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酒精在身體裡,到底發生了什麼事?關於酒科學的十個問與答!

PanSci_96
・2019/08/20 ・4081字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 554 ・八年級
  • 本文與 GQ Taiwan 合作,同步刊載於 GQ 8月號 雜誌,及GQ網站;原文為《大丈夫醉後學問大》,此篇文章經泛科學編輯部微調並加上延伸閱讀。

關於人類飲酒文化,最早可追溯到埃及古文明,而中國也在公元前七千年就以穀物發酵製酒。這麼長的飲酒歷史,直到最近一百年,大家才開始想到喝酒必須節制,乃至於近期因為酒駕肇事頻繁,喝酒常被污名化。喝酒真的不好嗎?為什麼有那麼多人明知道可能有問題,卻還是想狂喝?今次就讓我們一起來談談那些關於酒的科學吧!

source:Alexas_Fotos@pixabay

Q1  酒與人體的關係是?

當你的嘴碰到它的那一刻,酒精所觸發的化學機制邊已經開始啟動。身體會試圖將攝取到的乙醇,透過生理機制氧化、分解,並轉化為身體可以利用的型態。當你大口喝酒的時候,口腔和喉嚨會先吸收一小部分的酒精。接著透過食道流到了胃和腸道,一部分的乙醇會在這裡被直接吸收,而它的吸收速度取決於你胃裡有沒有食物;所以如果不想醉得太快,最好先吃一些下酒菜啊!

接著被吸收的酒精便會在血液裡流淌,進入肝臟的乙醇會被分解成乙醛,然後再分解成乙酸,剩下的一部分酒精會由肺和腎排出;這也是為什麼我們能從呼吸跟尿液中測得身體酒精含量的原因。

Q2  喝酒讓人放鬆的原因?

酒精被認為是能讓神經運作減緩的鎮定劑,但為什麼有些平時嚴肅冷靜的人喝醉後會不顧形象地大聲叫囂,或一喝醉後嚎啕大哭止不住呢?

這都跟人類大腦的結構與其掌管的功能有關係,當我們剛開始喝酒,大腦第一個被抑制的剛好是位於最外側,負責理性與思考的「大腦皮質」區域。當負責壓抑感情與衝動的大腦皮質功能被減弱後,大腦內側「邊緣系統」掌管的本能與情緒就會顯現出來,平時較為緊繃、刻意保持正經的人就可能會不同程度的放飛自我。

如果繼續喝下去,就可能讓邊緣系統的記憶功能與小腦掌管的運動功能紛紛停擺,導致走路歪歪扭扭,隔天一醒來什麼也不記得。而最嚴重的情況則是一口氣喝太多酒,連掌管生命系統的腦幹都麻痺掉,引發急性酒精中毒,無法維持正常呼吸和血液循環而產生生命危險。

Q3 為何喝酒後會特別想尿尿?

喝酒後為什麼會特別容易跑廁所呢?原來是乙醇會讓腎臟內一種名為「血管加壓素」(vasopressin)的神經傳導物質失去功能,這種物質又叫做抗利尿激素(antidiuretic hormone,簡稱 ADH),大致的作用是讓腎臟盡可能抓住體內的水分。

當乙醇對抗利尿激素形成抑制作用時,腎臟組織的細管壁面就從海綿狀變成導管,幫助液體順暢流入膀胱,進而讓人產生尿意。

要特別注意的是,你只喝下一杯酒(紅酒或是其他酒),身體卻能排出該杯酒類三到四倍的水分,這也是為什麼大口飲酒後可能會有一點口乾舌燥的感覺。如果不注意補充水分,身體其他缺水的器官會偷搶大腦的水分來用,進而產生頭痛的症狀。此外,頻繁排尿的後果會讓人體內的鹽和鉀大量流失,如果鹽和鉀不足,身體也可能出現頭痛、疲倦與嘔吐等不舒服的情況。

Q4 為何人會喝醉?什麼方式醉得更快?

酒精的代謝速度跟基因以及攝取酒精的人是否經常飲酒、最近的生理狀態等原因有關。

如果持續攝取酒精,但代謝速度跟不上的話,酒精就會在血液中累積,濃度逐漸提高。不同的濃度會讓人有不一樣的生理反應,依序為:頭暈目眩但心情愉快的「微醺狀態」,言行開始逐漸失控的「喝醉狀態」,身體逐漸母湯的「爛醉狀態」,以及最後如果酒精濃度再升高的話,會有死亡的風險。

對於身體來說,酒精並不是好東西,反而是為了降低其毒性而努力分解代謝的物質,而乙醛在體內累積便會造成頭痛以及令人噁心嘔吐。所以所以,飲酒適量這句話真的不是鬧著玩的啊!

Q5  混酒為什麼容易喝醉?

說了那麼多,讓我們來推導一下「混酒」真的會讓人比較容易醉嗎?理論上,若是相同的酒精濃度的話,混酒跟都是同樣濃度的酒精在吸收代謝上應該是沒有什麼不一樣的。

但有些舉動會讓我們比較容易醉,而這可能在行為上會讓你誤以為這個混酒是有關係的。哪些狀況比較容易醉呢?像是空腹,喝酒喝得太急讓身體沒有時間去反應和代謝酒精(沒錯,就是在說喝 Shot 這樣又急又快濃度又高的喝法很容易醉 XD),以及和會刺激胃部括約肌的氣泡混著喝的時候。

2001年,英國薩里大學由 Fran Ridout 教授進行了一項實驗。在考量體重對酒精吸收的變數後,分別給兩組人喝香檳,A組喝的是正常的香檳,B組則是喝氣泡消失的香檳。飲用五分鐘後,A組平均每人每毫升血液裡有0.54毫克酒精,B組平均0.39毫克酒精。當40分鐘的實驗結束,A組平均是每毫升已達到0.7毫克,B組則只有0.58毫克。目前還沒有進一步的科學理論能解釋這樣的現象,但普遍的說法是,氣泡會擴大酒精與消化器官的接觸面積,也會讓酒精更快進入腸道。所以下次喝香檳時,請慢慢品味就好。

Q6  為何有些人喝酒特別容易臉紅?

喝酒對身體來說就像中毒一樣,肝臟會先把乙醇分解成較毒的乙醛,再代謝成傷害力較小的乙酸,最後分解成二氧化碳與水,通過生理機制排出體外。乙醛這個物質就是造成一般人印象中「喝酒後會臉紅、頭痛、想吐」等酒精反應的原因。

肝臟內負責代謝乙醛的酵素叫做「乙醛脫氫酶」(ALDH),但有些人的乙醛脫氫酶天生有點缺陷、工作效率不佳。

科學家發現,台灣、韓國、日本、新加坡與中國東南地區等東亞人的乙醛脫氫酶多半帶有基因結構突變,導致這些人肝臟製造出來的解酒酵素無法完全發揮功能,因此和歐美白人相比,東亞人喝酒比較容易出現臉紅的狀況。

根據考古生物學,這種基因可以追溯到 2000 至 3000 年前住在中國東南方的百越部落身上,而台灣有高達 45% 的人就帶有古老百越部落這種容易臉紅的基因呢。

Q7  喝醉酒為何會吐真言或者讓人很想睡?

酒精能使人鎮定,除了讓人放鬆之外,其抑制大腦皮質的活動也會讓被理性所抑制的情感與本能行為顯示出來,也因此酒精能引起人的睡意。但若你以為這樣就可以睡前喝點小酒助眠的話,可能得再想一想了。雖然酒精的確能讓你比較容易入睡,不過卻會干擾整夜的睡眠品質,因為他會減少快速動眼期的睡眠時間,而且睡前喝越多酒這樣的情況就越明顯。

而快速動眼期被干擾的話,會讓人白天注意力容易不集中、還有更想睡覺。想喝就想喝,別再用助眠當作小酌的藉口了!

Q8  喝點小酒,外語能說得更流利?

由荷蘭馬斯垂克大學、英國倫敦國王學院與利物浦大學組成的研究團隊,找來母語為德語且正在學荷蘭語的五十位學生做實驗。他們給一半的人喝冰開水,然後給另一半的人按照身形比例特調的伏特加,好讓其血液中的酒精濃度達到千分之 0.4。

飲料全喝下肚後,團隊用荷蘭語和受試者們討論「動物試驗」問題,然後把交談過程的錄音檔提供給兩位母語為荷蘭語的人士(觀察者評分)以及受試者(受試者評分)依照詞彙、發音、文法、論述能力、流利程度等細項評分。

結果出爐,雖然喝酒組並沒有自認外語表現力提升,但在觀察者評分中,喝酒組的整體分數卻明顯高於喝水組,且在發音項目上特別突出。作者推測也許是喝酒減輕了說第二外語的焦慮,反而讓口說表現變好了。

雖然本研究有很多限制,但根據實驗結果,也許先喝點小酒,對你用新學習的語言和外國朋友聊天會有幫助喔。

Q9  宿醉頭痛是怎麼回事?

你喝下第一口酒後,身體會開始啟動將酒精階段性分解的機制。當酒精抵達胃部及上側腸道後會被直接吸收,大部分的乙醇將被引至肝門靜脈,進入肝臟。在這裡,名為「乙醇脫氫酶(ADH)」的酵素負責將乙醇氧化、分解成乙醛,這個毒性較高的成分就是人們喝完酒後頭痛、噁心以及宿醉的原因,它甚至會破壞大腦中產生神經傳導物質血清素與多巴胺的功能,讓我們可能對酒精上癮。

為了將乙醛代謝掉,肝臟會努力製造乙醛脫氫酶(ALDH),將乙醛再分解成毒性較低的乙酸。但每個人產生這類優質酵素的能力都不同,也就是說有人天生酒精代謝速度比較慢。

此外比起白葡萄酒,紅葡萄酒更容易誘使大腦釋出血清素,同時會抑制神經元突觸部位回收血清素,而當大腦中血清素濃度出現劇烈變化,就可能引發偏頭痛。

Q10  不同人喝醉會有不同的反應?

在暢飲幾輪之後,開始有些人顯示出一些不同於以往的行為了:本來害羞內向的人正在唱著歌、手無足蹈著,有些平常人很好的,但卻在喝做的時候露出了其混亂邪惡的一面。為什麼喝醉酒會經歷人格的轉變呢?又為何酒精能夠減緩神經活動呢?這些對於科學家們來說也還是個謎。

而曾在期刊上發表過與酒醉過後人格有關的研究,是2015年密蘇里大學的研究人員從美國中西部大學的大學生下手,要求他們回覆他們在喝酒前後的自身行為資料。這份研究共回收374份有效問卷,將喝酒後的性格以外向性、親和性、自律性、情緒穩定性和智力等程度,分為四種類型。

他們分別是:

  1. 海明威型:說到酒豪和文豪的交集,那其中必定有說過「它和吃飯一樣自然,而且在我看來和吃飯一樣不可缺少,因此我無法想像吃一頓飯而不喝葡萄酒或者連一杯蘋果汁或啤酒都不喝。」的海明威。
    而「海明威型」的人雖然喝醉了,但其前後卻不怎麼有人格上的變化,其組織能力也大多能夠保持。令人意外(?)的,這樣的人是在所有類型當中最廣泛的,佔了超過四成。
  2. 仙女保母型:這個名稱來自電影《歡樂滿人間》的女主角。喝完酒人變得更好的是溫和有愛心。
  3. 變身怪醫型:比例第二名的,是佔了兩成多的「海德先生型」。這組的人當酒精開始作用時,便會跟著轉變人格,不只組織能力變差,連脾氣都會變得很差。
  4. 夏曼‧可倫教授型:形容那些喝酒前人很害羞內向,卻會在喝醉之後變得外向奔放,彷彿平日帶了拘束器的他們,被酒精解開了束縛。

你和你的酒友們,又是屬於哪一種類型的呢?

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喝母乳的寶寶能提升神經認知功能?——是真的!而且「曾經喝過就有效」

查克爸
・2021/10/26 ・3015字 ・閱讀時間約 6 分鐘

喝母乳的寶寶,真的會更聰明嗎?母乳不僅能夠提供小寶寶所需的營養以及免疫力,而透過母親的生理機制,更能將各種符合自己孩子需求的成分,客製成孩子專屬的母乳。需要發育大腦,就多給些相關的成分,如果要長肌肉也沒問題,媽媽隨時隨地都準備為孩子產製最適合的母乳,這可是任何產業都難以複製的機能。因此母乳被說是對寶寶是最好的禮物,想當然各種與母乳哺育相關的研究主題,便是眾多學者探討了解的目標。

其中,研究智力發展應該是最吸引人的主題之一,不過目前為止也是有研究指出,母乳哺育的孩子,他們的平均智商與沒有母乳哺育的孩子相差無幾,這不知潑了多少人一身的冷水,掃了無數爸媽的興致。但以前的證據說智商沒差異,不代表新的研究一樣沒差異,科學這件事就是會不斷變化,產出新的結論,全世界仍有不少研究都提出母乳可能使寶寶更聰明。

這次要介紹的羅徹斯特大學醫學中心(URMC)神經科學研究所(Del Monte Institute for Neuroscience)的成果就是其中之一,他們這次提出的新證據是與認知能力有關,而且他們的結論應該會讓人眼睛一亮,因為他們發現,母乳哺育的時間長短與 9-10 歲兒童的部分認知發展有關連,而且只要孩子有吃母乳一段時間就可以看出差異[1]

人類積極探索智力,母乳與智力的關係更是熱門主題之一。圖/Pixabay

改變研究方向,找出母乳與智力之間的正向證據

隨著各種研究產出,我們得以知道智力受到很多變項影響,尤其是與父母親直接相關的因素,例如父母的社經地位、智力程度、學經歷等都可能使孩子擁有較高的智力。換句話說,也就是研究者比較了相同教育程度或是經濟程度的母親後,結論是不管有沒有哺餵母乳,他們孩子的智商分數可能相近。

既然知道多種因素可以影響智力,便要在研究方法的設計下足功夫,因為要盡可能控制所有影響,讓母乳哺育的小孩,以及沒有母乳哺育的小孩都能在同一個基準線上比較,才能看出客觀上的差異,或可說是未能控制好混雜因素[2]

不過就如開頭所說,研究目標、方法不同,看到的成果就不一樣,羅徹斯特大學醫學中心這篇藉由分析青少年大腦認知發展研究計畫[3](The Adolescent Brain Cognitive Development Study;ABCD Study)數據的報告,就看到了母乳與認知的正向關係,改而分析更細項的各種認知能力[4],其涉及了執行與感知、學習、記憶、理解、意識、推理、判斷、直覺和語言相關的等各種任務技能。

認知能力分好多,研究分析哪些?

這個認知研究採用 ABCD 研究數據來探討,但為了減少測量誤差的影響(例如孩童曾經暴露會接觸酒精的環境、未參加訪視的兒童等因素),研究者最終保留了 9,116 名兒童的數據,並以此分析母乳哺育時間與神經認知能力之間的關係。那列入分析的認知能力向度有哪些?

向度一共有三項,而且跟每個人都有關,分別是一般能力(general ability)、執行能力(executive function)以及記憶力(memory),而這三項能力各自有其解釋在,如一般能力,美國心理學會對此提出的解釋定義是,一種可以被衡量的能力,且被認為是基礎能力,用來處理所有與智力相關的任務。

再來是執行能力,這個能力則可用來管理和控制工作記憶、注意力,也跟抽象思考等種種認知過程有關,像是設定目標、想像並預見;最後一個是大家耳熟能詳的記憶力,是透過大腦系統所儲存的訊息,是能回憶特定訊息或曾經有過的經歷。

不過這些能力的發展程度真的能評量嗎?放心,各項認知能力背後有眾多的研究依據,也發展出各種不同的測量方式來評定。像是「魏氏兒童智力量表的矩陣推理測驗」就在這個研究被用來測量知覺推理和組織、空間訊息處理等相關的能力;而美國國立衛生研究院的 NIH Toolbox®-Cognition battery,也在這個研究裡被整合運用評估兒童的神經和行為功能。最後通過次數以極多的神經認知測驗,也才讓研究結果得出有吃母乳的小朋友,是能改善某個認知能力。

針對各種能力、認知所開發的測驗,不斷的被開發出來並應用。圖/Pexels

母乳真的有助於認知能力!是哪一項呢?

研究要分析的有一般能力、執行能力以及記憶力,那究竟哪像能力獲得提升呢?鏘鏘,從數據提供的結論是一般能力(general ability)與母乳哺育的時間長短有顯著關聯[1]。但你可能會說「怎麼才提升一種能力?」,這時候我們要關注的是,在心理學上的一般能力也包含多種能力,一般能力只是所有分向能力的統整稱呼。

研究中把這九千多位 9-10 歲的孩子,依照他們吃母乳的時間長短分成四組,第一組是 0 個月的控制組,接著是三組母乳哺育的實驗組,分別是 1-6 個月、7-12 個月以及吃母乳超過 12 個月的寶寶,可以看到在母乳哺育期最短的 1-6 個組別寶寶,他們在一般能力的測驗結果,比起沒吃母乳的寶寶有所提升,而且隨著母乳哺育的時間變長,孩子們在一般能力的發展程度也越來越高。

用另外一個角度來看研究結果就是,今天有某一個家庭選擇餵養母乳,即便哺育期間落在有點長又不算太長的 2 個月或是半年內,對寶寶的神經認知發展來說也是有幫助的,這也符合研究人員的設定目標,因為這有望幫助改善人們的動機,讓更多人想要母乳哺育,不只告訴每個家庭們可以量力而行,也藉此呼籲政府、社會企業能夠更設身處地為媽媽們著想。

母乳哺育與一般能力認知的關聯性較高,且隨著期間變長而增加。資料/參考資料1

研究成果重要,但更該考慮「人」

各種母乳相關的科學證據報告,讓母乳對孩子的好處不言而喻,這次介紹的研究也是,也的確可以藉由這些證據協助家庭做出決定,讓他們決定是否要餵養母乳,但這篇研究成果的重點,是希望能夠「鼓勵」家庭選擇用母乳哺育寶寶,而不是「非得要」。

不可否認的是,母乳哺育對媽媽們是一個壓力來源,常常聽到「給寶寶最好的」,反而讓各種美好變成壓力,像是聽到哪位媽媽不給寶寶吃母乳,各種批評襲來,不餵母乳變成一種罪過。而如果選擇母乳哺育,又可能因為家人不支持而宣告放棄。

母乳對寶寶有幫助,但家人彼此間的支持才更重要。圖/Pixabay


研究也實實在在告訴我們,餵養母乳的意願及時間長短,可是牽涉眾多因素,其中個體因素如教育程度、年齡會改變想法,還有環境和社會文化影素也會影響,例如就業問題、丈夫支持程度、家人態度也都大大的參雜其中[6]

因此每個家庭間的討論、媽媽的個人意願都很重要,有了共識後再來下決定,而當你們決定好要給寶寶母乳,又就差那決定性的臨門一腳時,不妨想想這篇研究提出的結論,「只要曾經給寶寶喝母乳,便有機會提升他特定的認知能力喔」。

參考資料

  1. Lopez, D. A., Foxe, J. J., Mao, Y., Thompson, W. K., Martin, H. J., & Freedman, E. G. (2021). Breastfeeding Duration Is Associated With Domain-Specific Improvements in Cognitive Performance in 9-10-Year-Old Children. Frontiers in public health, 9, 657422. https://doi.org/10.3389/fpubh.2021.657422
  2. Walfisch, A., Sermer, C., Cressman, A., & Koren, G. (2013). Breast milk and cognitive development–the role of confounders: a systematic review. BMJ open, 3(8), e003259. https://doi.org/10.1136/bmjopen-2013-003259
  3. https://abcdstudy.org/
  4. https://dictionary.apa.org/cognitive-ability
  5. Natland ST, Andersen LF, Nilsen TI, Forsmo S, Jacobsen GW. Maternal recall of breastfeeding duration twenty years after delivery. BMC Med Res Methodol. 2012 Nov 23;12:179. doi: 10.1186/1471-2288-12-179. PMID: 23176436; PMCID: PMC3568415.
  6. Shi, H., Yang, Y., Yin, X. et al. Determinants of exclusive breastfeeding for the first six months in China: a cross-sectional study. Int Breastfeed J 16, 40 (2021). https://doi.org/10.1186/s13006-021-00388-y

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查克爸
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查克爸|醫學生物技術領域 碩士,現職為開發自然科學評量工具的研究 人員,將各種研究設計為科學教育評量工具的同時,也投入喜愛的科普領域。
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