Part 1 人的化學 身體發生了什麼事?
昨天明明沒有喝過頭! 但是為什麼還是宿醉了?
醇是一種化合物的總稱,該化合物有著由氫原子和氧原子所組成的羥基。我們把醇當作是酒喝下肚後,醇會被體內的酵素分解,氫會消失,毒性強的乙醛會留在體內。
這就是宿醉的原因。乙醛是一種有害物質,會引起如嘔吐感及頭痛等,比酒精所引起的生理反應要強上數倍。不過,通常乙醛會在肝臟被一種稱為醛去氫酶的酵素氧化,變成乙酸。之後乙酸會被再分解成無害的二氧化碳,所以不用擔心。
但是呢,當醇攝取過量,醛去氫酶不足時,乙醛就會無法被分解而留在體內,使人產生宿醉。
像這種飲酒過量而導致宿醉的事情是全世界共通的,不過程度還是因人而異。身體中乙醛分解力最強的酵素是乙醛去氫酶,但是根據人種不同,使得有些人此種酵素的分解力較弱。
1983年,根據日本筑波大學原田勝二助理教授(當時職稱)的調查,知道了下列的事項。歐洲人身體中的乙醛去氫酶活動力較強,相較於歐洲人,亞洲人,特別是日本人體內的乙醛去氫酶活動力特別的弱。也就是說,身體中分解酒精的酵素較少,所以容易喝醉。
說不定就是因為在歐洲不會喝酒就活不下來,所以才導致這種人種差異吧。日本人這麼不會喝酒也可以活下來,應該是因為生活環境太幸福的關係吧!
不過,還有其他原因會導致宿醉。例如酒精導致身體內失去平衡,或是為了提升酒的味道或表現該酒個性所添加的添加物※也是導致宿醉的原因之一。
※ 據說添加物較少的酒和較多的酒比起來,即使酒精含量一樣,添加物少的酒引發的宿醉症狀較輕微。
100℃摸了就會大燙傷! 為什麼三溫暖卻不會燙傷?
三溫暖都熱到受不了,裡面的溫度通常都是90℃~100℃左右。如果被差不多溫度的熱水潑到就一定會燙傷,可是非常不可思議的是,在三溫暖裡面卻不會燙傷。
在三溫暖裡面不會燙傷的理由,大致上可以分為3個。
首先,第一個理由是「汗※」。進到很熱的三溫暖後,1分鐘會流20~40公克的汗水。而流汗時會消耗體內的水分,等同於30分鐘就會減少大約1公斤左右的體重。
大量分泌出來的汗水會在皮膚上形成一層由水形成、薄薄的膜。「熱容量」指的是吸收熱的能力,而水的熱容量很大,因此有著不容易加熱的性質。因此可以在高溫中保護皮膚。
第二個理由是三溫暖的「溼度」。三溫暖意外地乾操,且溼度低。因此即使三溫暖內的溫度維持在100℃前後,也不會覺得很熱。另外,就像剛剛提到的,雖然在三溫暖會流大量的汗,但也因為溫度高,所以汗水也會馬上蒸發掉。
液體蒸發時會帶走蒸發熱(氣化熱),而且水的蒸發熱非常大,蒸發10公克的水會帶走身體6大卡的熱。因此,在三溫暖中並不會覺得特別熱。
第三個理由是「空氣層」。皮膚上有一層厚度約數公釐的空氣層,其實這一層空氣層幾乎不會移動。這一層皮膚上的空氣層,溫度接近於體溫,所以不容易離開皮膚表面。而且,空氣本來就不太導熱,因此這一層空氣層也會隔離熱空氣來保護皮膚。
順帶一提,在三溫暖內走動的時候,會覺得皮膚刺痛刺痛的,那是因為皮膚上原本不太動的空氣層被搗亂的緣故。而且,如果在三溫暖裡面更激烈的運動時,空氣層會容易被破壞,而失去保護皮膚的功用,因此嚴禁在三溫暖內運動。
※ 汗水大致上來說有兩個功用。「外分泌腺」分泌出來的汗可以調節體溫,「頂漿腺」分泌出來的汗則可以排出體內的老廢物質。
我是不會緊張的類型! 但是為什麼心臟卻還是蹦蹦跳?
心臟,是由稱為心肌的肌肉所組成的。心肌是一種特別的肌肉,全身上下只有心臟有,而且也是全身的肌肉中最堅韌的肌肉。心肌規律正確的舒張收縮時,就會將血液送出動脈,經過靜脈回到心臟中,循環全身。
心臟的收縮大約是每秒重複一次,當人安靜沒有移動的時候,心臟大約可以在1分鐘左右送出約5公升左右的血液。一整天大約送出7到8噸,差不多等於一台載重約1萬公升的油罐車了。
血液的供應量會因為身體的狀態而產生極大的差異。比如說,激烈運動時,心跳數會上升。心臟就會變得痛苦,變成蹦蹦跳的狀態。心臟變成這種狀態時,每跳一次所輸送的血量就會增加。運動時心臟送出的血量最高為1分鐘35公升,是靜止狀態的7倍左右。
除了因為運動使心跳數上升時,我們的心臟有時候也會蹦蹦跳。比如說,被嚇到的時候,或是心急激動的時候,心跳速度也會比平常快,快速地蹦蹦跳。
使心臟「蹦蹦跳」的,就是去甲基腎上腺素※和腎上腺素,是一種神經傳導素質(俗稱腦內荷爾蒙)。適量的去甲基腎上腺素及腎上腺素存在於人的大腦時,可以使人適度地緊張,可以更有精神地過生活,而且加強集中力和讓人更積極。但是,當這些物質過剩時,會讓人產生不安或導致躁鬱狀態;相反地,這些物質不足時,會使人心情低落,容易陷入憂鬱狀態。
當人的大腦受到驚嚇或是情緒高漲時,交感神經的末端會釋放出去甲基腎上腺素。此時心肌細胞會受到去甲基腎上腺素的刺激,收縮的速度會比平常要來得快,也會比平常要來得用力。此時心臟就會蹦蹦跳了。
※ 一般來說,去甲基腎上腺素負責活化思考及意識的工作,而腎上腺素則是在體內循環,負責傳遞興奮訊號給各個器官。
我只喝水! 為什麼尿液是黃色的?
尿液的顏色,雖然有濃淡差異,但是基本上是黃色的。這個顏色的主要成分是尿色素和尿膽素,是膽汁內黃色色素—膽紅素※分解後的產物。順帶一提,尿色素的原文「Urochrome」和尿膽素的原文「Urobilin」中,「Uro」的意思就是「尿」。
尿色素和尿膽素都是容易溶於水的物質,所以會從腎臟經過膀胱,進入到尿液裡面。另外,食物中容易溶於水的物質也大多是黃色,所以尿液才會是黃色的。
另一方面,食物及飲料中其他的色素大多不易溶於水。例如咖啡中褐色的大分子及使番茄呈現紅色、稱為番茄紅素的胡蘿蔔色素也幾乎不溶於水。
剛剛提到的物質及色素都不溶於尿中,因此反而容易混在糞便裡。比如說,吃很多放了綠色蔬菜的料理,例如越南料理後,有時候隔天大便帶著綠色的原因就是這個。
話說回來,為什麼尿液的顏色有濃有淡呢?其中一個理由就是濃度。尿量愈少顏色就愈濃;相反地,尿量愈多時就愈淡。
另一個原因,就是看你吃了什麼和喝了什麼了。比如說,吃了很多橘子,而橘子裡面含有很多易溶於水的黃色色素,或是喝了很多濃綠茶等,都會讓尿液的顏色變濃。
另外,維他命B群也是一種容易溶於水中的物質,而且也大多是黃色的。因此當攝取的量多過於身體需求量時,多餘的維他命就會隨同尿液排出體外,尿液也會因此變濃。
※ 膽紅素是來自於胰臟等器官,是壽命約120天的紅血球中的血紅素遭到破壞後所組成的。
A型流感、B型流感、禽流感……為什麼流感會流行呢?
所謂的流感,就是感染到流感病毒的疾病。病毒比細菌還小,構造上來說也比較單純。因為病毒只有蛋白質和乘載了基因情報的核酸(DNA或是RNA),因此沒有辦法自我增殖,必須要寄生在人或動物身上才能增殖。流感病毒擁有著RNA,因此也被稱為「RNA病毒」。和DNA病毒相較起來,RNA病毒較容易在增殖時突變,而流感病毒又比其他的RNA病毒更容易產生突變。而且也沒有辦法預測病毒什麼時候會突變成新種的流感病毒,擁有什麼特徵也無從得知。
人體原本就會在異於人體的物質(抗原)進入體內時,產生抗體來進行防禦。但是當突變之後的病毒進入身體之後,因為與原本的抗原不同,身體就沒有辦法防禦了。所以流感才會流行。
流感又分成季節性流感和新型流感。稱為A型、B型流感的是屬於季節性流感。季節性流感病毒的抗原會產生微小的變化,因此每年在世界各地都會流行。A型流感※1的傳染力最高,C型則是最低。流感疫苗則是預測每年會流行什麼樣的病毒後,混合病毒所製造而成的,因此每年都接種一下比較好喔。
另外,有時候會出現大幅度突變的流感病毒,使流感大流行。這就是剛剛提到的新型流感。因為身體沒有抗體的緣故,因此感染人數會比季節性流感還多。
即時現在已經到了21世紀,還是持續發現了顛覆至今為止對病毒看法的巨大病毒※2,真是非常令人驚異。
※1 A型流感可配成144種不同的亞型(HA16種XNA9種)。
※2 武村政春《巨大病毒與第4領域 生命演化理論的模式轉換》(講談社Blue Backs出版)。
我不暴飲暴食! 但是為什麼還是得了胃潰瘍?
所謂的胃潰瘍,就是胃因為某些原因,消化了自己,導致胃粘膜損傷,甚至連包覆著胃部的肌肉都遭受到損傷的疾患。
胃液主要是消化蛋白質。蛋白質經過胃液消化分解後,變成了分子更小的蛋白腖。但即使是這樣的尺寸還是太大了,沒有辦法透過消化器官的內壁吸收到體內。因此蛋白腖會再經由十二指腸分泌的胰液分解(消化)成更小的胺基酸。不過,因為胃壁也是由蛋白質所構成的,因此胃液也具有可以將胃壁分解消化掉的能力。當然,為了防止胃壁被胃液消化,胃壁上有一層粘膜保護,讓胃壁不至於被消化掉。
胃液是由三種成分構成,分別是分解蛋白質的胃蛋白酶原、鹽酸及黏液,這三種成分分別由不同的腺體所分泌。以前有一個「平衡說」,假設胃蛋白酶原和鹽酸是攻擊因子,黏液是防禦因子,當這兩方有一方過強、一方過弱的時候,就會導致胃潰瘍。
不過,最近成為話題的是「幽門螺旋桿菌※」。幽門螺旋桿菌所釋放出來的毒素,會傳導錯誤的訊號給胃粘膜細胞,讓胃粘膜細胞開始自行剝離,導致胃液及消化酵素直接碰觸胃部組織,而導致胃潰瘍。
雖然幽門螺旋桿菌會隨著人的排泄物排出體外,但感染胃部的原因大多是環境髒亂,經由他人口所感染的。說是這樣說,並不是所有感染幽門螺旋桿菌的人都會得胃潰瘍。目前日本人大約有一半的人體內有幽門螺旋桿菌,但是實際上得胃潰瘍的人只有4%左右而已。剩餘96%的人則是與幽門螺旋桿菌共存,如果是要說明為什麼可以共存,之前提到的「平衡說」應該就是有效的說法了。
※ 幽門螺旋桿菌棲息在胃粘液中,如果直接碰到鹽酸就會被溶解掉,因此幽門螺旋桿菌會分解尿素產生阿摩尼亞來中和鹽酸,並保護自己。