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想學鬼滅之刃的呼吸法?科學建議是「認真先不要」——《奇怪的生物知識增加了》

聚光文創_96
・2021/10/10 ・1385字 ・閱讀時間約 2 分鐘

科學的真相永遠只有一個

回到文章的開頭,在日本動漫《鬼滅之刃》中,為了對抗不會疲勞、傷口還會自動癒合的鬼,人類依照自身體質,發展出「全集中呼吸法」,一種「藉由肺部擴張,讓更多的空氣進入血液,加速血液流動與心臟跳動,使體溫上升,從而提升身體強度」的作戰技巧。

不管你相不相信(或者已經開始嘗試),科學的年代,還是先以科學的角度,檢視一下動漫裡的這番解釋吧!

圖/《奇怪的生物知識增加了》

全集中呼吸?不如來瓶純氧吧!

我們都知道,人類血液中的紅血球,含有能夠攜帶氧氣的血紅素;除了少部分的氧氣溶於血漿,多數細胞需要的氧氣,都仰賴著紅血球的供給。也就是說,如果想增加血液中的含氧量,要嘛是增加紅血球的攜氧量,不然就是增加血漿裡的氧氣量。

正常而言,人體動脈的血氧濃度,大約是百分之九十五到百分之百;在紅血球攜氧量已經封頂的情況下,炭治郎吸入再多的空氣(或者氧氣),也無法提升身體能力。

我們只好換個方式,從血漿裡的氧氣量(也就是血漿的氧氣分壓)下手。在一般大氣壓力之下,血漿裡的氧氣含量很低;所以,炭治郎必須吸入高濃度的氧氣(例如戴上氧氣面罩,或是給予高壓氧氣治療),才能增加血漿裡的氧氣量。

順道一提,在冬天經常可以看到一氧化碳中毒相關的新聞報導,有些人可能只是在浴室洗個澡,便頭暈、嘔吐甚至昏不醒。

這可能是因為熱水器燃燒不完全,產生大量的一氧化碳。要知道,一氧化碳與血紅素的麻吉程度可是遠遠高過氧氣(其結合力約為氧氣的二百到二百五十倍之多!)

要是碰巧遇到天冷門窗緊閉,或是熱水器安裝位置通風不良,導致空氣不流通,當大量的一氧化碳與血紅素相遇,取代氧氣與血紅素結合,便會造成人體動脈的血氧濃度大幅降低。

由於大腦和心臟是最需要氧氣的器官,一旦缺氧,就可能有頭痛、頭暈等症狀產生,身體也會變得無力、疲倦想睡覺;這一睡,甚至可能從此再也醒不過來。

過度換氣可能會沒有呼吸

在故事中,為了讓實力更接近「柱」,炭治郎曾經修習過進階版的「全集中・常中」,也就是「持續進行全集中呼吸,讓基礎體力得到飛躍性提升」的修練方式。

值得注意的是,加快呼氣與吐氣的頻率,可能會導致人體排出過多的二氧化碳,造成血液中二氧化碳的濃度快速降低,甚至因此出現胸悶、心悸、頭暈等症狀,稱為「呼吸性鹼中毒」(Respiratory Alkalosis)。

總而言之,不管炭治郎再怎麼擴張肺部,血液中的含氧量都是固定的,而且有可能因為過度換氣,造成「呼吸性鹼中毒」。這樣一來,還沒滅鬼,就先被鬼給滅啦!

症狀 1:頭暈、頭痛

症狀 2:呼吸急促

症狀 3:胸悶、心悸

症狀 4:手腳發麻

過度換氣症候群 (圖/《奇怪的生物知識增加了》)

—— 本文摘自《奇怪的生物知識增加了》,2021 年 10 月,聚光文創

文章難易度
聚光文創_96
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據說三人出版社就算得上中型規模,也許是島嶼南方太過溫暖,我們對出版業的寒冬始終抱持著浪漫與天真。 作者們說,出版市場很艱困,但我們依然想在翻譯領軍的文學市場中,為本土的作者、原創故事發聲。 喜歡做為升學孩子減輕壓力的書,不要厚重百科類型、沒有艱澀的專有名詞,很多重大發現的背後故事更值得我們好好品味。


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母體的免疫特區:為什麼子宮不會排斥胎兒?——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/22 ・2258字 ・閱讀時間約 4 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

說來奇怪,人們早在十七世紀就開始嘗試輸血了。當然,最初人們並不瞭解血型或關於血液的其他基本事實,但他們已經開始把血液從一個人的身體輸到另一個人的身體裡,事實上,這無疑等於謀殺(現在眾所周知的 ABO 血型劃分是從一九○○年開始的)。

人們嘗試了各種類型的實驗和手段:把一隻動物的血輸進另一隻動物,把動物的血輸進人體,把一個人的血輸進另一個人體內,等等。

說得客氣一點,結果有好有壞,不過,在出現了一、兩例死亡事件之後,法國立法禁止了輸血。在接下來的一個半世紀裡,輸血幾乎銷聲匿跡。到了十九世紀,這項操作又重新引起了人們的興趣。時至今日,只要確保血型匹配,輸血就是安全的。

時至今日,只要確保血型匹配,輸血就是安全的。圖/Pixabay

這就是血液的情況。相對來說,輸血比較簡單,但是要在人與人之間移植其他細胞或組織,就困難多了。隨著移植技術的進步,人們可以從供體那裡接受心臟、腎臟、肝臟,以及其他器官,但是受體會出現排斥。受體的免疫系統會馬上識別出一大塊外來物質進入了身體,並試圖反抗。即使移植的器官來自最匹配的供體,受體患者也需要接受免疫抑制藥物治療,來緩解它們對「入侵器官」的免疫排斥。通常來說,人體並不會輕易接納外來物質——在上一章裡,我描述了人體不接納它們的一些方式。

但是,即便我們知道了這些事實,直到一九五三年,才有人試著來認真思考懷孕這件事:在十月懷胎的過程中,孕婦可以跟肚子裡的孩子和平相處,似乎沒有什麼負面效應。顯然,孩子並不是母親的簡單複製品,他們的免疫組成也不盡相同——因為胎兒有一半的基因來自父親,因此遺傳重組之後產生了一個明顯不同的新個體。

所以,問題是,母親如何容忍了體內的另一個生命呢

我們的生殖策略(即「用一個人來孵育另一個人」)裡有許多未解之謎,這不過是其中一個較不明顯並且格外難解的問題而已。事實上,即使在今天,我們也不清楚孕婦容忍胎兒的生理機制。我們知道,母親依然會對所有其他的外來物質產生免疫反應,我們也知道胎兒並沒有與母親的免疫系統在生理上完全隔離,受到特殊庇護。貌似孕婦與胎兒的關係裡有一些特殊而且非常複雜的事情。

孕婦與胎兒的關係裡有一些特殊而且非常複雜的事情。圖/Pexels

這可能早在受精之初就開始了。從那時起,母親的身體就開始逐漸習慣父親的基因。在懷孕的早期,發育中的胚胎就與母親的子宮開啟了複雜的對話。胚胎不僅躲在胎盤背後來逃避母親的免疫反應,而且還分泌一些分子用來針對性地防禦母親的免疫細胞,因為後者更危險。母親的自然殺手細胞和 T 細胞在胎盤外盤旋,但是它們並不是為了殺死胚胎細胞,而是轉入調控模式,開始釋放出抑制免疫反應的訊號,並確保胚胎安全進入子宮(同時促進胚胎的血管生長,這對胎兒來說是好事)。同時,胚胎細胞也不會表達第一型主要組織相容性複合體分子,以逃避免疫監視(有些感染病毒也使用這種策略來逃避免疫監視和攻擊)。此外,母親的免疫系統接觸胎兒的蛋白質並開始學著容忍它們。

除此之外,母親的免疫系統也會受到廣泛且微妙的抑制——但不嚴重,因為孕婦仍然能夠抵禦感染。整個免疫系統會下調一級。這也是為什麼有些女性的自體免疫疾病在懷孕期間會有所緩解。

目前我們的理解是這樣的:在不同類型的細胞和訊號的作用下,子宮成了免疫系統的特區(其他免疫特區還包括大腦、眼睛和睪丸),更少發生發炎。胚胎與母親的免疫細胞會進行活躍的對話,它們能在整個孕期和平相處。

在不同類型的細胞和訊號的作用下,子宮成了免疫系統的特區,更少發生發炎。圖/Pexels

當然,這個過程可能會出錯,而且偶爾也的確會出錯。當出現問題的時候,母親就會對胎兒發生免疫反應。在極端的情況下,這可能會導致女性不孕。在懷孕的早期,它可能會引起自然流產;在懷孕後期,這可能會引起一種叫作「子癇前症」的發炎反應,對母子都非常危險。

最後,說一件有點詭異的事情:胚胎細胞有辦法從胎盤中游離出去,進入母親的血液系統。

之前有理論認為,這也許是為了下調母親的整個免疫系統,使它對胎兒的出現做足準備,這可能也是母嬰對話的一部分。但是,最近幾年,研究者發現事情可能沒有那麼簡單:有些胚胎細胞即使在分娩之後仍然在母親的血液裡逗留——事實上,可以在分娩之後存活數年,從免疫學的角度看,這真說不通。研究者發現,它們會出現在母親的許多組織裡——包括肝臟、心臟,甚至大腦——它們可以發育成熟,變成正常的肝臟、心臟或是腦細胞,留在母親體內。讓我再說一遍:由於我妻子生了我的孩子,她體內和大腦裡的一些細胞現在也有我的基因了。這被稱為母胎微嵌合。目前沒人知道為什麼會這樣。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田出版

麥田出版_96
1 篇文章 ・ 3 位粉絲
1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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