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無所不在的克萊伯定律:生物體內的養分運輸竟然有固定比例?——《祖先的故事》

馬可孛羅_96
・2020/06/05 ・2558字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 530 ・七年級

  • 作者/理查・道金斯 (Richard Dawkins)、黃岩 (Yan Won);
    譯者/顧曉哲

在此之前,生物學家早已注意到大腦以外的許多現象都準確地遵循斜率 \(\frac{3}{4}\)。尤其是各種生物體的能量利用(代謝率)都是遵循 \(\frac{3}{4}\) 規則,因此,即使我們目前仍不太清楚當中的道理,但 \(\frac{3}{4}\) 規則已晉升為自然定律,也就是克萊伯定律(Kleiber’s Law)。圖片為代謝率與體重的對數關係(已於〈巧人的故事〉討論過對數圖的原理)。

跨越 20 個數量級的定律。克萊伯定律(Kleiber’s Law)。圖/馬可孛羅提供

克萊伯定律真正令人吃驚的是,小至細菌、大到鯨魚,各種生物一律適用。這大約是 20 個數量級的範圍,最小的細菌體重必須乘以 10 乘上 20 次、或加上 20 個零,才等於最大的哺乳動物體重,而這些大大小小物種全面適用該定律。

克萊伯定律也適用於植物和單細胞生物體。圖片顯示三條互相平行的最適線,分別表示微生物、大型冷血生物(這裡的「大」代表任何體重高於百萬分之一公克的生物),以及大型溫血生物(哺乳動物和鳥類)。三條線的斜率都是 \(\frac{3}{4}\),只是高度不同。這一點也不奇怪,因為在體積相同的情況下,溫血生物的代謝率比冷血生物來得高。

克萊伯定律「各種適用」背後的原因是?

多年來,始終沒有人可以為克萊伯定律想出一個真正令人信服的理由,直到物理學家傑弗里.魏斯特(Geoffrey West)以及兩位生物學家詹姆斯.布朗(James Brown)與布萊恩.恩奎斯特(Brian Enquist)之間的輝煌合作。他們對精確的 \(\frac{3}{4}\) 定律的推導,是一種難以翻譯成文字的數學魔法,但它是如此巧妙和重要,所以我還是希望努力試著解釋。

魏斯特、恩奎斯特與布朗的理論(以姓氏首字母 WEB 簡稱),源自大型生物組織的養分供給問題。這就是為什麼動物有血管系統、植物有維管系統,意即用來運輸物質進出組織的系統。小型生物就沒有這方面的問題。

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臍帶,也是運輸養分的器官。圖/giphy

對一個很小的生物來說,它的表面積很大,通過表面就可以獲取所需的氧氣。即使是小型多細胞生物,每個細胞離體表也不會太遠。不過大型生物就不同了,其細胞大部分都離養分或氧氣供應處遙遠,所以需要利用通道將養分由某一處運送到另一處。

昆蟲藉由分支的管狀網路氣管(tracheae)將氣體運輸到組織。我們也有同樣的多分支氣管,但只限於特定器官內,也就是我們的肺。人類的肺具有豐富的分支血管網路,用來將氧氣運送到身體其他部位。魚類的鰓有類似功能,這是設計成大幅增加水與血液接觸界面的器官。

臍帶也是有相同功能的器官,幫助母親與胎兒血液中的養分與氧氣交換。樹利用眾多的枝條供給葉子水分,而這些水分則是利用高度分支的細根由土地吸收而來,並將光合作用產生的醣類從葉子再運送回樹幹。

須進行供給的組織。花椰菜的複雜供給系統。圖/馬可孛羅提供

圖片是從本地蔬果攤買來的新鮮花椰菜,切成兩半,可以從中看到典型運輸系統的模樣。花椰菜付出相當大的努力為覆蓋在表面的「花芽」裝設養分供應網絡,雖然圖中的花芽已經因人工選擇而馴化成奇形怪狀,但是原則還是存在。

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現在,我們可以想像這樣的養分供應網絡,無論是氣管、血管或糖分輸送管等任何管路,都能順利地為生物體的生長補充養分。如果確實如此,那麼為一朵適中花椰菜的細胞提供養分的典型方式,會與提供巨型紅杉典型細胞的方式完全一樣,而且兩種細胞應有相同的代謝率。

大小如此不同的花椰菜與巨型紅衫,代謝率真的會一樣嗎?圖/giphy

由於生物體的細胞數量與其質量或體積成比例,所以總體代謝率與身體質量的分布圖(兩條軸都以對數表示)將落在斜率為 1 的線上,然而實際觀察到的卻是 \(\frac{3}{4}\)。與大型生物相比,小型生物的代謝率會高於「該」有的代謝率。這表示花椰菜細胞的代謝率高於紅杉細胞的代謝率,而且小鼠的代謝率將高於鯨魚的代謝率。

乍看之下這似乎很奇怪。一個細胞就是一個細胞,應該會有一個同時適用於花椰菜與紅杉、或是老鼠和鯨魚的理想代謝率。可能確實如此,但 WEB 理論認為,提供水、血液、空氣或其他任何「東西」的困難度,局限了這個理想,現實必須有所妥協。

WEB 理論也解釋了這個妥協為何,以及為什麼最終會出現斜率 \(\frac{3}{4}\),並精確地體現在定量細節。WEB 理論有三個要點。

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  • 第一,為細胞輸送物質的管道會以最經濟的方式布局成類碎形的分支網絡,最小的管道大概就是標準尺寸的毛細管。不僅花椰菜有此現象,我們身上的循環系統也是,當然我們的肺也是。
  • 鑑於克萊伯定律可以延伸到單細胞生物體,WEB 理論的第二要點,便是認為類似的網絡也可能占有供應網絡本身的部分空間,並且與等待養分的細胞競爭空間。越接近供應網絡的末端,管道本身占據的空間就越大。需要養分供應的細胞數量一旦倍增,管道的空間就會增加一倍以上,因為必須在主系統加入新的大型管道,而大型管道本身又會占據空間。如果想將細胞數量增加一倍,同時又只想增加管道空間一倍,那麼管道網絡必須變得較為稀疏。
  • 第三個要點是,無論小鼠還是鯨魚,最有效的運輸系統應耗費最少能量來運送物質,也就是只占據身體體積某個固定百分比。這就是數學計算的結果,也是觀測所得的事實。哺乳動物中無論是小鼠、人類或鯨魚,血容量(相當於運輸系統的總體積)都占身體體積的 6% 到 7%。

將三個要點合在一起,就表示如果希望增加細胞數量卻又想保持最有效的運輸系統,就必須讓供應網絡更為稀疏,這也就代表每個細胞接收到的養分會較少,代謝率就必須下降。

但精確地說,代謝率究竟要下降多少?WEB 理論也算出了答案。結果很精采,數學計算推測出在代謝率與體積大小的對數圖上會得到一條直線,斜率正好是 \(\frac{3}{4}\)!

WEB 理論的精確細節以及無處不在的克萊伯定律,最近面臨了一些挑戰,不過基本概念的解釋能力依然令人信服。無論是植物、動物,甚至單個細胞內的運輸層次,克萊伯定律似乎都遵循著供給網絡的物理學與幾何學特徵。

——本書摘自《祖先的故事:前往生命初現地的朝聖之旅》,2020 年 4 月,馬可孛羅

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快!還要更快!讓國家級地震警報更好用的「都會區強震預警精進計畫」
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/01/21 ・2584字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部中央氣象署 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

從地震儀感應到地震的震動,到我們的手機響起國家級警報,大約需要多少時間?

臺灣從 1991 年開始大量增建地震測站;1999 年臺灣爆發了 921 大地震,當時的地震速報系統約在震後 102 秒完成地震定位;2014 年正式對公眾推播強震即時警報;到了 2020 年 4 月,隨著技術不斷革新,當時交通部中央氣象局地震測報中心(以下簡稱為地震中心)僅需 10 秒,就可以發出地震預警訊息!

然而,地震中心並未因此而自滿,而是持續擴建地震觀測網,開發新技術。近年來,地震中心執行前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,預計讓臺灣的地震預警系統邁入下一個新紀元!

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連上網路吧!用建設與技術,換取獲得地震資料的時間

「都會區強震預警精進計畫」起源於「民生公共物聯網數據應用及產業開展計畫」,該計畫致力於跨部會、跨單位合作,由 11 個執行單位共同策畫,致力於優化我國環境與防災治理,並建置資料開放平台。

看到這裡,或許你還沒反應過來地震預警系統跟物聯網(Internet of Things,IoT)有什麼關係,嘿嘿,那可大有關係啦!

當我們將各種實體物品透過網路連結起來,建立彼此與裝置的通訊後,成為了所謂的物聯網。在我國的地震預警系統中,即是透過將地震儀的資料即時傳輸到聯網系統,並進行運算,實現了對地震活動的即時監測和預警。

地震中心在臺灣架設了 700 多個強震監測站,但能夠和地震中心即時連線的,只有其中 500 個,藉由這項計畫,地震中心將致力增加可連線的強震監測站數量,並優化原有強震監測站的聯網品質。

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在地震中心的評估中,可以連線的強震監測站大約可在 113 年時,從原有的 500 個增加至 600 個,並且更新現有監測站的軟體與硬體設備,藉此提升地震預警系統的效能。

由此可知,倘若地震儀沒有了聯網的功能,我們也形同完全失去了地震預警系統的一切。

把地震儀放到井下後,有什麼好處?

除了加強地震儀的聯網功能外,把地震儀「放到地下」,也是提升地震預警系統效能的關鍵做法。

為什麼要把地震儀放到地底下?用日常生活來比喻的話,就像是買屋子時,要選擇鬧中取靜的社區,才不會讓吵雜的環境影響自己在房間聆聽優美的音樂;看星星時,要選擇光害比較不嚴重的山區,才能看清楚一閃又一閃的美麗星空。

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地表有太多、太多的環境雜訊了,因此當地震儀被安裝在地表時,想要從混亂的「噪音」之中找出關鍵的地震波,就像是在搖滾演唱會裡聽電話一樣困難,無論是電腦或研究人員,都需要花費比較多的時間,才能判讀來自地震的波形。

這些環境雜訊都是從哪裡來的?基本上,只要是你想得到的人為震動,對地震儀來說,都有可能是「噪音」!

當地震儀靠近工地或馬路時,一輛輛大卡車框啷、框啷地經過測站,是噪音;大稻埕夏日節放起絢麗的煙火,隨著煙花在天空上一個一個的炸開,也是噪音;台北捷運行經軌道的摩擦與震動,那也是噪音;有好奇的路人經過測站,推了推踢了下測站時,那也是不可忽視的噪音。

因此,井下地震儀(Borehole seismometer)的主要目的,就是盡量讓地震儀「遠離塵囂」,記錄到更清楚、雜訊更少的地震波!​無論是微震、強震,還是來自遠方的地震,井下地震儀都能提供遠比地表地震儀更高品質的訊號。

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地震中心於 2008 年展開建置井下地震儀觀測站的行動,根據不同測站底下的地質條件,​將井下地震儀放置在深達 30~500 公尺的乾井深處。​除了地震儀外,站房內也會備有資料收錄器、網路傳輸設備、不斷電設備與電池,讓測站可以儲存、傳送資料。

既然井下地震儀這麼強大,為什麼無法大規模建造測站呢?簡單來說,這一切可以歸咎於技術和成本問題。

安裝井下地震儀需要鑽井,然而鑽井的深度、難度均會提高時間、技術與金錢成本,因此,即使井下地震儀的訊號再好,若非有國家建設計畫的支援,也難以大量建置。

人口聚集,震災好嚴重?建立「客製化」的地震預警系統!

臺灣人口主要聚集於西半部,然而此區的震源深度較淺,再加上密集的人口與建築,容易造成相當重大的災害。

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許多都會區的建築老舊且密集,當屋齡超過 50 歲時,它很有可能是在沒有耐震規範的背景下建造而成的的,若是超過 25 年左右的房屋,也有可能不符合最新的耐震規範,並未具備現今標準下足夠的耐震能力。 

延伸閱讀:

在地震界有句名言「地震不會殺人,但建築物會」,因此,若建築物的結構不符合地震規範,地震發生時,在同一面積下越密集的老屋,有可能造成越多的傷亡。

因此,對於發生在都會區的直下型地震,預警時間的要求更高,需求也更迫切。

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地震中心著手於人口密集之都會區開發「客製化」的強震預警系統,目標針對都會區直下型淺層地震,可以在「震後 7 秒內」發布地震警報,將地震預警盲區縮小為 25 公里。

111 年起,地震中心已先後完成大臺北地區、桃園市客製化作業模組,並開始上線測試,當前正致力於臺南市的模組,未來的目標為高雄市與臺中市。

永不停歇的防災宣導行動、地震預警技術研發

地震預警系統僅能在地震來臨時警示民眾避難,無法主動保護民眾的生命安全,若人民沒有搭配正確的防震防災觀念,即使地震警報再快,也無法達到有效的防災效果。

因此除了不斷革新地震預警系統的技術,地震中心也積極投入於地震的宣導活動和教育管道,經營 Facebook 粉絲專頁「報地震 – 中央氣象署」、跨部會舉辦《地震島大冒險》特展、《震守家園 — 民生公共物聯網主題展》,讓民眾了解正確的避難行為與應變作為,充分發揮地震警報的效果。

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此外,雖然地震中心預計於 114 年將都會區的預警費時縮減為 7 秒,研發新技術的腳步不會停止;未來,他們將應用 AI 技術,持續強化地震預警系統的效能,降低地震對臺灣人民的威脅程度,保障你我生命財產安全。

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少吃多運動,減重勿依賴藥品!
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2023/10/08 ・3591字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文轉載自食藥好文網

  • 文/周怡廷(高雄醫學大學生理學研究所畢業)

「相對於日月星辰的空幻

 相對更渺茫的峰頂絕景

 雨水和霧的甜頭

 卡在靈魂與脂肪之間

 你我都是不得已的胖子」

——鯨向海〈相對的胖子〉[1]

這段詩是否說中你的心事?是否你也卡在靈魂與脂肪之間,成了不得已的胖子?

各樣影視作品中,諸多男神女神以規格化的美,行銷了某些身材的樣板,成效極佳。行走人間,很容易就聽見人們在討論胖瘦,瞧見路上哪家診所也開了減重門診,或者被一家又一家健身房的廣告襲擊。

然而,飽餐一頓以後,站上體重計,哀號自己又胖了的時候,是否想過——你真的胖嗎?究竟體重多重才夠資格被稱為「胖子」?

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何為「肥胖」

「肥胖」這件事,其實是有官方定義的。世界衛生組織(World Health Organization)以身體質量指數(Body Mass Index,BMI)[體重(公斤)/身高 2(公尺 2)]作為體位是否過重或肥胖的基準 [2]。衛生福利部公布了以 BMI 值為基準的國人體位定義 [3]:18 歲以上成年人的 BMI 值,低於 18.5 為過輕;達到 18.5 以上而小於 24 為正常;達到 24 而小於 27 為過重;達到 27 才稱之為肥胖。

BMI 值可作為判斷是否過重或肥胖,最初階、最簡單的標準。然而,BMI 值落在標準區間,並不代表體位也必然在標準區間。事實上,論到體位、身形,還應留意「身體組成」(body composition)。人體的組成成分從分子層面看,由多至寡包括水分、脂肪、蛋白質及礦物質 [4]。其中最引人注目的,便是脂肪。除了因為脂肪是在不同個體間差異最大的組成成分,也因為脂肪量過高與許多疾病的罹病率和死亡率有正相關。腰圍由於能反映腹部脂肪的多寡,亦成為衡量是否肥胖的重要指標。

肥胖的流行病學

依據國健署委託之國民營養健康狀況變遷調查研究 [5],臺灣從 2017 到 2020 年間,19 歲以上,BMI 值達 27 以上,即依體位定義屬於肥胖者,佔了 23.9%;若再將腰圍考量進來,19 歲以上腰圍過大者(男性達 90 公分以上、女性達 80 公分以上)就佔了 50.1%。

圖/envato

肥胖為多種疾病的危險因子

就算不考慮外在的美醜,過重或肥胖也與健康逃不了關係。依據全球疾病負擔(Global Burden of Disease, GBD)的資料,全球與高 BMI 值有相當關聯之疾病(如心血管疾病、糖尿病、惡性腫瘤等)所造成的失能調整後生命年(disability-adjusted life year, DALY)與死亡人數,2017 年已增至 1990 年的兩倍以上 [6]。肥胖在全球已是造成包括心血管疾病、非酒精性脂肪肝、糖尿病和部分癌症等慢性疾病負擔的主要成因之一 [7]。而腹部脂肪的堆積與許多肥胖相關之併發症的發生甚至死亡率有關。

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減重的方式——控制飲食

因此,為了身體健康,若是 BMI 值或腰圍達到肥胖的標準,還是要尋求合適的方式進行減重。最為眾人所熟知的減重方式,是藉著少吃,減少身體對熱量的攝取。坊間推出了各式各樣的斷食法、林林總總聲稱對減重有幫助的食品,為許多需要減重的朋友提供了各樣的選項。惟提醒民眾,減重宜採取限制熱量且營養均衡的飲食,三餐定時定量,對於六大類食物要適量攝取,避免激進斷食,造成身體的傷害。

運動的重要

體重管理的關鍵,在於人體攝入之能量與消耗之能量間的平衡,儘管節食或斷食有助於減輕體重,體重減輕後,身體的基礎能量消耗也會隨之降低 [11],造就減重瓶頸或復胖的發生。若希望減重效果能長久維持而不復胖,養成運動習慣也非常重要。有許多文獻證實,若每週能進行 200 至 300 分鐘中度到劇烈的運動(這絕非指每週僅運動一次,每次持續 3 至 5 小時,而是每週運動時數的總和),有助於長期穩定的減重 [12]

健康生活習慣是關鍵

生活習慣也與減重能否成功有密不可分的關係。人體的晝夜節律系統和代謝系統間有著緊密的相互作用 [13]。因此,當晝夜節律失調(比如經常要於不同地區的不同時差間來往,或由於工作型態,需輪流值夜班者,皆容易有晝夜節律失調的問題),身體的代謝能力便會受損,因而導致肥胖或第二型糖尿病等問題。是以,若能養成固定的作息與規律的進食習慣,亦可預防肥胖與協助減重。

有研究指出,無論 BMI 值是高是低,養成健康的生活型態(包括每日攝取至少 5 種蔬菜或水果、每月規律運動 12 次以上、適度飲酒[女性每日飲用 1 杯、男性每日飲用 2 杯],以及不吸菸)皆有助於降低罹病與死亡的比例 [14]。若能維持健康的每日作息與生活習慣,無論體重是否降到你心目中理想的範圍,都能裨益於整體健康,也會使你更有活力。

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圖/envato

利用手術或藥品減重可能面臨的風險

無論透過節食、運動或改變生活習慣來執行減重,都需要有強大的意志力,因此,一些總「卡在靈魂與脂肪之間」的朋友們,便試圖求助於手術或藥品。透過手術來協助減重的方式包括胃繞道、胃縮小、胃束帶、胃內水球手術等 [15],皆是藉由改造胃腸道,來減少熱量的攝取。如有接受減重手術之需求,應就個體整體健康狀況與可能面臨的風險,與醫師審慎討論後再作決定。

也有藉由抽脂手術去除腹部脂肪的減肥方式,但近年也有愈來愈多接受抽脂手術後內臟穿孔的案例 [17],要接受此類手術,務必慎選醫療院所。此外,研究也顯示,抽脂手術雖可去除腹部的皮下脂肪,但無法顯著改善包括胰島素阻抗(insulin resistance)等與肥胖有關的代謝異常 [18]。若是想透過減重來改善健康狀態,老老實實地調控飲食、改善生活作息、規律運動,效果還是較長遠。

人體本身有許多由腸胃道、肝臟、胰臟或脂肪組織所分泌,調節食慾或飽足感的激素,其作用於大腦,促使我們想要吃東西或因感到飽足而決定毋需進食。許多減重藥品便模擬這些激素的分子機制開發出來。然而,服用這些藥品也可能引發心血管不良反應、自殺風險增加,或導致藥品依賴或濫用等副作用 [19]

想利用藥品來減重者,應留意切勿使用來路不明之減肥藥品,也別自行上網購買處方藥品。國內的藥害救濟申請條件為「遵照醫師處方或藥師指示下,使用合法藥品,卻發生嚴重的藥物不良反應」方可申請。若是未經醫師診斷而擅自購買及服用處方藥品,除了極可能因著對其正確之用量、用途、禁忌及副作用缺乏瞭解而造成對身體的傷害,倘發生嚴重不良反應,亦無法申請藥害救濟。如有任何用藥問題,還是要諮詢專業醫療人員,千萬別使用來路不明之藥品,以免沒有達到效果外,又傷身。

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圖/envato

參考資料

  1. 鯨向海(2018)。每天都在膨脹。台灣:大塊文化。
  2. World Health Organization. (n.d.) Obesity. Retrieved February 16, 2023, from https://www.who.int/health-topics/obesity
  3. 衛生福利部國民健康署,關於過重與肥胖(2021 年 7 月 12 日)。檢自https://www.hpa.gov.tw/Pages/List.aspx?nodeid=1757 (Feb 16, 2023)
  4. Borga M, West J, Bell JD, et al. (2018). Advanced body composition assessment: from body mass index to body composition profiling. J Investig Med, 66(5):1-9. doi: 10.1136/jim-2018-000722
  5. 潘文涵(2022)。國民營養健康狀況變遷調查(106-109 年)成果報告。檢自https://www.hpa.gov.tw/Pages/List.aspx?nodeid=3998 (Feb 16, 2023)
  6. Dai H, Alsalhe TA, Chalghaf N, et al. (2020). The global burden of disease attributable to high body mass index in 195 countries and territories, 1990-2017: An analysis of the Global Burden of Disease Study. PLoS Med, 17(7):e1003198. doi: 10.1371/journal.pmed.1003198.
  7. Goossens GH. (2017). The Metabolic Phenotype in Obesity: Fat Mass, Body Fat Distribution, and Adipose Tissue Function. Obes Facts, 10(3):207-215. doi: 10.1159/000471488.
  8. Gu L, Fu R, Hong J, et al. (2022). Effects of Intermittent Fasting in Human Compared to a Non-intervention Diet and Caloric Restriction: A Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Front Nutr, 9:871682. doi: 10.3389/fnut.2022.871682.
  9. Tsitsou S, Zacharodimos N, Poulia KA, et al. (2022). Effects of Time-Restricted Feeding and Ramadan Fasting on Body Weight, Body Composition, Glucose Responses, and Insulin Resistance: A Systematic Review of Randomized Controlled Trials. Nutrients, 14(22):4778. doi: 10.3390/nu14224778.
  10. Wilkinson MJ, Manoogian ENC, Zadourian A, et al. (2020). Ten-Hour Time-Restricted Eating Reduces Weight, Blood Pressure, and Atherogenic Lipids in Patients with Metabolic Syndrome. Cell Metab, 31(1):92-104.e5. doi: 10.1016/j.cmet.2019.11.004.
  11. Hall KD, & Kahan S. (2018). Maintenance of Lost Weight and Long-Term Management of Obesity. Med Clin North Am, 102(1):183-197. doi: 10.1016/j.mcna.2017.08.012.
  12. Aronne LJ, Hall KD, M Jakicic J, et al. (2021). Describing the Weight-Reduced State: Physiology, Behavior, and Interventions. Obesity (Silver Spring), 29 Suppl 1(Suppl 1):S9-S24. doi: 10.1002/oby.23086.
  13. Laermans J, & Depoortere I. (2016). Chronobesity: role of the circadian system in the obesity epidemic. Obes Rev, 17(2):108-25. doi: 10.1111/obr.12351.
  14. Matheson EM, King DE, Everett CJ. (2012). Healthy lifestyle habits and mortality in overweight and obese individuals. J Am Board Fam Med, 25(1):9-15. doi: 10.3122/jabfm.2012.01.110164.
  15. 台大醫院減重暨代謝手術中心,常見減重手術比較(無日期)。檢自https://www.ntuh.gov.tw/obesity/Fpage.action?muid=2285&fid=2137 (Feb 16, 2023)
  16. De Simone B, Chouillard E, Ramos AC, et al. (2022). Operative management of acute abdomen after bariatric surgery in the emergency setting: the OBA guidelines. World J Emerg Surg, 17(1):51. doi: 10.1186/s13017-022-00452-w.
  17. Skorochod R, Fteiha B, Gronovich Y. (2022). Perforation of Abdominal Viscera Following Liposuction: A Systemic Literature Review. Aesthetic Plast Surg, 46(2):774-785. doi: 10.1007/s00266-021-02532-9.
  18. Klein S, Fontana L, Young VL, et al. (2004). Absence of an effect of liposuction on insulin action and risk factors for coronary heart disease. N Engl J Med, 350(25):2549-57. doi: 10.1056/NEJMoa033179.
  19. Müller TD, Blüher M, Tschöp MH, et al. (2022) Anti-obesity drug discovery: advances and challenges. Nat Rev Drug Discov, 21(3):201-223. doi: 10.1038/s41573-021-00337-8.
衛生福利部食品藥物管理署_96
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衛生福利部食品藥物管理署依衛生福利部組織法第五條第二款規定成立,職司範疇包含食品、西藥、管制藥品、醫療器材、化粧品管理、政策及法規研擬等。 網站:http://www.fda.gov.tw/TC/index.aspx

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高血壓常無症狀,帶來的身體變化及併發症
careonline_96
・2023/03/30 ・2936字 ・閱讀時間約 6 分鐘

「醫生,我最近頭暈暈的,痛痛的。」喬老闆說。

「平常在家會量血壓嗎?」醫師問:「你剛剛到院的時候,血壓量起來很高呢!有 192/118 毫米汞柱。」

「平常我都沒有不舒服,怎麼可能會沒事量血壓?」喬老闆疑惑地問著。

高血壓常常沒有症狀

首先我們先來認識一下血壓,血壓代表著血液流動時,血管所承受的壓力。大家看到血壓的數值會有兩個,例如 127/83 毫米汞柱這樣的紀錄法;前面那個數字代表「收縮壓」,後一個數字是「舒張壓」。

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「收縮壓」代表心臟收縮時血管承受的壓力;「舒張壓」代表心臟放鬆時血管承受的壓力;因為心臟收縮的時候血管會承受高一點的壓力,因此收縮壓會高於舒張壓。在 127/83 毫米汞柱這樣的紀錄法下,我們可知收縮壓為 127 毫米汞柱,舒張壓為 83 毫米汞柱。

健康成人的血壓應該是 120/80 毫米汞柱以內,平常應該要定期測量自己的血壓,因為當高血壓的時候,通常不會有什麼症狀。可是,長期的高血壓會帶來許多身體危害,因為這代表著血液在血管裡流動的時候,力道是過強的,不斷衝擊著血管管壁,血管就會愈來愈不健康。一個人患有高血壓的時間愈久,無論是不知情,或是不想理,總之當從來沒有控制血壓,就會愈危險,帶來愈多的併發症。

接下來我們就來看看高血壓帶來的身體危害。

  • 血流不足缺血

原本我們的血管應該是強壯並具有彈性的。然而當血壓大的時候,血管壁持續受到愈高的壓力衝擊,血管壁可能出現微小的撕裂傷,而這些撕裂傷容易引起膽固醇的聚集,當愈來愈多膽固醇卡在血管,血管的通道就變窄,讓血液通行受阻。

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血管被卡住的地方愈多,血液愈難無法進入到組織或器官。若這件事情發生在供應心臟的冠狀動脈,會引發心絞痛、心律不整,這就是一般我們講到的「心肌梗塞」,指冠狀動脈被阻塞了,於是血流無法進入到心臟肌肉,心臟肌肉無法收縮做工。

全身上下有許多大大小小的血管,在高血壓的時候,不是只有心臟的血管會被破壞,全身到處的血管都可能被破壞到。像是負責性器官的血管出現阻塞,患者就會有性功能障礙。

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  • 心臟衰竭

血壓高,造成血管壁微小撕裂傷,導致膽固醇聚集阻塞,血管通道變窄,血液行受阻。血液通行受阻的時候,很難將血液送往各個組織與器官,心臟可能就會更費力地工作,不過效率依舊不好,左心室得要賣了老命地用力收縮,想再把血打出去一些,左心室工作這麼累,時間一久就會心臟衰竭,患者很容易喘、容易累,還有水腫情形。

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  •  血管瘤

血管持續被高血壓衝擊的時候,血管壁變得弱化,可能就膨出變成一個血管瘤,就像是被撐出一小包氣球的樣貌。當然,這樣的血管瘤本身來說就是個不夠強健的組織,因此當持續的高血壓繼續衝擊著血管壁,會讓血管瘤愈來愈大,有朝一日甚至因為撐得血管壁太薄、撐得太大而破裂,造成致命的內出血問題。

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血管瘤的狀況可能出現在身體各處,例如腦部的血管瘤破裂時,會讓人頭部劇烈疼痛,失去意識;在身體腹部的主動脈瘤,則可能讓人摸到一個有脈搏跳動的腫塊,萬一破裂,同樣會造成腹部劇痛並很可能奪人性命。

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  • 腎臟功能變差

我們一直說到,高血壓會造成的問題是讓血管承受過高的壓力,導致血管愈來愈不健康,因此血管密集的區域一定會遭受高血壓帶來的破壞,而腎臟就是一個血流豐富的區域,很容易受到高血壓的影響。

腎臟的功能是移除血液中的廢物、調解血量與壓力,製做尿液將廢物排出體外;為了達成這麼繁重的任務,腎臟裡面有密集的小型血管負責各樣工作,於是血壓高會讓負責過濾廢物的血管硬化、受傷,腎臟無法有效率地過濾廢物,工作更形艱困,最後會讓腎臟失能衰竭,喪失過濾廢物的能力。

  • 認知障礙、失智、中風

高血壓久了,血管不夠健康,腦部獲取到的血流變少,腦細胞沒法獲取到足量的氧氣、養分,腦細胞死亡速度變快,導致讓人的專注力下降、記憶力變差、很難好好思考,認知功能出現障礙,更嚴重一些會到血管型失智的程度。所以啦,請記得,血管要顧好,腦部才會健康

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假使是動脈粥狀硬化嚴重,血流直接被阻斷,患者有更多腦部功能區失能,就是平常我們說的「腦中風(梗塞型)」;萬一是高血壓導致了腦血管瘤破裂,則會出現出血性的腦中風。無論哪一種,腦部功能都會下降,即使沒有喪命,可能還是會帶來認知障礙及失智的長期問題。

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  • 破壞視力與視神經

眼睛構造內有許多細緻精密的血管。眼睛後方的視網膜區負責感光,當這附近的血管因高血壓受損,可能會造成視網膜出血,患者視力變得模糊,甚至完全看不到。而高血壓也會影響供應視神經的血管,讓患者視力變得更差。

別等高血壓造成症狀

高血壓的初期常常沒有症狀,讓人不會特別去注意。然而我們還是要盡量好好控制血壓,畢竟長期失控的血壓會導致身體多重器官受損,最後容易死在相關併發症。想要避免這些併發症,還是要早早從飲食、運動、和藥物做起,並定期測量血壓,了解自己的身體狀況。

血壓多少才OK?有什麼症狀?高血壓最基礎知識(圖解懶人包)

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