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牛奶萬能?-《食品黑手黨》

商周出版_96
・2015/11/23 ・2299字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 578 ・九年級

鈣質是牛奶的重要成分,也是多數人看到牛奶馬上就會聯想到的組成物質。事實上,鈣質也確實是人體不可缺少的營養素。鈣質和磷酸鹽是組成骨骼的必要條件,缺少了鈣質,骨骼就會彎曲,並且容易斷裂─常見的就是人體老化容易出現的骨質疏鬆症。此外,鈣質也具凝血作用,能在受傷時起到保護作用,並且在細胞內發揮肌肉的機能和刺激神經系統發展。在鈣質的各種功能中,鈣還能與糖原(Glykogenstoff)作用,以維持神經系統的協調,並且能活化體內酵素和荷爾蒙。

人體對鈣質的每日攝取量並不是固定值,下方表格僅是約略標準值:

鈣質每日建議攝取量
成人:八百至一千毫克。
更年期女性/六十五歲以上年長女性:一千三百毫克。
孕婦及哺乳期女性:一千二百毫克。
十五至十九歲青少年:一千二百毫克。
十五歲以下兒童:六百至一千毫克。
骨質疏鬆症患者:一千五百毫克。

資料來源:世界衛生組織。

牛奶,PanSci
除了牛奶,其他食物也可能含有鈣質,而且有些鈣質含量可能比牛奶或乳製品還高,或是這些食物中的鈣質更容易被人體所吸收。Source: flickr/ Denis-Carl Robidoux

一般人需要的鈣質其實完全可以經由日常飲食足量攝取,但是在乳業協會,或一些營養學學者以及政策多年來的宣導下,對營養知識下過功夫的消費者,總是會重複遇到某些其他建議(雖然通常很偏頗)。其實每天飲用兩百毫升牛奶、每片五十到六十公克的起司切片兩片和兩杯各一百五十公克的優格,又或者以上全部這些以一公升牛奶代替。但是這些建議都刻意掩蓋了某些事實:除了牛奶,其他食物也可能含有鈣質,而且有些鈣質含量可能比牛奶或乳製品還高,或是這些食物中的鈣質更容易被人體所吸收。而人體機能如何儲存鈣質,其實也和攝取的其他食物以及個別物理因素息息相關。

被掩蓋的事實還有,如果無法同時攝取足量的維他命D,鈣質其實也無法獨力滿足身體機能的需求。而人類如何取得維他命D,其實就如同多數其他的哺乳類動物一樣─經由日照。懶得動的人,或有些人因為年紀或其他病症的因素,無法每天到戶外晒至少十到十五分鐘太陽,這些人往往因此增加感染疾病的機率,如病毒感染、佝僂病、肌肉萎縮和高血壓等。除了維他命D的狀態會影響鈣的作用,在懷孕和哺乳期間,鈣的使用量也會有所變化。

曬太陽,PanSci
透過日照可以攝取維他命D。Source: flickr/ 沐川

成人可以在日常混合性飲食中吸收大約二○%到四○%的鈣質,嬰兒則會吸收七五%。而年長者對鈣質的吸收能力會持續下降。此外,食物中其他特定成分也會影響鈣質的吸收。比如肌醇六磷酸(Phytinsäure)、草酸(Oxalsäure),還有如果膠和纖維素等膳食纖維,這些成分使得鈣不容易分解,當然也會影響人體對鈣質的吸收。這也是為什麼有些素食者嚴重缺乏鈣質的原因,因為他們無法以其他方式在營養上取得平衡。但是另一方面,大自然也為這些人準備了許多替代方案。

當牛奶和乳製品只有大約三○%的鈣質可以被人體吸收時,大白菜、綠色花椰菜或羽衣甘藍,這些草酸鹽較少的蔬菜種類都含有比牛奶多五○%至六○%可被人體吸收的鈣質。還有豆類植物,如四季豆、豌豆,或榛果和芝麻也可提供高達二五%的可吸收鈣質。除此之外,每公升礦泉水含有高過十五毫克的鈣質,因此礦泉水也是很好的鈣質來源;另外,與牛奶鈣質可被人體利用率相當的還有豆奶的豐富鈣質含量。

其實對於鈣質,需要考量的不僅只是能吸收多少,更關鍵的是有多少鈣質可被人體利用,還有鈣質流失的問題。現在我們知道,動物性蛋白質會加速鈣質的流失:人類攝取一公克的蛋白質時,就會導致十毫克鈣質流失。這是因為動物性蛋白質含有含硫胺基酸,如半胱胺酸與甲硫胺酸,這些物質會轉化成硫酸,使得鈣質隨著尿液流失。

Digital StillCamera
除了牛奶外,蔬菜也是良好的鈣質來源。Source: wiki/ Hans Hillewaert

即使西方國家的飲食堪稱均衡,但是營養學家仍將鈣質視為較具爭議性的營養成分。根據研究調查顯示,西方國家仍然有四六%的男性與五五%的女性鈣質攝取無法達到每日建議量。純理論上來說,解決方法可能非常簡單:如果我們每天將動物性蛋白攝取量從六十公克降到二十公克,鈣質流失也會相對減少。另外根據世界衛生組織公告,一個健康成人每天對鈣質的需求量可以降到六百毫克,但是相對於每公斤體重的建議攝取量為○.八公克,這代表我們終究還是吃進太多動物性蛋白質,甚至超過五○%之多。

德國營養協會(Deutscher Gesellschaft für Ernährung, DGE)也宣稱,一個星期最多二至三餐中有肉食或二至三次食用到香腸火腿類肉類製品,就足以提供人體足夠的蛋白質,但是德國人對肉食的依賴,卻遠遠超過這個建議量。只是到底多少蛋白質對人體才是有益的,並沒有定論。動物性蛋白質營養價值高,而且較容易被人體吸收,固然是好消息,但是動物性蛋白質在食物中出現時,通常也同時伴隨著大量的脂肪和膽固醇。相較於植物性蛋白質,這些物質的出現對動物性蛋白質來說,顯然是很不利的條件。拿兩者來比較:一百公克白豆含有的蛋白質約二十二公克,相當於同等份量的義式雞肉燻火腿、塞福勒香腸(Cervelat)或豬肉。再回頭來看乳製品:一小杯優格含有約五公克蛋白質,與兩百五十公克馬鈴薯的蛋白質含量相當。

食品黑手黨,PanSci

本文摘自《食品黑手黨》,由商周出版 出版。

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什麼是「骨髓纖維化」?為什麼它會讓患者失去造血功能?
careonline_96
・2021/10/21 ・2074字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

讓人失去造血功能的骨髓纖維化,血液專科醫師圖文解析

一名六十多歲的女性患者平日生活忙碌,最近幾個月經常感到疲倦,精神不太好、容易忘東忘西,此外,體重還驟降好幾公斤。

「大多數女性患者剛變瘦時,可能會感到開心,但變瘦一段時間後,就會漸漸感到不對勁。」

大林慈濟醫院血液腫瘤科李思錦醫師說明,因腹部不適、吃不太下,該患者便到腸胃科就診。檢查發現脾臟變大,是一般人的好幾倍大,且貧血很嚴重,故轉診到血液腫瘤科。

「骨髓纖維化患者大多會因為貧血、腹部不適、體重減輕而先到相關科別就診,最後才輾轉來到血液腫瘤科。」李思錦醫師指出,「該患者後續接受骨髓檢查,評估屬於中度風險病人,開始接受口服藥物治療。大約兩週後,她就覺得腹部不適得到改善,開始吃得下東西。隨著營養狀況改善,精神、體力逐漸恢復,體重也慢慢回升。」

讓患者失去造血功能的骨髓纖維化

骨髓纖維化較常出現在中老年人,但各年齡層皆可能罹病,且男女比例差不多。李思錦醫師表示,骨髓纖維化是因為基因突變,使造血細胞異常增生,這些額外增加的細胞會產生細胞激素,使患者出現不適症狀。

另外,這些細胞激素會讓正常骨髓中的間質細胞纖維化,原本可容納造血細胞的空間,漸漸充滿纖維組織,而沒有足夠的空間造血。因為人體還是需要造血,所以會依賴髓外造血,由肝臟、脾臟等器官執行造血功能,因而導致肝臟、脾臟腫大。

什麼是骨髓纖維化?

正常脾臟重量約幾百公克,正常時通常無法摸到,李思錦醫師解釋,骨髓纖維化患者的脾臟變大,可能重達 1、2 公斤,甚至延伸到骨盆腔。異常腫大的脾臟會對其他器官造成壓迫,而導致不適,故患者常因為脾臟腫大而就診。

脾臟腫大會讓患者感到腹脹、肚子痛、吃不下、容易有飽足感,體重便會漸漸下降。李思錦醫師說明,骨髓纖維化症狀與造血功能失調有關,由於攜帶氧氣的血紅素不足,可能讓人體力變差、常感到疲累、注意力不集中;白血球低下,讓患者較常感染、發燒。另外,還可能出現搔癢、夜間盜汗、骨頭疼痛等症狀。

由於上述症狀較無特異性,也常被誤認為是老化現象,所以容易延誤就醫。李思錦醫師提醒,如果有這些症狀,應盡速就醫,安排進一步血液、骨髓檢查,才能盡早診斷,把握治療時機。

骨髓纖維化常見症狀

骨髓纖維化的治療選項

骨髓纖維化的根本治療,需要做骨髓移植,但對年紀較大的患者而言,骨髓移植的風險較高。李思錦醫師解釋,無法接受骨髓移植的患者會採取緩解治療,如患者的白血球功能較差、容易感染,可能會給予白血球生長激素;若是紅血球不夠,可以輸血或給予促進紅血球生成的藥物;若是血小板不足,可輸血小板,或使用促進血小板增生的藥物。

骨髓纖維化的治療

骨髓纖維化是基因造成的問題,目前已可使用口服藥物來治療,李思錦醫師說明,口服藥物可用於中度、高度風險的骨髓纖維化病人,來改善症狀。

「口服藥物有機會讓脾臟變小,患者比較不會那麼不舒服,吃得下東西,體力會比較好,生活品質也可以改善。」李思錦醫師表示,由於基因突變的累積,骨髓纖維化患者大約有 10% 會發生急性血癌,一定要按時回診追蹤。

貼心小提醒

骨髓纖維化會讓患者骨髓漸漸失去造血功能,從而導致多種症狀,李思錦醫師提醒,若出現骨髓纖維化十大症狀,包括疲勞、腹部不適、易有飽足感、體重下降、活動力不佳、注意力不集中、搔癢、骨頭疼痛、發燒、夜間盜汗,請盡快就醫。患者可使用「骨髓纖維化自我檢測量表(MPN10 量表)」來對十大症狀的嚴重度評分,從沒有症狀的零分到很嚴重的十分,以數字量化嚴重程度,有助醫師評估病況及治療成效。

骨髓移植有機會治癒骨髓纖維化,狀況許可時患者可接受骨髓移植。不適合接受骨髓移植的患者能夠接受緩解治療、藥物治療以改善症狀,提升生活品質。李思錦醫師叮嚀,骨髓纖維化可能演變成急性血癌,呼籲患者務必定期追蹤!

以上衛教資訊由台灣諾華協助刊登。TW2110021078

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癌友們注意!沒外傷卻痛到骨子裡?可能是「癌症骨轉移」
careonline_96
・2021/10/19 ・2431字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

痛入骨髓很煎熬!治療癌症骨轉移,乳癌專家圖文解析

曾經擔任多年空姐的陳女士,雖然已五十多歲,但外型依然相當亮麗。

「醫師,我的左邊乳房有摸到硬塊。」陳女士憂心地說。

「有其他的不舒服嗎?」醫師問。

陳女士搖搖頭,說:「沒有特別不舒服,但是最近體力變得比較差,經常會覺得很累。」

從乳房超音波檢查可以見到形狀不規則、疑似乳癌的腫瘤,於是又安排了系列檢查,以擬定治療計畫,新光吳火獅紀念醫院一般外科主任鄭翠芬醫師表示,全身骨骼掃描檢查顯示,她的癌細胞已經轉移到多處骨骼。

「患者看到全身骨骼掃描的影像時非常驚訝,自己形容說像滿天星一樣,因為到處都是黑點。」鄭翠芬醫師回憶,「後續替她安排了針對乳癌的療程,也使用單株抗體來治療骨轉移的部分。半年以後追蹤全身骨骼掃描檢查,滿天星的狀況改善許多,讓她很有信心,也願意繼續接受治療。」

痛入骨髓的骨轉移

癌細胞是一群異常增生、不受控制的細胞,除了會侵犯周遭的器官之外,還可能隨著血液循環於體內流動,並在骨髓、肝臟、肺臟、腦部等處落地生根。鄭翠芬醫師指出,較容易發生轉移的癌症包括乳癌、攝護腺癌、肺癌、多發性骨髓瘤等,不過各種癌症皆有轉移的可能。

疼痛是讓骨轉移患者非常煎熬的症狀,鄭翠芬醫師說,「骨轉移的痛是一種很深層的痛,那是晚上睡覺的時候,會有從骨髓裡面痛出來的感覺。」

癌症骨轉移

鄭翠芬醫師分析,骨頭轉移常出現在比較靜止的骨頭,像是肋骨、脊椎、骨盆、大腿骨、頭蓋骨等。

「有些病人以為骨頭疼痛是老化的現象,經過檢查後才發現是乳癌轉移到骨頭。有些病人會常常感覺頭痛,後來才知道其實不是頭痛,而是頭蓋骨在痛。」鄭翠芬醫師說,「有些患者是在活動時會痛,所以走路一拐一拐。癌友如果沒有受傷,卻經常感到疼痛,就要考慮是否有骨頭轉移的問題。」

癌症骨轉移,併發症很多

癌症轉移到骨頭後,除了造成疼痛之外,還會衍生多種併發症。由於骨骼結構遭到破壞,很容易出現病理性骨折,鄭翠芬醫師解釋,「骨頭被癌細胞吃得都空掉了,變得非常脆弱。有患者是在騎腳踏車剎車時,就親耳聽到骨頭斷裂的聲音。這些地方骨折後,會很難復原。」

發生病理性骨折後,勢必讓患者行動不便,倘若又壓迫脊椎神經,還可能導致感覺異常、下肢癱瘓、大小便失禁等問題。

癌症骨轉移,併發症很多

「曾經有個病人原本的身高有 155 公分,可是來門診的時候,整個人縮在一起,坐立難安、明顯駝背,看起來只有 140 幾公分,」鄭翠芬醫師回憶,「檢查發現有很多骨頭轉移,而且脊椎已經骨折,一節脊椎骨被壓扁,整個人就縮小,挺不起來,非常痛苦。若對疼痛評分,以 10 分為最痛的話,她大概一整天都是 10 分的狀態。」

我們的骨髓具有造血功能,如果骨髓空間都被癌細胞占滿了,造血功能可能受到影響,而出現貧血、血小板低下、白血球低下的狀況。癌細胞破壞骨質的過程中,會釋出骨頭中的鈣,而導致高血鈣,使患者感到噁心嘔吐、疲倦無力。

各式各樣的骨骼併發症讓患者的身體和心靈飽受煎熬,生活品質大打折扣,還會衍生大量醫療費用。

積極治療骨轉移,有助提升生活品質

發現癌症骨轉移時,要積極治療,才能降低出現骨骼併發症的機會,鄭翠芬醫師說明,一方面要針對癌細胞治療,一方面要針對骨轉移的部分治療。

針對癌細胞的部分,可以使用抗癌藥物進行全身性治療,也可以使用放射線進行局部治療。

積極治療骨轉移,有助提升生活品質

針對骨轉移的部分,可以使用藥物抑制破骨細胞的活性。骨頭中具有造骨細胞(Osteoblast)與破骨細胞(Osteoclast),造骨細胞可生成新骨質,破骨細胞會吸收骨質。轉移到骨頭的癌細胞會刺激破骨細胞過度活化,使骨質快速流失。單株抗體、雙磷酸鹽等藥物可以抑制破骨細胞,減少骨質被吸收。

「單株抗體是採皮下注射,一個月只須施打一次,且很快就可以完成注射。能延緩骨骼併發症的發生,減少失能的機率,有助提升生活品質。」鄭翠芬醫師說。

在抑制破骨細胞的同時,我們也需要提供造骨細胞充足的原料,以生成新骨質。每天的鈣質攝取建議達到 1,000 mg(毫克),維生素 D 攝取建議達到 400 IU(國際單位)。

使用骨轉移藥物,約 1-2% 的機率會出現顎骨併發症。接受骨轉移治療前,請先至牙科檢查,治療牙周病、蛀牙等問題;治療期間,也要做好口腔保健,避免侵入性治療。

貼心小提醒

乳癌初期沒有症狀,建議女性從 30 歲左右就要定期接受乳房檢查,才能提早發現、提早治療,鄭翠芬醫師,如果有摸到乳房腫塊,更需要立刻就醫,把握治療時機。

癌症的治療日新月異,即使出現骨轉移,也有治療對策,有助延緩骨骼併發症的發生、提升生活品質!

本衛教訊息由台灣安進協助提供TW-02784-XGA-2021-SEP

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新好材料鈣鈦礦,改造太陽能電池
科技大觀園_96
・2021/06/17 ・2345字 ・閱讀時間約 4 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

隨著現代科技的發展,人類對能源的需求也逐漸增加,因此科學家一直努力尋找著合適的替代能源。其中最受矚目的能源之一,莫過於取之不盡、用之不竭的太陽能,因此科學家也一直想研發出理想的太陽能電池,能夠把太陽的能量盡可能的轉化為電能,並且長時間儲存起來。

一直以來,太陽能電池的材料都以最常使用的半導體材料——矽晶為主,然而自 2009 年開始,一種特殊的有機金屬鹵化物材料「鈣鈦礦」引起了科學家的注意。「鈣鈦礦」原本是指鈣與鈦的氧化物 CaTiO3(結構可表示為 ABX3),因為有機金屬鹵化物的結構與鈣鈦礦 ABX3 同類型,所以統稱為鈣鈦礦(見圖 1)。太陽能電池用的鈣鈦礦,吸收光的效率很高,吸收光子後,可以很快地分離成電子與電洞,傳送到電極而產生電流。這樣的高效率讓科學家想到,何不用鈣鈦礦來製作太陽能電池呢?

圖 1、鈣鈦礦晶體結構示意圖。用做太陽能電池的鈣鈦礦通常為有機金屬鹵化物。(圖/林唯芳、王彥錡)

臺灣大學材料科學與工程學系教授林唯芳的研究領域一直以高分子材料為主,也研究過以有機材料來製作太陽能電池。鈣鈦礦的出現,很快就吸引了林唯芳的眼球。「鈣鈦礦這種材料簡直不得了。」談起鈣鈦礦,林唯芳透露著興奮的心情,因為和傳統的矽晶相比,以鈣鈦礦製作太陽能電池的製程簡單太多了!

製作太陽能電池,竟和刷油漆一樣簡單

首先,以矽晶做為材料時,為了減低晶格裡的缺陷數量,必須經過約 900℃ 的高溫長時間處理,然後再以半導體高真空高溫製程製作成二極體太陽能電池,工序繁瑣嚴苛。但鈣鈦礦太陽能電池是以溶液塗佈薄膜的形式來製作,所以不需這麼高溫,也不需要真空環境,只要在一般環境裡就可以製作。 

鈣鈦礦太陽能電池的結構如圖 2,在製造時,每一層都只需要簡單的塗佈,再以紅外線快速烘乾長晶[註1]即可,烘乾需要的時間甚至不到一分鐘。林唯芳形容:「整個過程就像刷油漆一樣簡單。」而因為鈣鈦礦太陽能電池的製作就像刷油漆一樣,因此比起矽晶,鈣鈦礦更容易做出大面積的太陽能電池,甚至是塗佈在各種基材上,做出可撓曲、各種色彩的太陽能電池,應用更加廣泛。

圖2、鈣鈦礦太陽能電池結構示意圖。(圖/林唯芳、王彥錡)

不過林唯芳也說,目前鈣鈦礦和矽晶相比,使用壽命短了許多,矽晶太陽能電池一般認為具有 30 年左右的壽命,但鈣鈦礦的結構大約只能維持 10 年。這是因為鈣鈦礦的晶體結構中,ABX3 各成分之間只是單純的彼此堆疊及配位鍵[註2] ,並非以共價鍵結合,鍵結不夠強的情況下,容易受到破壞。林唯芳的團隊也嘗試著用加入不同離子的方式,增加鈣鈦礦的穩定度,延長使用壽命。

鈣鈦礦與矽晶的合作無間

林唯芳強調:「我們對太陽能電池的期許,除了大面積、長壽命外,更重要的是高轉換效率。」這幾年來,在林唯芳團隊及全世界科學家的努力下,鈣鈦礦太陽能電池的光電轉換效率已經追上矽晶太陽能電池,約在 20-25% 左右。不過,鈣鈦礦和矽晶並不是對立的角色,包括林唯芳在內的許多科學家,都正在嘗試讓這兩種材料「合作」——他們將鈣鈦礦與矽晶疊起來,達到更高的光電轉換效率!

鈣鈦礦與矽晶的比較表。(圖/何庭劭繪)

這是因為鈣鈦礦能吸收轉換的光波段和矽晶不同,鈣鈦礦主要吸收較高能量的短波波段,矽晶則以較低能量的長波波段為主,所以若讓太陽光先後穿透鈣鈦礦太陽能電池與矽晶太陽能電池,就能更有效率的利用太陽光裡各種不同波段的光。

在疊層的做法上,有些研究團隊是在製作太陽能電池時,改變製程,設法將矽晶與鈣鈦礦疊層。不過林唯芳和聯合再生能源公司合作,將兩種太陽能電池獨立製作,只是將鈣鈦礦太陽能電池的電極轉換成可透光的材料,然後直接機械式的疊起。林唯芳解釋:「這樣做的好處在於可以維持現有的矽晶太陽能電池的製程,再加上簡單的鈣鈦礦太陽能電池製程,在現階段的技術上是最有商機的。而且現在鈣鈦礦太陽能電池還是比較容易損壞,如果它先損壞了,我們可以只要替換新的鈣鈦礦太陽能電池上去就好。」

圖 3、鈣鈦礦太陽能電池與矽晶太陽能電池疊層,可以增加光電轉換效率。(圖/林唯芳、吳庭慈)

談起這幾年鈣鈦礦的興起,林唯芳認為這是非常有希望的一種材料!在這幾年的積極努力下,林唯芳不但在鈣鈦礦太陽能電池的研究上有進展,還為技術的產業化努力,鼓勵畢業同學廖學中與許哲溥,創立前創科技公司,專精於鈣鈦礦太陽能電池材料的製造和生產,並和臺大機械系的黃秉鈞教授、億尚精密機械公司合作,共同研發了專門塗佈製作鈣鈦礦太陽能電池的機器(如圖 4)。另外也和生產矽晶太陽能電池的聯合再生公司合作,發展大面積高效率層疊太陽能電池,形成了上中下游完全自主整合的一條鞭生產鏈。

林唯芳說:「這對我們臺灣的產業界也帶來了貢獻,雖然我是做學術研究的,但能幫助到臺灣的產業,我也覺得很開心。」而鈣鈦礦這個「大自然的禮物」,將為太陽能以及人類生活帶來的改變,也值得我們期待。

圖 4、鈣鈦礦太陽能電池薄膜製造機。(圖/黃秉鈞)

備註

  1. 製作有結晶的鈣鈦礦薄膜。
  2. 配位鍵的鍵結能量比共價鍵低。 

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