乾杯之後，酒精在身體裡面做了什麼事？—《酒的科學》

• 作者／賴昭正｜前清大化學系教授、系主任、所長；合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒，那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）　英國理論物理學家

大約在八十年前，當第一台數位計算機出現時，一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧；但七十年後，還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」（Artificial Intelligent，簡稱 AI）的能力最近十年突然起飛，在許多（所有？）領域的測試中擊敗了人類，正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元（graphic process unit，簡稱 GPU）是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia（英偉達）股票從每股不到 $5，上升到今天（5 月 24 日）每股超過 $1000（註一）的全世界第三大公司，其創辦人（之一）兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳（Jenson Huang）也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人！可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎？到底是時勢造英雄，還是英雄造時勢？

在回答這問題之前，筆者得先聲明筆者不是學電腦的，因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事，不是我們外行人需要了解的；但作為一位現在的知識分子或公民，了解基本原理則是必備的條件：例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析，即可判斷永動機是騙人的；又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上，它們不用往室外排廢熱氣，就可以提供屋內冷氣，讀者買嗎？

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」（central process unit，簡稱 CPU）。CPU 是電腦的「腦」，其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務，如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作；但為了簡單化，我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作（arithmetic and logic unit，簡稱 ALU），如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下，CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時，CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後，CPU 開始顯示心有餘而力不足：例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素（pixel），每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年，英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定／裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」（註二）定位為「世界上第一款 GPU」，「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU，GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作，快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢？因每一時刻只能做一件事，所以其步驟為：

• 計算 7×5；
• 計算 6/3；
• 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢？很多工作便可以同時（平行）進行：

• 同時計算 7×5 及 6/3；
• 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間，但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢？單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間（16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間），而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間（1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間）！

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了，如何將它擺正成右圖呢？ 一句話：「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點（座標 x, y）組成的，所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了：每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算！如果每一運算需要 10^-6 秒，那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉，便需要 6 秒，這豈是電動玩具畫面變化所能接受的？

人類的許多發明都是基於需要的關係，因此電腦硬件設計家便開始思考：這些點轉換都是獨立的，為什麼我們不讓它們同時進行（平行運算，parallel processing）呢？於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 10⁶ 運算，那上圖的轉換只需 10^-6 秒鐘！

GPU 的興起

GPU 可分成兩種：

• 整合式圖形「卡」（integrated graphics）是內建於 CPU 中的 GPU，所以不是插卡，它與 CPU 共享系統記憶體，沒有單獨的記憶體組來儲存圖形／視訊，主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上；早期英特爾（Intel）因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤，在這方面的研發佔領先的地位，約佔 68% 的市場。
• 獨立顯示卡（discrete graphics）有不與 CPU 共享的自己專用內存；由於與處理器晶片分離，它會消耗更多電量並產生大量熱量；然而，也正是因為有自己的記憶體來源和電源，它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年，英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後，科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化，在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效，因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理，不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化，也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬（註三）等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分，正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲，遠遠落在英偉達（80%）及超微半導體公司（Advance Micro Devices Inc.，19%，註四）之後，大約只有 1% 的市場。

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」，而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心（core）單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心，因此其核心功能不如 CPU 核心強大，但它們能同時高速執行大量相同的指令，在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心；GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書，不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等，也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺，它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是：嘴巴在講，腦筋思考已經不知往前跑了多少公里，常常為了追趕而越講越快，將不少學生拋到腦後！這不表示筆者聰明，因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技，因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣（matrix）的讀者應該知道，如果用矩陣和向量（vector）表達，上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的（註五）。而矩陣和向量計算正是機器學習（machine learning）演算法的基礎！也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在！因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石：它們的架構就是充分利用並行處理，來快速執行多個操作，進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」（deep learning）。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂：「下一次工業革命已經開始了：企業界和各國正與英偉達合作，將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升，幫助企業降低成本和提高能源效率，同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子：下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後，讀者是不是認為筆者該退休了？

GPU（圖形處理單元）和 AI（人工智慧）之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力，特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步，使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率，使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐，而且使其更具成本效益，因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展，GPU 的角色可能會變得更加不可或缺，推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標，這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作，使我們能夠執行複雜的任務，例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外，研究表明，與非人類動物相比，人類大腦具有更多平行通路，這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上，一邊聽音樂一邊做飯，或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技，因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵：透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

（註一）當讀者看到此篇文章時，其股票已一股換十股，現在每一股約在 $100 左右。

（註二）組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」（GeForce 256）插卡吧?

（註三）筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時，就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士（fellow）」Enrico Clementi 的團隊：因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層，我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦（非 IBM 品牌！）與一大型電腦連接來做平行運算，進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

（註四）補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商：英偉達及 ATI（Array Technology Inc.）。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立，2006 年被超微半導體公司收購，品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐（Lisa Tzwu-Fang Su）博士為執行長後，股票從每股 $4 左右，上升到今天每股超過 $160，其市值已經是英特爾的兩倍，完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色，正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題：超微半導體公司現任總裁（兼 AI 策略負責人）為出生於台北的彭明博（Victor Peng）；與黃仁勳及蘇姿豐一樣，也是小時候就隨父母親移居到美國。

（註五）或。

延伸閱讀

• 「熱力學與能源利用」，《科學月刊》，1982 年 3 月號；收集於《我愛科學》（華騰文化有限公司，2017 年 12 月出版），轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
• 「網路安全技術與比特幣」，《科學月刊》，2020 年 11 月號；轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。

酒精與酶的化學反應

酒量不好的人，一喝酒馬上就會醉（順帶一提，筆者就是如此），這是因為酒裡含有酒精的緣故。化學上，將酒所含的酒精成分稱為「乙醇」，化學式為 C₂H₅OH。乙醇進入人體後，會跟肝臟中某種稱為「酶」的分子發生化學反應。酶是一種巨大的分子，可以促進化學反應。C₂H₅OH 與酶反應的過程可由以下的化學式表示（式 1）。

乙醇失去兩個氫原子變成乙醛後，再得到一個氧原子而變成醋酸分子。接下來看看下面的化學式（式 2）。

式 2 中分子的名稱雖然和式 1 相同，但化學式看起來有些不同。乙醇原本是 C₂H₅OH，但寫成了 CH₃CH₂OH。C 和 H 分開表示，其他兩個分子也是如此，這麼做是盡可能以接近分子真實的排列方式來表示。這些分子的結構圖如下所示（式 3）。

標示 C 的圓圈圖案代表碳原子，H 代表氫原子，O 則代表氧原子。乙醇左邊的碳原子連接三個氫原子，相當於式 2 中的 CH₃ ；右邊的碳原子則連接兩個氫原子，相當於式 2 中的 CH₂。另外，右邊的碳原子還連接一個氧原子，氧原子再連接一個氫原子，就形成了 OH。搭配這個結構圖，應該就能理解式 2 中化學式的寫法。化學中很多情況是以分子的結構圖來表達，可讓人更容易理解。

為什麼會宿醉呢？

現在，讓我們再多思考一下這個反應吧（式 4）！首先，乙醇受到酶的作用，失去兩個氫原子而變成乙醛；然後，再次藉由酶的作用，使乙醛獲得一個氧原子，形成醋酸分子。當知道分中增加或減少了哪些原子，你也開始了解化學囉。

另外，人體內產生的醋酸會被進一步分解並排出體外，這也是攝取乙醇後發生的化學反應。但是，如果喝了過量的酒，超過體內的酶所能反應的量，乙醇和乙醛就會殘留在體內。乙醛會引起頭痛和噁心想吐的感覺，這就是宿醉的原因。

再多說一點關於「酶」

這裡，我們來更詳細的介紹酶。酶是一種能促進化學反應的分子，也稱為酵素。在前面所介紹乙醇和酶的反應中，第一階段和第二階段是不同的酶在引發作用。將乙醇轉化成乙醛的酶，稱為「醇脫氫酶」（Alcohol Dehydrogenase , ADH），而將乙醛轉化成醋酸的酶，則稱為「醛脫氫酶」（Aldehyde Dehydrogenase , ALDH）。接受過酒精代謝能力檢測的人，可能有聽過 ADH 與 ALDH。

構成酶的主要原子包括 C、H、O、N 及 S（硫），與目前介紹過的原子種類差異不大，但與那些分子相比，酶是非常巨大的物質。例如 ADH 和 ALDH 的質量，是乙醇和乙醛的 1000 倍以上！你可以想像它有多大了吧！

酶有各種不同的種類，各有其不同的作用，我們體內也有許多不同類型的酶（本書中還會出現其他酶）。另外，即使是同種類的酶，組成酶的部分原子會因人而異，所以作用的強度也不同。ADH 和 ALDH 作用的強度也是因人而異，因此有的人酒量好，有的人酒量差。順帶一提，在第二章裡介紹的呼吸作用與光合作用，也需有體內酶的作用，才可順利進行。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》，2021 年 11 月，快樂文化。

無論逢年過節，還是與朋友、同事的聚會，多少都會遇到「喝酒」這一關吧？如果是婚禮的話，新郎官往往也會被灌以各種神秘的「特調」，直到散場時，早已渾身酒氣，路都走不好。狀況勉強好點的，大不了就吐一場，回家洗洗睡；有些人比較慘，回家還一路頭痛到隔天。

從我們開始停止喝酒、體內酒精濃度下降倒計時的那一刻起，所有隨之而來的負面身心症狀，都被化整為「宿醉」（hangover）這兩個字。^[1][2]而民間盛傳的解酒妙方，是否真有其用，一直以來都缺乏「有效且穩妥」的研究設計和證據支持。

因此，英國倫敦國王學院（Kings College London）與南倫敦醫院（South London and Maudsley NHS Foundation Trust）研究人員攜手合作，盼能在眾多有關宿醉治療的研究中，從中篩選出兼具實驗品質與藥物耐受性的文獻，最終找到能有效解宿醉的仙丹。研究刊載於《成癮研究》（Addiction）期刊。^[3]

人為何宿醉？宿醉常見的症狀是什麼？

在進入正題之前，先來瞭解一下酒精在人體裡如何被代謝，以及宿醉到底從何而來。

當酒精（或說乙醇）進到人體，其中的百分之五會透過消化道被吸收和代謝，剩餘的則會在體內開始循環，而那些在身體裡「旅行」的乙醇，有百分之二到十不等會被肝臟或腎臟排出。這也是為何，當我們喝太多酒時，會常常想要跑廁所，繼而使大腦和身體脫水，引發宿醉症狀。

美國國家衛生院（NIH）指出 ^[4]，除了身體疲累、口乾舌燥與頭痛，宿醉的典型症狀還包括肌肉痠痛、噁心、胃痛等問題。根據每個人狀況不一樣，甚至還可能出現眩暈、對聲光刺激敏感、焦慮、易怒、爆汗以及血壓升高。

該如何在短時間內緩解宿醉帶來的痛苦，一直都是懸而未解的謎題。有人說要狂灌水，有人則是傾向喝運動飲料，也有人出動咖啡和茶這類利尿好物，試圖讓藏在全身上下的酒精，通通隨著尿液被掃地出門。甚至還有「以毒攻毒」派的信徒，打算再多喝幾杯，看看這些症狀能否快速消退，結果酒不但沒退，還引發酒精使用障礙（alcohol use disorder）等身心疾患。^[5]

可惜，想走「排水」這個策略的話，前述機制只能代謝掉一小部分的酒精，餘下在體內循環的乙醇，還得仰賴肝臟裡的「酒精脫氫酶系統（ADL）」和「微粒體乙醇氧化系統（MEOS）」接手處理 ^[6][7]，它們會將乙醇分解成乙醛、輔酶（NADH）和氫離子等物質。另外，由於乙醛對人體有毒性，因此必須再透過乙醛脫氫酶（ALDH2），讓乙醛進一步變身成對身體無害的醋酸鹽，最終慢慢排出體外……。

有人可能會問：那藥物的介入呢？我們總能對症下藥，找到合適的處方，來解決這個問題吧？事實上，過往確實有不少關於這方面的研究，然而這些研究往往是敘述性的，且未能在定時、定量下進行測試，甚至沒有安慰劑組進行對照，因此很難斷定這些物質解宿醉的效果。

研究目的與資料篩選

為釐清這些報告中的解酒妙方是否真的管用，英國倫敦國王學院與南倫敦醫院的埃莫特．羅伯特茲（Emmert Roberts）等人，決定將它們搜集起來做系統性回顧，並逐一檢驗這些報告的實驗設計與結果是否足夠可靠。

他們透過 MEDLINE®、Embase、CENTRAL 與 PsycINFO 等醫學、生物和心理相關的研究資料庫，找到截至 2021 年 8 月 1 日止，所有治療酒精宿醉的藥理介入成效研究。另外，不僅研究的命題要有關聯，這些研究還必須是設有安慰劑組的隨機對照試驗（randomised placebo‐controlled trials）。最終，有 21 項研究通過海選，受試者共計有 386 位。

與安慰劑組相比，各研究中發現能顯著改善宿醉症狀的物質，包含丁香提取物（clove extract）、托芬那酸（tolfenamic acid）、吡硫醇（pyritinol）、北枳椇果（Hovenia dulcis fruit）提取物、L－半胱氨酸（L-cysteine）、紅參以及韓國梨果汁等。

而中藥裡常見的刺五加（Acanthopanax senticosus）或葉下珠（Phyllanthus amarus）的提取物，在統計學上也都顯示有顯著的效用。

基於好奇，筆者把上述物質丟到 Google 搜尋，查了它們各自號稱的功效，發現丁香、L－半胱氨酸與韓國梨汁可提升酒精代謝效率，托芬那酸和吡硫醇可減少頭痛、噁心等宿醉症狀，而北枳椇果在中醫裡則有解酒毒的作用，紅參則是護肝解酒。

資料證據的品質如何把關？

為了分辨這些研究裡號稱可以治療宿醉的藥物到底有沒有效，研究人員透過「證據等級評分系統」（Grading of Recommendations Assessment Development and Evaluation, GRADE），根據各研究中可能存在的偏見、不一致性、間接性、不精確性與其他因素等風險，初步將這些報告結果的品質分成「高、中、低、非常低」四個等級，並決定從這些藥品的效用與耐受性這兩項因子著手調查。

結果顯示，這些研究多數都存在著方法學上的限制（methodological limitations），且研究的精確性也不高。另外，因不良事件（adverse events, AEs）導致受試者退出試驗的人數，沒有統計學上的顯著差異，因此關於藥物耐受性的證據並不充分。最後，這些研究結果的證據品質，在 GRADE 裡都被評為「非常低」。

理性飲酒

也就是說，目前沒有任何品質完備的研究可以告訴我們，什麼樣的物質或飲品，被證實可以從根本改善、治療宿醉症狀。真要說的話，在耐受性較佳（但證據品質差）的研究中，丁香提取物（clove extract）、托芬那酸（tolfenamic acid）和吡硫醇（pyritinol）可能是最值得研究的對象。

最終，埃莫特．羅伯特茲也表示，根據這次的回顧，所有關於預防或治療宿醉的藥物、飲品，研究證據品質都很低，未來需經過更嚴格的評估再做判斷。^[8] 看來，想走快路解酒的朋友們，只能適度飲酒，或是乖乖坐等體內分解酒精的 ADL 和 MEOS，以一個公務員的行政效率慢慢處理掉體內多餘的酒精（以及它們帶來的災難）了！

參考文獻

1. Verster JC. The alcohol hangover–a puzzling phenomenon. Alcohol & Alcoholism. 2008;43(2):124-6.
2. Verster JC, Scholey A, van de Loo AJAE, Benson S, Stock A-K. Updating the Definition of the Alcohol Hangover. Journal of Clinical Medicine. 2020;9(3):823.
3. (PDF) The efficacy and tolerability of pharmacologically active interventions for alcohol‐induced hangover symptomatology: A systematic review of the evidence from randomised placebo‐controlled trials (researchgate.net)
4. Hangovers | National Institute on Alcohol Abuse and Alcoholism (NIAAA) (nih.gov)
5. Verster JC. The “hair of the dog”: a useful hangover remedy or a predictor of future problem drinking? Current drug abuse reviews. 2009;2(1):1-4.
6. Jennifer Draper, Marie Kainoa Fialkowski Revilla, & Alan Titchenal (2020) 7.2: Alcohol Metabolism. LibreTexts.
7. Samir Zakhari. Overview: How Is Alcohol Metabolized by the Body? PDF
8.  No convincing scientific evidence that hangover cures work, according to new research (medicalxpress.com)

• 編按：不論你啜飲的是清酒、精釀啤酒、單一麥芽威士忌，或卡本內蘇維濃葡萄酒，當你真正了解杯中魔液的來龍去脈，飲酒將變得更饒富趣味！一萬年來，人類的製酒技術不斷精進；然而，現代科學家對酒中微妙生化反應的解析才剛剛展開。當你喝下一口酒，酒精會怎麼在我們身體中氧化、分解最後被我們吸收？

從你啜了第一口成人之飲開始，體內的化學機制便已啟動。身體會想辦法把乙醇氧化、分解，然後轉化成可供利用的形態。只要乙醇繼續隨著血液流動，就會讓你感受到它的存在；它在血液中停留的時間取決於許多因素。

胃：吸收乙醇

在胃部及上側腸道中，乙醇會被直接吸收，而當裡面充滿了食物，自然也就吸收得比較慢。飲酒速度愈快，身體吸收也愈快……直到一個臨界。換言之，酒精濃度太高時，反而會對消化道發揮它的抑制劑功效，使生理機能慢下來，吸收的步伐也隨著放緩。面臨如此情況，乙醇也成為一種刺激劑，你的胃會因此分泌黏液，使得消化作用更加遲緩。

肝臟：將乙醇分解成壞傢伙「乙醛」

胃中大部分的乙醇會被導引至肝門靜脈，這是進入肝臟的門戶。在這裡，乙醇會遭遇一種稱為乙醇脫氫酶的酵素襲擊，並且被它氧化，分解成乙醛，而乙醛可是個壞傢伙。

讓我們看一下它的分子構造。首先，有個看來像賓士汽車標誌的分子，一個顛倒的 Y。它的正中央是一個碳原子，以雙鍵連結至頂端的氧原子，底下兩隻腳則各自鍵結到一個氫原子。這是防腐劑甲醛的分子式。若是將其中一個氫原子替換為其他原子或分子，就會生成不同的醛類。假如替換的是醋酸分子（醋）便形成了乙醛。

少量的乙醛不至於造成大礙，不過，乙醛非常容易引起化學反應──它與其他分子的親和性極強，所形成的化合物，又稱加合物（adduct），幾乎可以攪亂接觸到的所有物質。乙醛附著在 DNA 時，會生成至少一種致癌化合物，干擾人體的甲基化（methylation）過程，也就人體按照特定規律、依不同基因合成蛋白質的作用。乙醛還會緊緊攀附在構成細胞骨架的微導管、支撐結締組織（connective tissue）的膠原蛋白，以及血液中運送氧氣的血紅素上，甚至破壞神經傳導物質中產生血清素與多巴胺的機能，這可能導致人們對酒精沉迷上癮，喪失正常生理反應及感受快樂的能力。

負責分解乙醇的肝細胞必須從血液中耗用比平常更多的氧，才能維持這項化學反應──它們正在進行的是一場複雜而徒勞的騙術遊戲，不斷從一長串分子上剝離電子，然後再將它們加回去。這條長鏈上的遊戲最後會隨著自由氫離子、質子的出現告終，而此刻卻需要更多的氧原子與它們鍵結，以製造水分。結果，形成了缺氧的情形；肝臟的周邊組織細胞因缺氧而窒息，因此難以承受毒素與病原的侵害。

• 我們還是從這道化學作用中得到了一些東西──食品科學家以每公克有多少千卡〔kcal/g〕做為衡量營養比重的單位，節食者一般將其簡稱為「卡路里」。你日常食用的碳水化合物〔好比麵包〕每公克可以貢獻 4.1 千卡熱量，然而乙醇幾乎是它的兩倍。不過，乙醇帶來的卡路里多半沒什麼營養價值，裡面沒有維生素、礦物質，或挾帶而來的蛋白質。所以，我猜這是為什麼有人倡導飲用啤酒的原因：啤酒富含蛋白質。尤其對飲酒者而言，來自乙醇的卡路里可能占每日總卡路里的 10%；這時，新鮮果汁調配的雞尾酒或許是不錯的選擇。酗酒的人從乙醇攝取的卡路里，更可能高達 50%。

喝酒傷肝，為什麼？

當然，肝臟的主要功能是排毒。「你不小心被割傷時，身體會有所反應。免疫細胞齊聚，在傷口產生疤痕，最後會痊癒。肝臟受到傷害後也會做出類似的反應。免疫細胞會前來收拾殘骸，修復損害部位，產生纖維化現象，」克里夫蘭醫學中心的病理生物學家蘿拉 • 納吉（Laura Nagy）說道。她曾研究過乙醇對肝臟的影響。「萬一你飲酒過量，使得免疫細胞來不及修復，壞損的組織就會一直存在。」這種發炎反應通常都是免疫系統對抗感染所引起，可是一個發炎、受到乙醇浸潤的肝臟卻「更加」容易產生病變。沒人知道原因為何。

經常性飲酒（即使還稱不上狂飲）還會讓肝臟失去另一項主要功能：分解與代謝脂肪及脂肪酸的能力。脂肪開始累積在肝臟；「脂肪肝」是經常性、過量飲酒的癥候，更嚴重一點，則是肝硬化的前兆。

喝酒會臉紅，你可能缺少代謝乙醛的關鍵酵素！

目前為止，喝得還算暢快嗎？別急；事情才正要開始變得有趣。首先，我們得想辦法除掉乙醛。肝臟可以製造幾種稱為「醛去氫酶」（aldehyde dehydrogenase）的酵素──ALDH1 及 ALDH2 等，用來代謝乙醛。人體能否產生足夠優質的醛去氫酶酵素，是判斷一個人能否飲酒的關鍵因素之一。在中國漢族、台灣及日本的人口中，大約有半數人所製造的 ALDH2 完全無法發揮功能。這也是造成所謂亞洲人臉紅反應的原因，所以你會見到有些亞洲人酒後出現臉紅的特徵。伴隨而來的還有惱人的腹部症狀，更糟的還有──據研究，日本人飲酒導致食道癌的機率高於其他人。

乙醛產生的副作用著實令人厭惡，因此也被用來製成第一種治療酒癮的藥物。服用戒酒硫（disulfiram，較耳熟的藥品名稱是安塔布司〔antabuse〕）後，能阻斷醛去氫酶的生成。也就是說，戒酒者仍可飲酒，也能喝到醉，但是會嘔吐。這是種有效的逆向強化劑。

為什麼喝酒會特別想尿尿？

肝臟沒有代謝完的乙醇會再次進入血液。喝完第一杯酒後，乙醇會在二十分鐘內讓你產生尿意，因為它對腎臟內一種叫做「血管加壓素」（vasopressin）的神經傳導物質形成抑制作用，這種物質有個別名叫抗利尿激素（antidiuretic hormone），簡稱 ADH。基本上，ADH 促使腎臟牢牢抓住體內水分；一旦失去作用，構成腎臟組織的細管壁面會從海綿狀變成通暢的導管。頓時間，所有液體流進膀胱，而你得排出，這也使得人體中的電解質（鉀、鈉及氯化物）濃度升高。

對經常過量飲酒或酗酒的人來說，這個現象會造成更多傷害，使肝硬化的情況更形嚴重；不過，適度飲酒者的腎臟反而因此受惠，因為乙醇也扮演了抗氧化劑的角色，看來倒可降低罹患第二類糖尿病及腎臟病的風險。

因此，只要適當節制乙醇的攝取量，人體內存在的各種生理機制是有辦法加以調適的。真正精彩有趣的事情發生在大腦──乙醇在那兒的行徑將會出人意表。開始進入正題之前，讓我們先參加一場派對。

本文摘自《酒的科學：從發酵、蒸餾、熟練至品酩的醉人之旅》，商周出版。