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好忙,沒空吃飯……為什麼卻胖了!?

王輝斌
・2014/10/25 ・2787字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

Credit: Jim Pennucci via Flickr
Credit: Jim Pennucci via Flickr

生理時鐘是日約節律(circadian rhythm)擬人化的說法,由位在下視丘(hypothalamus)的視交叉神經核(Suprachiasmatic Nucleus, SCN)做為主管理的大時鐘(master clock),接受環境中的光資訊,並將訊息傳到其他腦區和身體的周邊組織器官。生理時鐘讓我們在固定的時間想睡覺(sleep/wake cycle)、想吃飯(food anticipation),也調控著體內賀爾蒙(temporal hormone pattern)。例如,胰島素(insulin)是重要的代謝賀爾蒙,與代謝疾病如糖尿病息息相關;而其分泌和敏感度 (insulin sensitivity)在日夜就有所差別。[1][2]

肥胖一直是文明病的一大問題,過度的肥胖易增高罹患第二型糖尿病,心血管疾病甚至是癌症的風險,如何改善肥胖也是大家關心且切身的問題。生理時鐘已經被證實與身體的代謝息息相關,其相關的基因已經被證實表現在肝臟,胰臟,脂肪組織和骨骼肌……等等跟代謝相關的器官組織裡。[3]被擾亂的日約節律會導致身體更容易肥胖。在2014年一篇在人類身上的研究則指出,如果把午餐的時間延後3個小時,只要一周,身體的代謝指標與賀爾蒙就會與正常時間飲食的人不同。[4]相反的,透過對約日節律的了解,在適當的時間進食則能夠促進身體的代謝,達到健康瘦身的成效。最近,日本早稻田大學(Waseda University)團隊在《國際肥胖研究期刊》(International Journal of Obesity)發表一了篇文章證實良好的早餐習慣能夠抵抗肥胖,且進食後運動的效果會比進食前運動的效果更好。[5]

在2014年這篇針對人類的研究中,32位經過挑選的受試者在身高、年齡、體重、BMI(Body Mass Index)、體脂肪比例等等都沒有顯著差異。每位受試者先經過兩個禮拜的日常生活調整,由研究人員給予飲食和規定作息時間,然後才隨機分組到兩組:午餐進食時間在13:00(對照組),或午餐進食時間在16:30(試驗組)。這兩組只有在進食時間上有差異,早餐晚餐時間相同,所有的進餐都是相同的食物和熱量並由研究人員提供,作息時間也由研究人員所規定。儘管只是一周,較晚進食午餐的組別,其身體對於能量的代謝已顯示與對照組不同,不僅對於碳水化合物的氧化代謝較慢,其胰島素降血糖的功能也比較差。退黑激素(melatonin)是體內促進睡眠的賀爾蒙,而皮質醇(cortisol)則負責讓我們清醒。皮質醇通常在白天時升高,在晚上就寢前會降到最低。在這篇研究裡,較晚進食午餐的組別,在白天和下午的皮質醇濃度都比對照組低:低濃度的皮質醇不僅代表約日節律的調控已經受到影響,也有其他研究證實低濃度的皮質醇與肥胖有關。

Credit: chotda via Flickr
Credit: chotda via Flickr

從筆者上一篇文章《生理時鐘無所不在》的介紹,我們知道代謝器官裡的小時鐘(peripheral clock)會受到食物的調控,而中央時鐘(central clock)受日光照調控,當小時中跟中央時鐘不同步,身體的約日節律就會失調。

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這篇研究不僅再次驗證了進餐時間對於日約節律的影響,我們也能進一步延伸:在現代忙碌的社會腳步,很多上班族或學生可能因為公事或修課而忽略了正常時間進餐的重要性,而這小小的不在乎卻能在短短一個禮拜就影響你的身體,如果養成長期的習慣,失調的約日節律不僅會讓你肥胖,失眠和暴躁的脾氣也會接踵而來。(那是不是來不及吃午餐就不要吃了呢?若省過午餐,早餐和晚餐之間,你的身體都會處於飢餓狀態,而飢餓是一種慢性壓力,長期下來還是會將代謝推向負面的方向)

我們可以將早稻田大學的研究看成進一步的延伸。在他們的研究裡,不僅有進食時間對於代謝的影響,更多了搭配運動的組合。在這篇文章裡,團隊給予小鼠脂肪比例特別高(45%)的飼料(High Fat Diet, HFD),限制不同時間的飲食和運動,並記錄體重的變化。由於小鼠是夜行性動物,為了便於將結果投射在人類作息上,他們將小鼠的活動時間擬人化成早上、中午、晚上。也就是說,對於身處12-12小時光暗周期(light-dark cycle)的小鼠而言,文章裡的早上是小鼠夜周期(dark period)開始算起的4小時,中午是中間的4小時,晚上則是最後的4小時。

這個日本團隊發現,單看進食時間的話(限制進食時間,但不限制運動時間),經過4週的高脂肪飼料處理,當小鼠被限制早上進食時,他們的體重上升的最緩慢。藉由單看運動時間的話(不限制進食時間,但限制運動時間),有運動的小鼠(free-exercise)比沒有運動的小鼠(no-exercise)更不容易胖,但是中午時間運動和晚上時間運動的效果比早上運動的效果好。呼吸比(respiratory exchange rate, RER)是一種看代謝的指標,當身體氧化代謝脂肪時,RER會接近0.7;當氧化代謝醣類時,RER會接近1.0。根據這個日本團隊的RER結果,這些比較能抵抗肥胖的小鼠,其身體會傾向代謝脂肪(RER約0.9)。

Credit: Eyesplash - let's feel the heat via Flickr
Credit: Eyesplash – let’s feel the heat via Flickr

進一步追蹤小鼠的行為,團隊發現被限制中午或晚上運動因而不易胖的小鼠,他們的進食時間也因為運動行為而被改變,皆傾向於運動前;因此,團隊懷疑也許這些小鼠能夠抵抗肥胖不單是因為進食的時間,也有可能是進食後才運動這樣的「組合」本身利於身體的代謝。為了釐清這個假說,這個團隊另外設計了實驗::一組小鼠受限制只能在早上進食(HFD)和中午運動;另一組則是被限制為中午運動晚上進食(HFD),結果早上進食中午運動的小鼠比較能夠抵抗肥胖。

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但是這樣的試驗設計並沒有辦法說明較良好的抗肥胖效果是因為早上進食,還是因為進食後的運動,畢竟前面的結果顯示,單就早上進食這個行為本身就有抗肥胖的效果,因此團隊的下個實驗就是重複上個進食高脂肪飼料的實驗,但沒有後續的早上或晚上的運動。而結果顯示,即使沒有搭配運動,早上進食的小鼠依舊比較能抵抗高脂肪飼料所引起的肥胖。有趣的是,當團隊互調他們的實驗設計,也就是限制小鼠早上運動中午進食,或是中午進食晚上運動,這些有運動的小鼠都比沒有運動的小鼠更能夠體抗肥胖,但是中午進食晚上運動的小鼠體重上升得最為趨緩!所以除了早上進食可以抗肥胖,進食後的運動也有抗肥胖的效果!因此,團隊的結論是,早上進食本身能夠抵抗飲食所引起的肥胖,此外,先進食再運動的搭配也具有抵抗肥胖的效果。

事實上,生理時鐘跟代謝的研究不勝枚舉,這兩篇最新的文章除了驗證進食時間的重要性之外,研究者更是希望提醒社會,很多的社會病都來自於我們對於生活習慣的疏忽或是工作上的需求而情非得已;透過生理時鐘的了解,身體需要在對的時間有能量的刺激(input),才能有最好的工作表現和正常的生理機能。下次中午時間到了,再忙,也還是要吃點東西!而想要減肥的朋友們,最好的策略就是好好的吃一頓早餐,中午或晚上去運動,才是有效率又科學的減肥方式!

參考文獻

  1. la Fleur, S. E., Kalsbeek A Fau – Wortel, J., Wortel J Fau – Fekkes, M. L., Fekkes Ml Fau – Buijs, R. M. & Buijs, R. M. A daily rhythm in glucose tolerance: a role for the suprachiasmatic nucleus. Diabetes. 2001 Jun;50(6):1237-43.
  2. Marcheva, B., Ramsey Km Fau – Bass, J. & Bass, J. Circadian genes and insulin exocytosis. Cell Logist. 2011 Jan-Feb; 1(1): 32–36. doi: 10.4161/cl.1.1.14426
  3. Arble, D. M., Bass, J., Laposky, A. D., Vitaterna, M. H. & Turek, F. W. Circadian timing of food intake contributes to weight gain. Obesity 17, 2100-2102, doi:10.1038/oby.2009.264 (2009).
  4. Bandin, C. et al. Meal timing affects glucose tolerance, substrate oxidation and circadian-related variables: a randomized, crossover trial. LID – 10.1038/ijo.2014.182 [doi].
  5. Sasaki, H., Ohtsu T Fau – Ikeda, Y., Ikeda Y Fau – Tsubosaka, M., Tsubosaka M Fau – Shibata, S. & Shibata, S. Combination of meal and exercise timing with a high-fat diet influences energy expenditure and obesity in mice. Chronobiol Int. 2014 Nov;31(9):959-75. doi: 10.3109/07420528.2014.935785. Epub 2014 Jul 9.
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王輝斌
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台灣大學動物科學技術學系畢業, 目前就讀於加州大學洛杉磯分校 (UCLA),攻讀生理學碩士, 研究領域是生理時鐘和神經科學, 希望能分享一些科普知識讓大家注意這好玩的時鐘。目標是透過這個身體內預設的時間系統, 加強個人的健康維護與藥物利用, 也希望能夠認識其他領域的朋友, 透過跨領域合作的方式, 讓生理時鐘這個領域在台灣受到重視。

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ECU: 汽車大腦的演化與挑戰
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2025/07/02 ・3793字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文與 威力暘電子 合作,泛科學企劃執行。

想像一下,當你每天啟動汽車時,啟動的不再只是一台車,而是一百台電腦同步運作。但如果這些「電腦」突然集體當機,後果會有多嚴重?方向盤可能瞬間失靈,安全氣囊無法啟動,整台車就像失控的高科技廢鐵。這樣的「系統崩潰」風險並非誇張劇情,而是真實存在於你我日常的駕駛過程中。

今天,我們將深入探討汽車電子系統「逆天改運」的科學奧秘。究竟,汽車的「大腦」—電子控制單元(ECU),是如何從單一功能,暴增至上百個獨立系統?而全球頂尖的工程師們,又為何正傾盡全力,試圖將這些複雜的系統「砍掉重練」、整合優化?

第一顆「汽車大腦」的誕生

時間回到 1980 年代,當時的汽車工程師們面臨一項重要任務:如何把汽油引擎的每一滴燃油都壓榨出最大動力?「省油即省錢」是放諸四海皆準的道理。他們發現,關鍵其實潛藏在一個微小到幾乎難以察覺的瞬間:火星塞的點火時機,也就是「點火正時」。

如果能把點火的精準度控制在「兩毫秒」以內,這大約是你眨眼時間的百分之一到千分之一!引擎效率就能提升整整一成!這不僅意味著車子開起來更順暢,還能直接省下一成的油耗。那麼,要如何跨過這道門檻?答案就是:「電腦」的加入!

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工程師們引入了「微控制器」(Microcontroller),你可以把它想像成一顆專注於特定任務的迷你電腦晶片。它能即時讀取引擎轉速、進氣壓力、油門深度、甚至異常爆震等各種感測器的訊號。透過內建的演算法,在千分之一秒、甚至微秒等級的時間內,精準計算出最佳的點火角度,並立刻執行。

從此,引擎的性能表現大躍進,油耗也更漂亮。這正是汽車電子控制單元(ECU)的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)。

汽車電子控制單元的始祖—專門負責點火的「引擎控制單元」(Engine Control Unit)/ 圖片來源:shutterstock

ECU 的失控暴增與甜蜜的負荷

第一顆 ECU 的成功,在 1980 年代後期點燃了工程師們的想像:「這 ECU 這麼好用,其他地方是不是也能用?」於是,ECU 的應用範圍不再僅限於點火,燃油噴射量、怠速穩定性、變速箱換檔平順度、ABS 防鎖死煞車,甚至安全氣囊的引爆時機……各種功能都交給專屬的 ECU 負責 。

然而,問題來了:這麼多「小電腦」,它們之間該如何有效溝通?

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為了解決這個問題,1986 年,德國的博世(Bosch)公司推出了一項劃時代的發明:控制器區域網路(CAN Bus)。你可以將它想像成一條專為 ECU 打造的「神經網路」。各個 ECU 只需連接到這條共用的線路上,就能將訊息「廣播」給其他單元。

更重要的是,CAN Bus 還具備「優先通行」機制。例如,煞車指令或安全氣囊引爆訊號這類攸關人命的重要訊息,絕對能搶先通過,避免因資訊堵塞而延誤。儘管 CAN Bus 解決了 ECU 之間的溝通問題,但每顆 ECU 依然需要獨立的電源線、接地線,並連接各種感測器和致動器。結果就是,一輛汽車的電線總長度可能達到 2 到 4 公里,總重量更高達 50 到 60 公斤,等同於憑空多載了一位乘客的重量。

另一方面,大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。更別提這些密密麻麻的線束,簡直是設計師和維修技師的惡夢。要檢修這些電子故障,無疑讓人一個頭兩個大。

大量的 ECU 與錯綜複雜的線路,也讓「電子故障」開始頻繁登上汽車召回原因的榜首。/圖片來源:shutterstock

汽車電子革命:從「百腦亂舞」到集中治理

到了2010年代,汽車電子架構迎來一場大改革,「分區架構(Zonal Architecture)」搭配「中央高效能運算(HPC)」逐漸成為主流。簡單來說,這就像在車內建立「地方政府+中央政府」的管理系統。

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可以想像,整輛車被劃分為幾個大型區域,像是車頭、車尾、車身兩側與駕駛艙,就像數個「大都會」。每個區域控制單元(ZCU)就像「市政府」,負責收集該區所有的感測器訊號、初步處理與整合,並直接驅動該區的馬達、燈光等致動器。區域先自理,就不必大小事都等中央拍板。

而「中央政府」則由車用高效能運算平台(HPC)擔任,統籌負責更複雜的運算任務,例如先進駕駛輔助系統(ADAS)所需的環境感知、物體辨識,或是車載娛樂系統、導航功能,甚至是未來自動駕駛的決策,通通交由車輛正中央的這顆「超級大腦」執行。

乘著這波汽車電子架構的轉型浪潮中, 2008 年成立的台灣本土企業威力暘電子,便精準地切入了這個趨勢,致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台。他們專精於開發電子排檔、多功能方向盤等各式汽車電子控制模組。為了確保各部件之間的溝通順暢,威力暘提供的解決方案,就像是將好幾個「分區管理員」的職責,甚至一部分「超級大腦」的功能,都整合到一個更強大的硬體平台上。

這些模組不僅擁有強大的晶片運算能力,可同時支援 ADAS 與車載娛樂,還能兼容多種通訊協定,大幅簡化車內網路架構。如此一來,車廠在追求輕量化和高效率的同時,也能顧及穩定性與安全性。

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2008 年威力暘電子致力於開發整合 ECU 與區域控制器(Domain Controller)功能的模組化平台 /圖片來源:shutterstock

萬無一失的「汽車大腦」:威力暘的四大策略

然而,「做出來」與「做好」之間,還是有差別。要如何確保這顆集結所有功能的「汽車大腦」不出錯?具體來說,威力暘電子憑藉以下四大策略,築起其產品的可靠性與安全性:

  1. AUTOSAR : 導入開放且標準化的汽車軟體架構 AUTOSAR。分為應用層、運行環境層(RTE)和基礎軟體層(BSW)。就像在玩「樂高積木」,ECU 開發者能靈活組合模組,專注在核心功能開發,從根本上提升軟體的穩定性和可靠性。
  2. V-Model 開發流程:這是一種強調嚴謹、能在早期發現錯誤的軟體開發流程。就像打勾 V 字形般,左側從上而下逐步執行,右側則由下而上層層檢驗,確保每個階段的安全要求都確實落實。
  3. 基於模型的設計 MBD(Model-Based Design) 威力暘的工程師們會利用 MatLab®/Simulink® 等工具,把整個 ECU 要控制的系統(如煞車),用數學模型搭建起來,然後在虛擬環境中進行大量的模擬和測試。這等於在實體 ECU 誕生前,就能在「數位雙生」世界中反覆演練、預先排除設計缺陷,,並驗證安全機制是否有效。
  4. Automotive SPICE (ASPICE) : ASPICE 是國際公認的汽車軟體「品質管理系統」,它不直接評估最終 ECU 產品本身的安全性,而是深入檢視團隊在軟體開發的「整個過程」,也就是「方法論」和「管理紀律」是否夠成熟、夠系統化,並只根據數據來評估品質。

既然 ECU 掌管了整輛車的運作,其能否正常運作,自然被視為最優先項目。為此,威力暘嚴格遵循汽車業中一本堪稱「安全聖經」的國際標準:ISO 26262。這套國際標準可視為一本針對汽車電子電氣系統(特別是 ECU)的「超嚴格品管手冊」和「開發流程指南」,從概念、設計、測試到生產和報廢,都詳細規範了每個安全要求和驗證方法,唯一目標就是把任何潛在風險降到最低

有了上述這四項策略,威力暘確保其產品從設計、生產到交付都符合嚴苛的安全標準,才能通過 ISO 26262 的嚴格檢驗。

然而,ECU 的演進並未就此停下腳步。當ECU 的數量開始精簡,「大腦」變得更集中、更強大後,汽車產業又迎來了新一波革命:「軟體定義汽車」(Software-Defined Vehicle, SDV)。

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軟體定義汽車 SDV:你的愛車也能「升級」!

未來的汽車,會越來越像你手中的智慧型手機。過去,車輛功能在出廠時幾乎就「定終身」,想升級?多半只能換車。但在軟體定義汽車(SDV)時代,汽車將搖身一變成為具備強大運算能力與高速網路連線的「行動伺服器」,能夠「二次覺醒」、不斷升級。透過 OTA(Over-the-Air)技術,車廠能像推送 App 更新一樣,遠端傳送新功能、性能優化或安全修補包到你的車上。

不過,這種美好願景也將帶來全新的挑戰:資安風險。當汽車連上網路,就等於向駭客敞開潛在的攻擊入口。如果車上的 ECU 或雲端伺服器被駭,輕則個資外洩,重則車輛被遠端鎖定或惡意操控。為了打造安全的 SDV,業界必須遵循像 ISO 21434 這樣的車用資安標準。

威力暘電子運用前面提到的四大核心策略,確保自家產品能符合從 ISO 26262 到 ISO 21434 的國際認證。從品質管理、軟體開發流程,到安全認證,這些努力,讓威力暘的模組擁有最高的網路與功能安全。他們的產品不僅展現「台灣智造」的彈性與創新,也擁有與國際大廠比肩的「車規級可靠度」。憑藉這些實力,威力暘已成功打進日本 YAMAHA、Toyota,以及歐美 ZF、Autoliv 等全球一線供應鏈,更成為 DENSO 在台灣少數核准的控制模組夥伴,以商用車熱系統專案成功打入日系核心供應鏈,並自 2025 年起與 DENSO 共同展開平台化量產,驗證其流程與品質。

毫無疑問,未來車輛將有更多運作交由電腦與 AI 判斷,交由電腦判斷,比交由人類駕駛還要安全的那一天,離我們不遠了。而人類的角色,將從操作者轉為監督者,負責在故障或斷網時擔任最後的保險。透過科技讓車子更聰明、更安全,人類甘願當一個「最弱兵器」,其實也不錯!

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【成語科學】聞雞起舞:勤奮背後的生理時鐘
張之傑_96
・2025/07/05 ・1494字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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晉朝分為西晉和東晉兩個階段。西晉末期,二十來歲的祖逖和劉琨,在京城洛陽當個小官,兩人是很要好的朋友。當時內憂外患不斷,兩人都有大志,一心報效國家。

祖逖和劉琨經常住在一起,天將亮時,一聽到雞叫聲,就起來舞劍,希望能文能武。這就是成語「聞雞起舞」的由來。因此聞雞起舞,比喻勤奮向上、努力不懈。

晉朝祖逖劉琨聞雞鳴,共舞劍,立志勤奮。後世也以聞雞起舞,形容一個人勤奮、努力不懈。圖 / unsplash

西元 311 年,匈奴人攻入洛陽,北方大亂。317 年,琅琊王司馬睿(晉元帝)在建康(今南京)即位,史稱東晉。在這之前,史稱西晉。當北方陷入混亂時,祖逖率領一批人南下,輔佐晉元帝,封為鎮西將軍。劉琨留在北方抗擊異族,做到都督。兩人都發揮了各自的文韜武略。

談到這裡,該造兩個句了:

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我們要有光明的前程,就要學習聞雞起舞的精神,勤奮學習。

他天一亮,就起來鍛鍊身體,這種聞雞起舞的精神令人欽佩。

接下去要談談這個成語的科學意涵了。公雞之所以在破曉時啼叫,主要是「生物鐘」的關係。生物的生長和作息,都有一定的規律,這就是生物鐘。譬如牽牛花都是早上開花,蟋蟀傍晚後才會鳴叫,類似的例子不勝枚舉。

公雞呢?脊椎動物的大腦與小腦間,有個內分泌器官,叫做松果腺。晝行性動物,到了晚上松果腺會分泌褪黑激素,讓動物安然入睡。天亮時受到光線的刺激,褪黑激素分泌減少,動物就會醒來。公雞對光線的變化特別敏感,破曉時的微弱光線變化,也會讓牠醒過來,昂首啼叫。人們聽到公雞叫聲,就知道天要亮了。

公雞的大腦裡有松果腺,能感受破曉的微光變化,天一亮就減少褪黑激素分泌,牠便會醒過來,昂首啼叫。圖 / unsplash

公雞一般在天剛亮時啼叫,夏天在四、五點鐘,冬天在五、六點鐘。在沒有鐘錶的時代,公雞報曉是人們的重要時間指標。章老師小時候家裡沒有鐘錶,主要靠公雞啼叫,和固定時間前來叫賣的小販吆喝聲,知道大概是什麼時候了。

那麼,公雞醒來為什麼啼叫?雞是一種群居性動物,每個群體由一隻強壯威武的公雞當領袖。啼叫主要是宣示領域,也就是告訴其他雞群,這個地盤是我的,你們不要進來。

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因此,破曉時一隻公雞啼叫,附近的公雞就會跟著啼叫,都是宣示領域的意思。既然公雞啼叫是一種領域行為,所以公雞白天也會啼叫。小朋友,你到動物園的兒童動物區遊玩,聽過大白天公雞啼叫嗎?

寫到這裡,還有點空間,順便介紹另一個成語——擊楫中流。祖逖率軍北伐,渡過長江,船到中流時,他慷慨激昂的擊打著船槳,立誓恢復中原。這個成語用來比喻:成就一件事的決心和激情。

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從運動場到急診室:肥厚型心肌病的潛在危機
careonline_96
・2024/09/11 ・2473字 ・閱讀時間約 5 分鐘

圖/照護線上

肥厚型心肌病是種因為心臟肌肉的變化而帶來的問題。通常是因為基因體顯性遺傳,影響了肌小節的肌纖維排列,導致心臟肌肉變得肥厚,尤其是左心室與右心室之間分隔的心肌最容易出現肥厚變化。除了心肌變肥厚,還會讓左心室變得僵硬、延展性小,因此帶來不少問題。

心臟肌肉變得肥厚,會出現什麼問題嗎?

當聽到心臟肌肉變肥厚,或許有人會誤以為這是件好事,會讓心臟肌肉變得功能更強大,其實不然。左心室的任務是在舒張時接收從左心房來的血液,再收縮將心室內的血液送往主動脈。過度肥厚的心臟肌肉會讓左心室的空間變小,承收不了太多的血液,阻擾了血流的正常運行,讓心肌還要收縮地更出力才能運送血液進主動脈。左心室內阻力變高的時候,同時也會影響二尖瓣的功能,血液更容易逆流回到左心房。

肥厚型心肌病的影響
圖/照護線上

就算沒有阻塞心臟血流運行,心肌在收縮的時候並不會因為心肌變肥厚而有力,反而是變得比較僵硬,比較難適當地延展。當血流從左心房送往左心室時,心臟肌肉需要延展,才有利於”hold”住足量的血液。當心肌變得肥厚僵硬的時候,左心室難以延展讓血流進入,之後左心室能打出去送往主動脈的血液量就變少了。

另外一個影響到的是心臟肌肉纖維的排列,若從顯微鏡下觀察肥厚型心肌病者的心臟肌肉排列,會看到心肌細胞排的並不規律,亂亂的,與正常狀況排的整整齊齊的樣子並不同。因此,這些不整齊的心肌排列會影響到心臟內電路訊息的傳遞,甚至更容易刺激出心律不整。

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肥厚型心肌病的症狀

許多患者並不知道自己有肥厚型心肌病,因為症狀可能不嚴重,會甚至根本沒有症狀。若有症狀,常常是從青春期之後開始出現。

  • 運動時,吃飽飯後,或活動量大的時候,感覺到胸痛及喘不過氣
  • 容易在運動中或運動後感到疲憊,頭重腳輕,快暈倒的樣子
  • 心跳突然變很快,撞擊很大的感覺,也就是心律不整
肥厚型心肌病的症狀
圖/照護線上

肥厚型心肌病的併發症

雖然有些人帶有造成肥厚型心肌病的遺傳基因,卻一輩子都沒有症狀;也有些人雖然有症狀,但並不嚴重,不需要每天服用藥物控制。基本上,多數肥厚型心肌病患者可以有與一般人相同的預期壽命年限,也能維持不錯的生活品質,但還是要注意幾件事:

  • 心因性猝死

肥厚型心肌病會引發心室頻脈等心律不整,因此是 35 歲以下突發心因性猝死最常見的原因。有些運動員突然在田徑場上猝死的原因就是肥厚型心肌病。

  • 心臟衰竭

心臟是個幫浦,將血液送往主動脈,再到全身。心臟衰竭代表心臟身為幫浦的功能變差了,無法打出足量的血液到主動脈。前面提到肥厚型心肌病會讓左心室的空間變少,延展彈性變小,進入左心室的血液變少,也就比較難打出足量的血液進到主動脈,因而導致心臟衰竭。

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肥厚型心肌病的檢查與治療

當醫師從患者家族病史、個人病史、身體檢查等狀況懷疑有肥厚型心肌病的可能時,會安排心臟超音波檢查,看看是否有心室中膈變肥厚的證據。針對有家族遺傳史,但自身無症狀的人來說,可以考慮在 30 歲之後定期每三年接受心電圖與心臟超音波檢查。

在治療方面,要看患者的臨床症狀與心臟超音波檢查的結果而定。對沒有症狀的患者來說,調整生活習慣,減少劇烈運動活動或許就已足夠。另外一定要讓患者了解,務必「避免脫水」。因為有肥厚型心肌病的時候,進到左心室的血流本身就比較少,若再因為喝的水分不足脫水,在炎熱天氣下脫水,或使用了利尿劑或血管擴張劑,都會讓症狀加劇。

肥厚型心肌病的處理方式
圖/照護線上

對已有胸痛、喘不過氣的人來說,可以用乙型阻斷劑藥物或鈣離子阻斷劑,放慢心跳速度。心跳速度慢一點,可以增加左心室放鬆舒張的時間,盡量增加左心室內的血流量,之後左心室收縮打出血液的效率會比較好。

如果藥物的成效不彰,要考慮侵入性治療,像是利用手術或燒灼方式改變心室中膈的厚度,減少心肌肥厚造成心室空間減少的影響。萬一患者家族裡有人曾有心因性猝死,本身曾經暈倒好幾次,曾有心律不整,或有嚴重的臨床症狀,就要考慮放置心臟節律器來避免猝死。若肥厚型心肌病已經造成心臟衰竭,心臟移植就成了治療選項之一。

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