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台灣人為何怕輻射怕成這樣?「台灣鯛民養殖戶」幕後的醫學物理師出書解惑

彭 琬馨
・2016/03/12 ・1879字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

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提起輻射,台灣人總會聞之色變,但輻射真的那麼可怕嗎?credit:Timo Luege@flickr

文/彭琬馨

「我希望讓大家知道,輻射沒有這麼可怕。」

綽號月月的廖彥朋,長年旅居日本,以自身鑽研醫療物理學的專業經驗,特地選在 311 核災五周年當天出版新書。「大部分的人講到輻射就會很緊張,因為會致癌,但其實關鍵還是在劑量。」歷經三年籌備、以台灣鯛民為主角,廖彥朋拿出科學數據,試圖解答大眾疑惑。

先搞清楚輻射是什麼

在解開疑惑之前,先問問自己,你想像中的輻射是什麼東西?

輻射其實是一種能量的傳遞,一般稱為電磁波,根據電磁波類型不同,可以區分為「游離輻射」、「非游離輻射」。由於游離輻射穿透人體時,高能量會破壞人體的 DNA ,造成細胞不穩定、可能產生病變或成為癌細胞,這類的游離輻射就是一般所熟知的 X 光或核輻射;另一類的「非游離輻射」則是指電腦、手機等能量很低的輻射線,也因為能量太低,不會對人體造成危害。

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圖/台灣鯛民粉絲專頁

輻射有危害? 劑量來決定

「我希望這本書能讓所有人都看懂」,醫學物理出身的廖彥朋,太了解複雜的科學語言對民眾來說艱深難懂,希望自己扮演科學與民眾間的橋樑。「為什麼劑量這麼重要?因為只有過量時對人體才會有明顯的影響。」目前學界大致同意人體瞬間能承受的輻射劑量為 100 毫西弗,也就是說當人體照射到輻射時,低於 100 毫西弗的劑量是沒有危害的(照一次胸腔電腦斷層檢查大約是 7 毫西弗、在飛機上飛一小時接受宇宙輻射的劑量大約是 0.0024 毫西弗)。

問題來了,那為什麼大家會認為被輻射照到會致癌呢?由於過去在輻射防護領域裡廣泛的使用「線性無低現值假說」作為訂定標準的依據,因此許多人將「理論」與「現實」混淆了。事實上,截至目前為止,我們在科學還無法確認癌症風險與低劑量輻射之間的關係。

台灣鯛民也常搭配時事議題,設計有趣、反諷的圖片。這張是2014年10月時,有流言指出「311海嘯受日本綠茶茶葉進口量暴增」、「日本綠茶抽驗都有輻射」這個議題,所繪製的圖片。圖/台灣鯛民粉絲專頁
台灣鯛民也常搭配時事議題,設計有趣、反諷的圖片。這張是2014年10月時,有流言指出「311海嘯受日本綠茶茶葉進口量暴增」、「日本綠茶抽驗都有輻射」這個議題,所繪製的圖片。圖/台灣鯛民粉絲專頁

累積劑量低於100 不一定會致癌

人們談起輻射其中一個擔憂經常是:長時間一點一滴累積,有可能致癌。

然而這樣的說法其實在科學上並沒有被證實。「長時間累積低於 100 毫西弗在臨床上沒有意義」,廖彥朋不斷強調,依據世界衛生組織底下的國際癌症研究機構( International Agency for Research on Cancer, IARC )在 2015 年所做的研究指出,輻射劑量長期累積低於 100 毫西弗依然無法在統計上看到顯著性,但累積劑量過高依然可能產生的癌症風險。「我想說的是,並不是說輻射生物效應是假的,而是說關鍵是吸收了多少劑量」。由於目前人體組織吸收/殘留多少輻射劑量,還無法直接測量,只能以體外推測的方式推估,也因此更增加預測致癌的難度。

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知識才是真正的防護罩

廖彥朋的「台灣鯛民」在網路上頗具知名度,當多數網友以酸人為樂,他卻希望透過這隻台灣鯛,讓大家看見酸民文化的不足,「恐懼多半來自於無知,知識才是真正的防護罩」,如果多了解輻射的本質,或能免去許多不必要的恐慌。

台灣鯛民出版新書,希望透過這本書讓大家對輻射有更正確的概念。圖/台灣鯛民粉絲專頁。
台灣鯛民出版新書,希望透過這本書讓大家對輻射有更正確的概念。圖/台灣鯛民粉絲專頁。

(J編按:只看圖不懂台灣鯛民的梗?可以點入每張圖下的圖片來源,回到台灣鯛民粉絲專頁去看看台灣鯛民怎麼說。)

 

文章難易度
彭 琬馨
32 篇文章 ・ 1 位粉絲
一路都念一類組,沒什麼理科頭腦,但喜歡問為什麼,喜歡默默觀察人,對生活中的事物窮追不捨。相信只要努力就會變好,相信科學是為了人而存在。 在這個記者被大多數人看不起的年代,努力做個對得起自己的記者。

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量子力學可以幫你判斷物體溫度?從古典物理過渡到近代的一大推手——黑體輻射
PanSci_96
・2024/03/24 ・3634字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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1894 年,美國物理學家邁克生(Albert Abraham Michelson)作為芝加哥大學物理系的創立者,在為學校的瑞爾森物理實驗室(Ryerson Physical Laboratory)落成典禮致詞時,表示:「雖然無法斷言說,未來的物理學不會比過去那些驚奇更令人驚嘆,但似乎大部分的重要基本原則都已經被穩固地建立了。」

以我們現在的後見之明,這段話聽起來固然錯得離譜,但在當時,從 17、18 到 19 世紀,在伽利略、牛頓、馬克士威等前輩的的貢獻之下,物理學已經達成了非凡的成就。

我們現在稱為古典的物理學,對於整個世界的描述幾乎是面面俱到了,事實上沒有人預料到 20 世紀將出現徹底顛覆世界物理學認知的重要理論,量子力學。

而這最一開始竟只是出自於一件不起眼的研究,關於物體發出的光。

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萬物皆輻射

在此我們要先理解一個觀念:所有物體無時無刻不在發出電磁波輻射,包括了你、我、你正使用的螢幕,以及我們生活中的所有物品。

至於為什麼會這樣子呢?其中一個主要原因是,物體都是由原子、分子組成,所以內部充滿了帶電粒子,例如電子。這些帶電粒子隨著溫度,時時刻刻不停地擾動著,在過程中,就會以電磁波的形式放出能量。

除了上述原因之外,物體發出的電磁波輻射,還可能有其他來源,我們就暫時省略不提。無論如何,從小到大我們都學過的,熱的傳遞方式分成傳導、對流、輻射三種,其中的輻射,就是我們現在在談的,物體以電磁波形式發出的能量。

那麼,這些輻射能量有什麼樣的特徵呢?為了搞清楚這件事,我們必須先找個適當的範本來研究。

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理想上最好的選擇是,這個範本必須能夠吸收所有外在環境照射在上面的光線,只會發出因自身溫度而產生的電磁輻射。這樣子的話,我們去測量它發出的電磁波,就不會受到反射的電磁波干擾,而能確保電磁波是來自它自己本身。

這樣子的理想物體,稱為黑體;畢竟,黑色物體之所以是黑的,就是因為它能夠吸收外在環境光線,且不太會反射。而在我們日常生活中,最接近理想的黑體,就是一點也不黑、還超亮的太陽!這是因為我們很大程度可以肯定,太陽發出來的光,幾乎都是源於它自身,而非反射自外在環境的光線。

或者我們把一個空腔打洞後,從洞口發出的電磁波,也會近似於黑體輻射,因為所有入射洞口的光都會進入空腔,而不被反射。煉鐵用的鼓風爐,就類似這樣子的結構。

到目前為止,一切聽起來都只是物理學上一個平凡的研究題目。奇怪的是,在對電磁學已經擁有完整瞭解的 19 世紀後半到 20 世紀初,科學家儘管已經藉由實驗得到了觀測數據,但要用以往的物理理論正確推導出黑體的電磁波輻射,卻遇到困難。正是由此開始,古典物理學出現了破口。

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黑體輻射

由黑體發出的輻射,以現在理論所知,長得像這個樣子。縱軸代表黑體輻射出來的能量功率,橫軸代表黑體輻射出來的電磁波波長。

在理想狀況下,黑體輻射只跟黑體的溫度有關,而跟黑體的形狀和材質無關。

以溫度分別處在絕對溫標 3000K、4000K 和 5000K 的黑體輻射為例,我們可以看到,隨著黑體的溫度越高,輻射出來的能量功率也越大;同時,輻射功率最高的波段,也朝短波長、高頻率的方向靠近。

為了解釋這個曲線,物理學家們開始運用「當時」畢生所學來找出函數方程式,分成了兩派:

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一派是 1896 年,由德國物理學家維因(Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz Wien),由熱力學出發推導出的黑體輻射公式,另一派,在 1900 與 1905 年,英國物理學家瑞立(John William Strutt, 3rd Baron Rayleigh)和金斯(James Jeans),則是藉由電磁學概念,也推導出了他們的黑體輻射公式,稱為瑞立-金斯定律。

你看,若是同時擺上這兩個推導公式,會發現他們都各自對了一半?

維因近似 Wien approximation 只在高頻率的波段才精確。而瑞立-金斯定律只對低頻率波段比較精確,更預測輻射的強度會隨著電磁波頻率的提升而趨近無限大,等等,無限大?――這顯然不合理,因為現實中的黑體並不會放出無限大的能量。

顯然這兩個解釋都不夠精確。

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就這樣,在 1894 年邁克生才說,物理學可能沒有更令人驚嘆的東西了,結果沒幾年,古典物理學築起的輝煌成就,被黑體輻射遮掩了部分光芒,而且沒人知道,這是怎麼一回事。

普朗克的黑體輻射公式

就在古典物理學面臨進退維谷局面的時候,那個男人出現了——德國物理學家普朗克(Max Planck)。

1878年學生時代的普朗克。圖/wikimedia

普朗克於 1900 年就推導出了他的黑體輻射公式,比上述瑞立和金斯最終在 1905 年提出的結果要更早,史稱普朗克定律(Planck’s law)。普朗克假想,在黑體中,存在許多帶電且不斷振盪、稱為「振子」的虛擬單元,並假設它們的能量只能是某個基本單位能量的整數倍。

這個基本單位能量寫成 E=hν,和電磁輻射的頻率 ν 成正比,比例常數 h 則稱為普朗克常數。換言之,黑體輻射出來的能量,以hν為基本單位、是一個個可數的「量」加起來的,也就是能量被「量子化」了。

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根據以上假設,再加上不同能量的「振子」像是遵循熱力學中的粒子分佈,普朗克成功推導出吻合黑體輻射實驗觀測的公式。

普朗克的方程式,同時包含了維因近似和瑞立-金斯定律的優點,不管在低頻率還是高頻率的波段,都非常精確。如果我們比較在地球大氣層頂端觀測到的太陽輻射光譜,可以發現觀測數據和普朗克的公式吻合得非常好。

其實有趣的是普朗克根本不認為這是物理現象,他認為,他假設的能量量子化,只是數學上用來推導的手段,而沒有察覺他在物理上的深遠涵意。但無論如何,普朗克成功解決了黑體輻射的難題,並得到符合觀測的方程式。直到現在,我們依然使用著普朗克的方程式來描述黑體輻射。不只如此,在現實生活中,有許多的應用,都由此而來。

正因為不同溫度的物體,會發出不同特徵的電磁波,反過來想,藉由測量物體發出的電磁波,我們就能得知該物體的溫度。在疫情期間,我們可以看到某些場合會放置螢幕,上面呈現類似這樣子的畫面。

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事實上,這些儀器測量的,是特定波長的紅外線。紅外線屬於不可見光,也是室溫物體所發出的電磁輻射中,功率最大的波段。只要分析我們身體發出的紅外線,就能在一定程度上判斷我們的體溫。當然,一來我們都不是完美的黑體,二來環境因素也可能產生干擾,所以還是會有些許誤差。

藉由黑體輻射的研究,我們還可以將黑體的溫度與發出的可見光顏色標準化。

在畫面中,有彩虹背景的部分,代表可見光的範圍,當黑體的溫度越高,發出的電磁輻射,在可見光部分越偏冷色系。當我們在購買燈泡的時候,會在包裝上看到色溫標示,就是由此而來。所以,如果你想要溫暖一點的光線,就要購買色溫較低,約兩、三千 K 左右的燈泡。

結語

事實上,在黑體輻射研究最蓬勃發展的 19 世紀後半,正值第二次工業革命,當時鋼鐵的鍛冶技術出現許多重大進步。

德國鐵血宰相俾斯麥曾經說,當代的重大問題要用鐵和血來解決。

就傳統而言,煉鋼要靠工匠用肉眼,從鋼鐵的顏色來判斷溫度,但若能更精確地判斷溫度,無疑會有很大幫助。

德國作為鋼鐵業發達國家,在黑體輻射的研究上,曾做出許多貢獻,這一方面固然可能是學術的求知慾使然,但另一方面,也可以說跟社會的需求與脈動是完全吻合的。
總而言之,普朗克藉由引進能量量子化的概念,成功用數學式描述了黑體輻射;這件事成為後來量子力學發展的起點。儘管普朗克本人沒有察覺能量量子化背後的深意,但有另一位勇者在數年後繼承了普朗克的想法,並做出意味深長的詮釋,那就是下一個故事的主角――愛因斯坦的事了。

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PanSci_96
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這樣吃安全嗎?用科學去看「劑量」與「食安」
衛生福利部食品藥物管理署_96
・2023/10/06 ・2743字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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本文轉載自食藥好文網

  • 文/黃育琳 食品技師

你喜歡吃香腸嗎?香腸嚐起來不但鹹甜多汁,飄散出來的香氣更是令人口水直流,是日常的菜色之一。

然而,香腸的內部環境容易滋生肉毒桿菌,並產生對人類最強的毒素「肉毒桿菌毒素(botulinum toxin)」,只需要 1 克便能毒死一百萬人。

為了避免吃香腸出人命,則需要在香腸內添加亞硝酸鹽以抑制肉毒桿菌生長,但亞硝酸鹽碰到二級胺(通常不新鮮的肉類或海鮮因產生發酵作用或腐敗而生成)可能會產生致癌物質亞硝胺(nitrosamines),一種經動物實驗結果顯示會導致腫瘤的致癌物質。

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天啊!聽起來加與不加,兩邊都很不妙,那我們為什麼還繼續吃下去呢?

這裡忽略了一個很重要的資訊,若導致亞硝酸鹽中毒,需要有一定「劑量」。我們應該去思考,人類如何在不會導致中毒的劑量下,有效運用亞硝酸鹽這個物質 [1]

毒理學中最重要的概念「劑量」

亞硝酸鹽是衛生福利部食品藥物管理署正面表列的合法食品添加物,只要按《食品添加物使用範圍及限量暨規格標準》限量添加(劑量遠低於導致中毒的劑量),那它對人體不但沒有危害,反而能讓我們免於受到肉毒桿菌毒素的威脅。

若是選擇完全不使用亞硝酸鹽,那麼肉毒桿菌毒素中毒的風險則會大大增加。相較之下,使用亞硝酸鹽必然安全許多,既然這樣,世界上還有無毒物質的存在嗎?

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毒理學之父 Paracelsus 先生(西元 1493-1541 年)曾說:「所有化學物質都有毒,世界上沒有不毒的化學物質,但依使用劑量的多寡,可區分為毒物或藥物。」這也是毒理學最重要的基礎概念 [註]

所有化學物質都有毒,差別僅在「劑量」。 圖/envato.elements

所以世界上並不存在完全無毒的食品,只要過量都可能會導致中毒甚至致死,單純用致癌物、有害物質來區分所有物質其實並不正確,而是要注意它的「劑量」。

當然,加工食品也是同樣的道理。

加工食品吃了不好?也是由劑量決定

常聽大家說,常吃加工食品會對人體有害,對健康造成負擔,但是真的完全都不能吃嗎?

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適量吃加工食品對身體是不會造危害的,大家所認為天然非加工食品吃太多也一樣會出事。如維繫人體生命的必需物質「水」,這個看似無害的物質,喝太多卻會造成水中毒。

或者是「母乳」這個直接來自人體的物質,也都可能含有微量抗生素、重金屬或塑化劑等,因為人體在長久接觸整個大環境中的污染後,多少會有毒素累積,要完全無毒是不可能的 [2]

許多人說加工食品之所以不好,是因為有部分加工食品,如早餐加糖的穀片、汽水、零食餅乾、罐裝高湯或熱狗等,糖份、鹽份和脂肪含量通常很高,也沒有其它營養價值,吃太多確實會對身體帶來負擔。

另一方面,前面提到的肉毒桿菌毒素,現在已廣泛應用於去除皺紋、瘦臉或瘦腿等醫學美容;人人聞之色變的劇毒「砒霜」,還可以應用在急性前骨髓細胞白血病(APL)的治療 [2]

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只要使用正確的「劑量」,毒藥也可以變仙丹。

要如何判別毒性大小?看半數致死劑量

如此重要的劑量該怎麼看呢?在毒理學觀察物質毒性大小時,有一項很常用的工具——半數致死劑量 LD50

不同用量的化學物質,實驗動物死亡率亦各不相同,通常物質的劑量與實驗動物的死亡率呈現正比。而半數致死劑量(lethal dosage 50%, LD50),指的就是在動物實驗中,使實驗動物產生 50% 死亡率所需要的化學物質之劑量,值愈小表示毒性愈強。

如肉毒桿菌毒素 LD50 約為 100 ng/kg(毒素重量/實驗動物重量),小白鼠的體重為 0.02 公斤,所以只需要 2 奈克(10-9 克),就可以使一半的實驗小白鼠死亡;日常生活中的食鹽(氯化鈉) LD50 約為 40 g/kg,需要 0.8 克才能使一半的實驗小白鼠死亡,兩者的毒性可說是天差地遠 [3]

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不過在日常生活中,若要妥善運用食品添加物、農藥等物質,就先得找出不會導致中毒的劑量,也就是「無明顯不良反應劑量(no-observed-adverse-effect-level, NOAEL)」。

它是指在動物實驗中,統計上未觀察到任何不良反應的最大劑量,在後續制定容許量時,NOAEL 是很重要的參考指標 [1]

化學物質的毒性大小,要看它半致死劑量的多寡。 圖/envato.elements

「每日可接受攝取量」v.s.「最大殘留容許量」或「使用限量」

若是要找出「人」即使長期每天攝取,也不會對健康造成危害的量,科學家們會根據動物實驗,計算出「每日可接受攝取量(acceptable daily intake, ADI),這個數值將作為政府單位作為安全評估的界線,於此界線下會再考量到飲食習慣或田間施藥測試結果,訂定更嚴格的使用限量(如:食品添加物)或最大殘留容許量(maximal residue level, MRL)作為行政執法的依據,超標的廠商將受到懲罰。

但是超標並不代表會中毒,使用限量或 MRL 是依據一般飲食習慣設定,每日的「總曝露量」遠低於 ADI,對人體不會有不良影響。使用限量或 MRL 皆是在科學的基礎下所計算出的管制劑量,對於在管理食品添加物或農藥殘留是非常重要的 [1]

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毒物學所熟知的「劑量」,大眾也應瞭解

有了劑量的觀念即可明白,即使不小心喝到一杯某一農藥殘留超標 MRL 5 倍的茶飲料,雖然聽起來很可怕,但其農藥總暴露量可能仍遠低於 ADI,更低於 NOAEL,故不需為此感到恐慌。

當大眾看到不認識的毒物名稱時,很容易被恐懼帶著走。而食品安全無法僅靠科學去維護,也需要消費者、媒體、政府和食品業界一起努力,才能做好安全把關。

購買時,建議詳閱食品標示。 圖/envato.elements

因此我們應該了解到食品安全資訊,是需要培養深入認知與討論議題的能力,才能避免流於情緒的宣洩或受到媒體的操弄。

註解

原文為 “All substances are poisons; there is none which is not a poison. The right dose differentiates the poison from a remedy.” [3]

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參考資料

  1. 陳亭瑋,2022。這是毒還是藥?先搞懂「每日容許攝取量」和「最大殘留安全容許量」吧!。行政院環境保護署毒物及化學物質局。
  2. 李霜茹,2017。怎麼決定多少「劑量」對人體有害?── 「PanSci TALK:食品安全基本功」──「PanSci。食藥好文網 TFDA。
  3. Shibamoto, T. and Bjeldanes, L. F. 2009. Introduction to food toxicology.
衛生福利部食品藥物管理署_96
65 篇文章 ・ 22 位粉絲
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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料理系動畫神前激戰鯛魚料理!卻沒告訴你吃魚肝會導致維生素 A 中毒?!
Evelyn 食品技師_96
・2022/03/31 ・3694字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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  • 作者/Evelyn 食品技師

《中華一番》小當家與七星刀雷恩為了爭奪傳說中的廚具永靈刀,進行了一場精采的神前刀工對決。雷恩做了 4 道鯛魚料理,分別為「新奇生魚片」以魚背鰭週邊腹筋、尾鰭所做成;「什錦蔬菜紅燒下巴」、「特製清蒸下巴」兩道皆取自魚頭;最後一道則用魚身製成「生魚薄片」,還另外搭配鯛魚高湯 (估計用魚骨熬煮) 做涮涮鍋。

整條魚都沒有浪費任何一個部位,雷恩真是位非常善用食材、減少剩食的優秀廚師。

小當家做的「真鯛大陸圖」一樣也有 4 道料理,分別作出 4 個不同省份的特色,北京使用麵皮包大蔥和魚背肉;四川是採用魚皮包魚身肉油炸,並淋上紅油醬汁;上海是以鯛尾生魚片包蟹黃;廣東則是蠔油時蔬魚肚肉。

不過你注意到了嗎?兩位大廚師都沒有使用到「魚肝」來做料理。

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因為魚肝會累積高量維生素A或其他毒素,不適合食用,我國於 2007 年就曾發生過食用笛鯛魚肝臟,導致急性維生素 A 中毒的案例。

中華一番!。圖/IMDb

吃魚肝、吃營養補充膠囊,都發生過維生素 A 中毒!

該事件是世界第一起吃笛鯛魚肝,導致急性維生素A 中毒的案例。有一名年約 40 歲的男子於基隆八斗子漁港購買一種大型笛鯛——濱鯛 (Etelis carbunculus),是體長可達 127 公分的大型魚類。

該男子想以魚肝湯替 4 歲女兒補眼睛,將魚肝煮湯後與女兒共食,結果食用完魚肝 3 至 4 小時後出現噁心、嘔吐、腹部不適、頭痛、眼窩痛、全身痠痛、臉部脫皮及紅斑等急性維生素 A 中毒症狀,就醫後不適症狀便改善[2]。 

濱鯛 (Etelis carbunculus)。圖/台灣魚資料庫

其實不只魚肝,西元 1943 年有北極探險家吃了北極熊肝臟後,出現嗜睡、頭痛 及嘔吐等,隔天出現皮膚脫落症狀,亦是急性維生素 A 中毒症狀之現象[3]

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此外,不只有急性中毒,慢性維生素 A 中毒的案例其實較常見,例如香港就發生過,一家庭三姐妹從 2000 年開始每日攝取約 8,000,000 IU[註 1] 的魚肝油膠囊長達 8 年,就醫診斷後三姐妹確認罹患肝肺症候群 (hepatopulmonary syndrome; HPS)[註 2] [4]

明明維生素 A 為人類必需營養素之一,為何還會中毒呢?

脂溶性維生素易累積在體內,過多一樣會中毒!

還是老話一句——「劑量決定毒性」。

因維生素 A 是脂溶性化合物,外觀為呈現淡黃到紅黃色的油狀物質,對空氣及光線敏感。雖有維護視覺功能、維持上皮細胞完整性、維持骨骼生長與細胞生長等許多重要的生理功能。

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但其代謝速度慢,不像水溶性維生素可藉由尿液快速代謝排出,所以服用過量很容易累積在體內 (尤其是肝臟),中毒風險便增加。

此外,它並不是一種單一成分,維生素 A (retinoids) 是一個總稱,主要係由視黃醇 (retinol)、視黃醛 (retinal) 與視黃酸 (retinoic acid) 等所構成,為一群具有 β-紫羅蘭酮 (β-ionone) 結構之脂溶性物質,並根據其側鏈終端的官能基的不同而有多種異構型態。

其中「視黃醇」是維生素 A 在食品中為最普遍存在的形式,其分子式為 C20H30O;分子量為 286.46,其他形式的維生素 A 都是透過它經過各種代謝而產生[5]。 

維生素 A 及其衍生物的分子結構圖。圖 / 參考資料 5
維生素 A 於人體中代謝的示意圖,從視黃醇 (retinol) 向右反應,為氧化代謝產生視黃醛 (retinal),視黃醛再氧化代謝成視黃酸 (retinoic acid);從視黃醇 (retinol) 向左反應,為經長鏈脂肪酸酯化產生視黃酯 (retinyl esters),而視黃醛和視黃酯皆可再轉換回視黃醇。圖 / 參考資料 5

而就毒性大小來看,視黃醇、視黃醇酯最具顯著毒性,故一般探討維生素 A 之過量危害、毒性指標,均是指視黃醇、視黃醇酯。

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那麼我們日常應攝取多少劑量?而多少劑量又是過量的呢?

注意維生素 A 上限攝取量,中毒還分急性與慢性

根據我國所訂定的國人膳食營養素參考攝取量及其說明第七版[6],維生素 A 的建議攝取量 (recommended dietary allowance; RDA) 是以視黃醇當量 (retinol equivalent; RE) 表示,1 RE 等於 1 微克視黃醇,也相當於 3.33 IU[註 1]

一般成人建議攝取量為 500~600 RE / 日,成人上限攝取量 (tolerable upper intake levels; UL) 為 3,000 RE / 日 (約等於 10,000 IU),所以前面提到香港三姐妹每天吃的劑量,大約是「上限攝取量」的 800 倍,還整整吃了 8 年…

所以建議消費者在購買維生素 A 營養補充品食用時,一定要先確認清楚食品標示上的使用單位及每日建議攝取量喔!

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另外,這種維生素 A 食用過量所導致的不適症狀,又可稱為維生素 A 過多症 (hypervitaminosis A),依中毒狀況分為急性中毒和慢性中毒:

一、急性中毒

成人短時間內 (數小時或數天內) 攝取維生素 A 超過 500,000 IU 即可能造成急性中毒,幼童則是為攝取超過 100,000 IU。

症狀包括噁心、嘔吐、頭痛、腦脊髓液壓力增大、暈眩、視力模糊及肌肉不協調。

二、慢性中毒

人體每日攝取超過 25,000 IU 持續 6 年以上,或每日攝取 100,000 IU 持續 6 個月以上,即可能導致慢性中毒。

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症狀可能會出現畸胎、肝異常、骨質密度改變、脫皮、指甲脆化、口裂、脫髮、發燒、頭痛、嗜睡、易怒、體重減少及嘔吐等[5]

維生素 A 有「建議攝取量」與「上限攝取量」,中毒還分急性與慢性中毒。圖/Pexels

吃太多紅蘿蔔也會導致維生素 A 中毒?

除了認識維生素 A 過多會造成中毒之外,也需要理解日常生活中,有哪些食物會讓我們攝取到維生素 A,主要是分為動物及植物來源。

一、動物來源

主要以視黃酯如棕櫚酸視黃酯 (retinyl palmitate) 的形式存在於動物體內中,包括肝臟、魚肝油、奶油、起士及蛋黃等,食用後可立刻被人體利用。

二、植物來源

可合成維生素 A 的前驅物 (provitamin A),也就是常聽見的類胡蘿蔔素 (carotenoid) 如 β-胡蘿蔔素 (β-carotene),其在小腸或肝臟被轉化成視黃醛才能被人體利用。

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類胡蘿蔔素主要存在於深綠色蔬菜、深黃色或橘色之蔬菜及水果當中,如青花菜、菠菜、葡萄柚、胡蘿蔔或南瓜等。

此外,攝取過量的類胡蘿蔔素並不會導致維生素 A 中毒,因為類胡蘿蔔素主要是經小腸內的酵素作用形成視黃醛,不會完全轉化成視黃醇[5]

所以「吃太多紅蘿蔔,會導致維生素 A 中毒」是謠言,短期食用大量動物肝臟,或長期食用高劑量魚肝油、營養補充劑才是造成維生素 A 中毒之主因。

「吃太多紅蘿蔔,會導致維生素 A 中毒」是謠言。圖/Pexels

補充劑服用前應詳閱產品說明,不自行添加劑量

許多人都抱持著多吃維生素,讓身體更健康的觀念,常常服用過量導致不必要的後果。

面對市面上琳琅滿目的營養補充劑,消費者購買前應先瞭解自身所需,並請教專業醫師、藥師或營養師等,完整評估自己的身體狀況,再決定是否要購買。

也要注意不同產品的營養素,會因種類與劑量而有所不同,服用需仔細閱讀產品說明,千萬不要擅自添加劑量。

不過話說回來,幸好雷恩和小當家兩位大廚都沒有料理魚肝給長老評審們吃,不然長老們要是因食物中毒而鬧出人命的話,神前刀工對決直接變成「神前下毒對決」,永靈刀絕對會直接放棄兩位廚師。

註解:

1. 國際單位 (International unit; IU):是用生物活性或生物效價來表示某些維生素、激素、藥物類似的生物活性物質的藥理計量單位。例如食物中含有多種維生素 A 的前驅物 (precursors),在人體內轉化為生物有效性的維生素 A,這些前驅物的活性便可以國際單位表示並比較其效價。

2. 肝肺症候群 (hepatopulmonary syndrome; HPS):診斷的主要三個特徵分別為肝臟疾病、動脈血氧合功能障礙和肺內血管擴張。在肝臟衰竭的患者,其內生性的血管擴張物質增加,進而導致肺血管擴張,氣體交換變差,在臨床上主要表現為呼吸困難和發紺。

參考資料:

1. Muse木棉花,2021。中華一番(舊版小當家) 第31話【囊括四大中華!真鯛大陸圖】

2. 呂曜丞,2012。臺灣大型笛鯛魚之肝臟維生素 A 含量及其肌肉蛋白質電泳分析。國立臺灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。

3. Rodahl, K. and Moore, T. 1943. The vitamin A content and toxicity of bear and seal liver. Journal of Biochemistry 37: 166-168.

4. Lau, V. W. S., Lau, D. C. Y. and Huen, K. F. 2008. Hepatopulmonary syndrome: An unusual presentation of chronic hypervitaminosis A. Hong Kong Journal of Paediatrics 13: 46-52.

5. 黃育琳,2019。以小鼠神經 N2a 細胞模式探討視黃醇之細胞毒性。國立臺灣海洋大學食品科學所碩士學位論文。基隆。

6. 衛生福利部國民健康署,2011。國人膳食營養素參考攝取量修訂第七版 (Dietary Reference Intakes,DRIs)。

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Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼食品生技研發工程師,個性鬼靈精怪,對嗅覺與味覺特別敏銳,經訓練後居然成為專業品評員(專業吃貨)?!因為對食品科學充滿熱忱,希望能貢獻微薄之力寫些文章,傳達食品科學的正確知識給大家!商業合作請洽:10632015@email.ntou.edu.tw