—潛藏在紅血球中的微小差異

李依庭/喜愛各種冷門知識,對不完美情有獨鍾,本刊編輯。


(Shutterstock)

由臺北市所主辦的第二十九屆夏季世界大學運動會(XXIX Summer Universiade)已精彩落幕,期間除了守在電視機前搖旗吶喊或熱血的應援團前往賽事場地為國手們加油外,各項賽事的張力更是讓人時而屏息觀戰、時而血脈賁張。隨著選手的亮眼表現、優異的成績,也讓這股世大運旋風感染周遭的每個人。除了賽場上的君子之爭,場下選手們的特殊血型系統——米田堡血型(Miltenberger antigen subtype III),也意外地引起了討論。

血型,是對血液的分類,主要針對紅血球表面的某些抗原進行分類,而這些抗原主要是來自於同一基因上不同等位基因的產物進行區隔,這些產物可以是蛋白、醣蛋白或醣類等,構成一種特定的血型系統。目前,科學家所發現的血型系統中,已被國際輸血協會承認的系統多達30種,其中在醫療上最常被使用的為ABO血型系統,Rh型血型系統則次之。

ABO血型系統,除了是最常使用的分類外,也是第一個被發現的系統,1900年由維也納大學病理研究所的蘭德施泰納(Karl Landsteiner)所發現,之後也陸續與其他科學家共同發現更多種血型系統,像是Rh血型系統、MNS血型系統,並於1930年獲得諾貝爾生醫獎的殊榮。

而1927年由蘭德施泰納與列文(Philip Levine)所發現的MNS血型系統,目前科學家所找到的抗原多達40種以上,有許多不同的亞型與變異型,形成一個為數龐大的血型系統。而最主要的抗原有4種,分別為M、N、S、s,與MN有關的醣蛋白稱為血型醣蛋白A(glycophorins A, GPA),與Ss有關的稱為血型醣蛋白B(glycophorins B, GPB),而米田堡血型,則屬於此系統的一種亞型。

米田堡血型的抗原,是由血型醣蛋白A與血型醣蛋白B 混合成的一種雜交蛋白(hybrid protein),從此蛋白的結構上分析,科學家推論可能由GYPA 基因與GYPB基因在同源基因重組事件中,演變出的單一基因(GYP.B-A-B)所轉譯出的醣蛋白。

研究發現,米田堡血型的紅血球表面相較於對照組而言,含有更多的Band 3蛋白。Band 3蛋白是一種運輸蛋白,主要負責紅血球上碳酸氫鹽(HCO3-與氯離子(Cl-)進出的通道,且控制二氧化碳的代謝效率。研究更找了188名受試者進行運動後二氧化碳的代謝試驗,發現米
田堡血型的受試者能更快速的將體內的二氧化碳排出,代表此血型的人應會有較良好的呼吸代謝與耐力。

有趣的是,此血型在高加索人種中是十分罕見的(0.012%),而在東亞人種則依地區有不同的機率(2~6%)。然而在這次世大運意外受到矚目的原住民族群裡,米田堡血型的發生率則相對的高,阿美族為88.4%、達悟族為34.3%、卑南族為21.2%。

不過目前的研究僅在有氧呼吸下進行,尚未對米田堡血型與無氧呼吸進行相關的研究,因此並無法把在運動項目中需倚重爆發力、世大運中表現突出的短跑、舉重等選手們畫上等號。儘管對米田堡血型的人而言,在生理上可能擁有較佳的呼吸代謝,不過並不代表選手們具有絕對的優勢。除了先天的生理條件外,更重要的是努力不懈的精神與持之以恆的毅力,才是邁向獲勝的唯一機會。

延伸閱讀
1. Broadberry R.E. and Lin M, The distribution of the MiIII (Gp.Mur) phenotype among the population of Taiwan, Transfus Med, Vol. 6(2): 145-148, 1996. 
2. Hsu K et al., Miltenberger blood group antigen type III (Mi.III) enhances the expression of band 3, BloodVol. 114(9): 1919-1928, 2009. 
3. Hsu K et al., Expedited CO2 respiration in people with Miltenberger erythrocyte phenotype GP.Mur, Sci Rep, Vol. 5:10327, 2015

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