0

0
1

文字

分享

0
0
1

第一顆口服避孕藥的誕生 │ 科學史上的今天:06/10

張瑞棋_96
・2015/06/10 ・1156字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

自古以來,婦女總是被賦予生兒育女的責任,一旦結婚,青春往往就耗費在懷孕、生產的循環中。雖然避孕自古有之,例如四千年前的古埃及人就用磨碎的石榴籽混合蠟做成栓劑,放入女性體內;古今中外也都不乏各種千奇百怪的偏方,但這些毫無根據的方法都極不可靠,而保險套、體外射精、算安全期等方式又操之在男性手中,女性還是難以擺脫不斷懷孕生子的宿命。直到一九六○年代,口服避孕藥的問世才改變這一切。

口服避孕藥的發明始自美國一位奇女子桑格(Margaret Sanger)的大力推動。她的母親在二十二年間懷孕了十八次,終於在 49 歲時死於難產,悲憤的桑格因此自 1916 年起即致力於推廣節育運動。1951 年,高齡 72 歲的她認識了專門研究荷爾蒙與生殖系統之關聯性的平克斯(Gregory Pincus),在她的牽線之下,平克斯獲得資助,著手研發桑格畢生企求的「神奇藥丸」──口服避孕藥。

桑格因母親難產,自1916年起即致力於推廣節育運動,而後也推動口服避孕藥的誕生。圖片來源:wikipedia

其實早在 1937 年,科學家就在動物實驗中發現高劑量的黃體激素會抑制排卵,然而天然黃體激素非常昂貴,這項發現也就束之高閣,並未衍伸出實際用途。恰好奧地利裔的化學家翟若適(Carl Djerassi)就在 1951 這一年成功合成出口服的黃體激素,第二年另一家藥廠也做出此合成黃體激素的同分異構物。但要如何做人體實驗呢?跟食品藥物管理局(FDA)說此藥毫無治療用途,只為了避孕,只怕無法通過審核。

平克斯乾脆反其道而行,他請專門治療不孕症的洛克醫生(John Rock)來做人體實驗。洛克醫生讓他的病人連續服用三個月的合成黃體激素,製造身體的「假懷孕」後,再突然停藥,藉由荷爾蒙的「反彈」增加受孕的機會。洛克醫生的實驗結果證明合成黃體激素的確能抑制排卵、改變月經週期,因而讓 14% 的不孕病人成功受孕。而同分異構物那批黃體激素恰好汙染到微量的雌激素,結果反而減少出血的副作用。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

於是 1957 年的今天,FDA 核准含有黃體激素與雌激素的 Enovid 上市,不過其用途卻是為了治療月經不順與不孕症。直到 1960 年 5 月 9 日,FDA 才追認它也可用於避孕,無安全之虞;人類史上第一顆口服避孕藥終於光明正大上市。其實在此之前,至少已有五十萬名婦女為了避孕而吃過此藥了。

口服避孕藥讓女性奪回身體的自主權,不但取得更好的生活品質,也才得以追求更多的學習教育與職場生涯,對於性別平等有極大的助益。《經濟學人》因此於 1999 年評選它為二十世紀最重要的科學進步;這說法或許過譽,但口服避孕藥對於文明的影響程度絕對是名列前茅的。

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

文章難易度
張瑞棋_96
423 篇文章 ・ 991 位粉絲
1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。

0

1
2

文字

分享

0
1
2
圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 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?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  • 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

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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?

圖形處理的例子

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。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
典型的CPU與GPU架構

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?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

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?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

(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)

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。
文章難易度

討論功能關閉中。

賴昭正_96
43 篇文章 ・ 54 位粉絲
成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

0

6
0

文字

分享

0
6
0
COVID-19 疫苗副作用——月經失調
胡中行_96
・2022/05/10 ・2567字 ・閱讀時間約 5 分鐘

電影《美人心機》(The Other Boleyn Girl)裡,「王后不再流血了!」(”The queen no longer bleeds!”)這句直指王后停經的話,暗示著搶生子嗣,宮廷權鬥的契機。隨著時代演進,當今女性不見得都背負著為夫家傳宗接代的使命,月經卻依舊在性別政治和私人生活中,扮演重要的角色。也難怪不少女性總是以虔誠的心情,忠實記錄定期的來潮。

電影《美人心機》裡的王后,史嘉蕾喬韓森飾。圖/IMDB

月經失調是疫苗惹的禍?

自從 COVID-19 疫苗開打以來,世界各地不斷傳出虛實難辨的副作用災情,月經紊亂不免也成了討論的主題之一。及至目前為止,無論是衛福部疾管署網站的 COVID-19 疫苗介紹,還是臺灣使用的各廠牌中文說明書,都沒有提到月經問題,可見這原本或許不在疫苗開發團隊的意料之中。更別說遇到月經遲來、早到,抑或是經血排放量改變的女性,第一時間未必會聯想到是疫苗惹的禍。

2022 年 1 月美國婦產科醫師學會《婦產科》期刊的研究,首先觀察到 COVID-19 疫苗會稍微改變月經週期,但對出血的天數沒有影響[註 1]。幾乎同時,挪威公共衛生學會發表的論文,卻認為 COVID-19 疫苗會縮短月經週期,增加或減少出血天數,以及增加經血排放量[註 2]。同月,《英國醫學期刊》編者序,以英、美和挪威的統計數字討論 COVID-19 疫苗擾亂月經的現象,假設二劑疫苗之間的間隔長度扮演了重要角色,並駁斥疫苗造成不孕的謠言[註 3]

儘管上述期刊和近來的媒體報導,讓這些案例聽起來像是新聞,人為介入免疫系統而導致經期混亂的現象,並不是第一次在歷史上發生。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
美國和挪威的研究發現 COVID-19 疫苗會導致月經週期紊亂。圖/Pixabay

歷史案例

在明代醫家萬全的醫學著作《痘疹世醫心法》中,提到:「女子種痘,經水忽行,暴暗不能言語。」有些學者望文生義,說這名十六世紀的婦女,因接種「人痘」(天花疫苗)而月經不調,即是免疫史上的第一個案例。但中研院史語所的研究員邱仲麟解釋,「種痘」一詞在明代是「出痘」的意思,因此與疫苗無關。

相較之下,現代醫學的紀錄就明確許多,沒有爭議。1913 年時,紐約有家醫院施打傷寒疫苗的女性護理人員中,53% 月經週期產生變化。有人月經二、三個月沒來;有人則是提早或晚了幾天,而且經痛異常嚴重。另一個例子,是 1982 年日本的某個 B 型肝炎疫苗一期臨床試驗,造成 16 名女性受試者中,有7人的月經週期被打亂。

除了上述意外發生的案例,2018 年日本的一個回顧調查,就直接設計來瞭解疫苗如何干擾月經和其他生理層面。研究學者列出 24 種可能與人類乳突病毒(human papillomavirus,簡稱 HPV)疫苗有關的副作用,讓接種過的青春期男女,從中挑選發生在自己身上的項目。他們回報的結果,包括:不規律的月經、疲憊、皮膚問題和失眠等。其中,月經相關的副作用,例如:週期改變、出血量異常以及嚴重頭痛,終致部份少女到醫院求診。

疫苗如何造成月經失調?

既然從調查和統計中,看得出疫苗與月經變化血肉相連。惹出這腥風血雨的原理,又是如何呢?

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

一般正常的月經週期開始時,腦部的下視丘會製造性釋素(GnRH)[註 2]來刺激腦下垂體前葉,釋放黃體激素和促濾泡素(FSH)。[註 3]黃體激素和促濾泡素會影響卵巢,並調節雌激素、助孕酮(progesterone)[註 4],以及其他攸關濾泡期卵細胞成熟和黃體期子宮壁脫落的荷爾蒙。此外,壓力、體重突然增減、糖尿病、甲狀腺問題、多囊性卵巢症候群(polycystic ovary syndrome),以及重大的免疫發炎反應,也都會改變月經的樣態。

Polycystic Ovaries.jpg
多囊性卵巢症候群的症狀是卵巢內出現許多充滿液體的囊腫。圖/Wikipedia

當女性接種疫苗,全身上下的免疫細胞都受到刺激。約翰霍普金斯大學的婦科研究學者波拉黑(Mostafa Borahay)認為子宮內壁的免疫細胞也無法倖免,所以才會導致月經紊亂。不過,正在面臨這種副作用的讀者也無須驚慌失措,因為《婦產科》期刊的研究發現,月經很快就會自動恢復正常[註 1]

未來研究方向

關於 COVID-19 疫苗導致月經副作用的研究,《英國醫療期刊》肯定學界目前探討的方向。同時,指出需要更深入了解背後作用的機制,最好還能找出何種體質的女性較容易受到影響[註 2]。除了廣泛統計整個生育年齡婦女的設計,目前仍在進行中的研究,也特別針對青春期的少女量身訂製,著重在尚未發育穩定的情況下,COVID-19 疫苗是否會帶來不同的影響。這些研究結果將有助於醫療人員未來在面對民眾諮詢時,提供更完善且客製化的資訊。

註解

  • 註 1:Edelman, A., Boniface, E. R., Benhar, E., Han, L., Matteson, K. A., Favaro, C., Pearson, J. T., Darney, B. G. (2022). Association Between Menstrual Cycle Length and Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Vaccination. Obstetrics & Gynecology, 10.1097/AOG.0000000000004695.
  • 註 2:Trogstad, L. (2022). Increased Occurrence of Menstrual Disturbances in 18- to 30-Year-Old Women after COVID-19 Vaccination. Norwegian Institute of Public Health.
  • 註 3:Male, V. (2022). Menstruation and covid-19 vaccination. BMJ, 2022;376:o142.
  • 註 4:國家教育研究院將 GnRH(gonadotropin-releasing hormone)翻譯為「性釋素」或「促性腺激素釋放激素」。不過,在其他專業網站上也有「性腺激素釋放素」或「性腺刺激素釋放激素」。
  • 註 5:國家教育研究院將 follicle-stimulating hormone,譯作「促濾泡素」、「濾泡激素」、「激濾泡素」、「促卵泡激素」、「卵泡刺激素」、「促濾泡成熟激素」和「卵泡刺激激素」。
  • 註 6:國家教育研究院建議 progesterone 的中文翻譯,包括:「孕酮」、「助孕素」、「孕甾酮」、「黃體固酮」、「黃體甾酮」和「黃體脂酮」等。

參考資料

  1. The Other Boleyn Girl
  2. 疫苗簡介
  3. 核准專案製造或輸入之 COVID-19 疫苗相關資訊
  4. Scientists investigate the COVID-19 vaccine-menstruation mystery – Drug Discovery News
  5. 晚明人痘法起源及其傳播的再思考
  6. 性釋素
  7. 食品藥物管理局提醒:性腺激素釋放素(Gonadotropin-releasing hormone,GnRH)促進劑類藥品之安全資訊
  8. GnRH analogs: agonist 與 Antagonist 在婦產科疾病的應用
  9. Follicle stimulating hormone
  10. Progesterone

7

13
2

文字

分享

7
13
2
避孕藥不只用於避孕!認識荷爾蒙與月經週期的關係
Aaron H._96
・2019/06/13 ・1699字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

5月 15號,日本 twitter 上一則女高中生的推文,急速獲得關注,大意是這位女高中生的健教老師在上課時點到:「我想在妳們裡面應該沒有人在吃(避孕藥)吧?」。即便是健教老師,也都把避孕藥的作用想得過於狹隘,讓女高中生覺得相當衝擊。

連應該對於基礎藥物有一定認識的健教老師,都以為避孕藥僅用於避孕,就更不難想像一般人對於「使用避孕藥物」所存在的誤解。

避孕藥其實是一種過於簡單的俗稱,口服避孕藥其實是兩種人造荷爾蒙的混合藥物。早期的避孕藥以黃體素 (Progesterone) 為主;較新的避孕藥則還會混合少量的雌激素 (Estrogen)。雌激素與黃體素都是原本就存在於人體體內的荷爾蒙 (Hormone,也稱激素),無論男性或女性的體內,都存有一定的比例。只不過在女性,雌激素的比例遠高於睪固酮;而男性的血液中,睪固酮的比例較雌激素高出許多。

也正是荷爾蒙濃度的改變,影響了女性經期的週期。

荷爾蒙的波動決定了月經週期

雖然月經週期的間隔因人而異,一般而言是 25-38 天左右,都與體內荷爾蒙的波動有關。以平均 28 天一次的月經週期為例,在排卵前雌激素會到達高峰,刺激黃體刺激素 (LH) 的分泌,使濾泡破裂,排出卵子,形成黃體。而黃體則會分泌黃體素,支持子宮內膜的肥厚,等待可能的著床,直到黃體退化,肥厚的子宮內膜逐漸崩解,形成經血,完成一次經期。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
體內賀爾蒙的波動造就了月經週期(圖片以 28 天為一個週期)。圖/由 User KaurJmeb on zh.wikipediazh::commons:Image:MenstrualCycle.png, CC BY-SA 3.0, 連結

而服用人造荷爾蒙可以避孕的原理,便是利用體內荷爾蒙的回饋機制,「欺騙」大腦所得到的效果。

人體分泌荷爾蒙的控制中心,位在大腦的下視丘和腦下垂體。由於口服避孕藥中有少量的雌激素,會誤導下視丘,減少刺激腦下垂體分泌黃體刺激素和濾泡刺激素,讓濾泡無法成熟,抑制或延遲排卵的時間,也讓子宮內膜無法肥厚,使受精卵無法著床,並減少黏液分泌,讓精子很難與卵子結合,達到避孕的目的。口服避孕藥物雖然能干擾受精的過程,卻無法阻止已經著床的受精卵繼續發育。

目前市面上主流使用的口服避孕藥物,大多為極低劑量雌激素與第三代黃體素 (Desogestrol, Gestodene 或 Norgestimate),或是第四代黃體素 (Drospirenone 或 Cyproterone acetate) 的混合型藥物。第三代藥物改善了過往水腫的副作用、第四代則又更降低油脂分泌過多的副作用。

人造荷爾蒙可以避孕的原理,便是利用體內荷爾蒙的回饋機制,「欺騙」大腦所得到的效果。圖/by Gabriela Sanda@Pixabay

人造荷爾蒙除了避孕,還有其他用途

例如健保給付的口服避孕藥黛麗安 (Diane,黃體素成分 Cyproterone,簡稱CPA),由於 CPA 對卵巢囊腫所造成的痤瘡有治療效果,可用於輔助治療青春痘。並非所有的避孕藥都有這樣的效果,也需搭配正確的青春痘藥物進行治療。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

避孕藥由於能夠調整體內荷爾蒙含量,重新整理經期的起始點,所以也用來緩解嚴重的經痛、排卵疼痛、調整經期紊亂。另外部分口服避孕藥,也用來治療因為雄性素比例過高或是卵巢囊腫導致的多毛症等症狀。也用於抑制子宮內膜異位,降緩症狀所造成的疼痛。

避孕藥的使用限制

對於使用避孕藥的錯誤認知,除了顯示日本社會對於女性需要更多同理之外,也表示多數人都應了解如何才能安全使用口服避孕藥物。目前建議,如果年紀大於 35 歲以上,過度肥胖、有抽菸習慣、高血壓、糖尿病、容易形成血栓或是曾經中風的體質,由於口服避孕藥物會使 LDL (低密度膽固醇)和血壓上升,增加風險,並不建議使用。

___________
你是國中生或家有國中生或正在教國中生?
科學生跟著課程進度每週更新科學文章並搭配測驗。來科學生陪你一起唸科學!

所有討論 7