肚子裡的小石頭——談談膽結石的形成

更新日期:3 天前

責任編輯/呂咏芯

核稿編輯/林翊庭

圖說美編/陳怡潔


難度:★★☆☆☆

應備知識:膽汁功能

連結大學:解剖學、生理學、生物化學


以前,當我還是小小孩的時候,在園子樹蔭下躲避豔陽、大啖甜美多汁的水果時,總會想:「大樹也是小小的種子長大變成的,如果我不小心吃掉水果的籽,會不會也在肚子裡長出一棵大樹?」一想到大樹在我身體裡越長越大,我就嚇得全身發抖。當我把這個異想天開的想法告訴阿嬤,她又好氣又好笑的說:「憨因仔!麥擱烏白想啦![註1]」又有一次,弟弟嚼口香糖時一不小心把口香糖吞進肚子裡了!他哭哭啼啼的跑去找阿嬤,阿嬤緊張的說:「唉喲!嘿會變作石頭抵哩巴豆內餒![註1]」我在一旁疑惑的想,肚子裡沒有大樹,難道會有石頭嗎?

  現在我們知道,肚子裡不會長出大樹,但真的會有石頭!即使你沒有誤食了口香糖,身體中還是可能產生結石,這些固體結晶可能不會造成異樣,但越積越大,最後也將傷害你的身體。前一陣子引起風波的「肝膽排石法」,就是因為對於「膽結石」的治療引起爭議。可是膽結石是什麼?它又是怎麼形成的呢?雖然一想到身體裡面有許多小石頭就覺得毛骨悚然,但知己知彼,百戰百勝,我們還是趕緊來看看這些小石頭的來歷吧!

肝膽在哪裡?

  在介紹膽結石之前,當然要先知道膽到底在哪裡!古人流傳的智慧結晶——成語都告訴我們了「肝膽相照」,所以肝臟和膽囊的位置確實很接近,然而雖說肝膽「相」照,但真實情況倒是肝臟像大哥一樣罩著小弟膽囊,畢竟兩者大小相差太大了!肝臟是體積最大的內臟,佔據了人體的右上腹;而膽囊大小大概只有半個縱切的滑鼠大,位於肝臟的下端的膽囊窩(Gallbladder fossa)中[1]。

  提到膽囊,大家可能會想到膽汁。在國、高中生物課本有提到,膽囊是儲存膽汁的場所,真正分泌膽汁的腺體是旁邊的大哥肝臟。這些膽汁由肝細胞分泌後,透過肝臟中的膽小管(Bile canaliculus)運輸,匯集到總肝管(Common hepatic duct)後,連接膽囊管(Cystic duct)再送到小弟膽囊這邊保管,等待時機來臨時排出。要排出膽汁時也會經過一連串管道,接下來我們就搭配(圖一),一起來看看膽汁的旅程!首先膽汁通過膽囊管,與總肝管會合形成了總膽管(Common bile duct),膽汁沿著總膽管流呀流,碰到了好鄰居胰臟,胰臟分泌了消化食物的胰液,這些胰液順著主胰管(Main pancreatic duct)排出後和在總膽管內的膽汁會合,這個會合的地方稍微膨大,稱為肝胰壺腹(Ampulla of Vater),最後混合液終於進入十二指腸,開始它們的消化工作[1]。在這段中提到好多不同的管道名稱,看得頭昏眼花!但其實因為區段不同,運輸膽管的通道(以下稱膽道,Biliary tract)才有了不同的名字,看(圖一)就會發現沒有那麼複雜喔!剛剛介紹了膽汁的旅途,但膽汁本身究竟是什麼?讓我們繼續看下去~

膽汁

  膽汁中有95%都是水分,裡面溶有許多代謝廢物,或是能幫助脂質乳化的物質。包含膽汁酸(Bile acid)、膽固醇(Cholesterol)、磷脂質(Phospholipid)、膽紅素(Bilirubin)等[2]。咦,那生物課本中提到能乳化脂質的膽鹽(Bile salt)呢?其實大家最熟悉的膽鹽正是膽汁酸的鹽類形式,一般都是由膽汁酸和鈉離子形成的鈉鹽,在膽汁中它們也大多以膽鹽的方式存在。膽汁酸由膽固醇代謝而來,在肝臟中製造出的就稱為初級膽汁酸(Primary bile acid),這些膽汁酸非常「環保」,都可以再利用喔!初級膽汁酸經過腸道後,會被腸道中的細菌分解改造,形成次級膽汁酸(Secondary bile acid),接著透過腸肝循環(Enterohepatic circulation)[2],順著血管再回到肝臟中準備下一次的任務。

  膽汁有兩項主要的任務:乳化脂質和排除廢物。乳化指的是將大分子的物質變成小分子,屬於物理性質的消化,其中負責乳化的就是膽鹽。膽鹽因為擁有親水端和疏水端,疏水端可以先與脂質結合,再把脂質分成許許多多小油滴,疏水端在內、親水端在外地把油滴包覆。另一方面,膽汁中含有許多代謝廢物需要排除。例如體內過多的膽固醇主要就從膽汁中排除[2];還有上一段提到的膽紅素其實也是身體裡的代謝廢物,它原本是紅血球中的血紅素,血紅素在經歷脾臟中的轉換、肝臟中的加工後形成膽紅素,經過一連串處理後成為尿液和糞便的顏色排出體外。膽固醇、膽紅素都不太容易溶解,如果它們太多了或出了某些差錯,就可能會形成結石。了解膽汁成分與功能後,接著我們就來看看膽結石怎麼形成吧!

膽結石形成

  雖然同樣都是結石,但結石可能由膽固醇組成,可能由膽紅素組成,也有可能兩者都有。膽固醇結石在西方人身上較常見,而混合型的結石東方人較常見[3],但近年來因為飲食習慣改變,東方人有膽固醇的結石比率也逐漸增高[4]。膽結石形成可以用道路上的車流來想像。還記得每次春節、中秋、端午連假,路上總是滿滿車潮,動彈不得的景象嗎?平時車流量小時沒什麼阻礙,但當人多、車流量大時,發生車禍的機率提高了,路上一群群的人潮也讓交通更不通暢,堵塞了道路。膽結石生成也是如此,膽固醇和膽紅素太多了,沉澱下來的膽結石卡在膽囊開口或是膽道上,阻礙膽汁流動,形成身體中的「塞車」。

  現在我們就用車潮和人潮來想像膽固醇型的結石。人類走路的速度比車子慢得多,人多了也更容易阻塞,所以搭上汽車常常能讓交通更快速便利。膽固醇就像人們,走路速度慢在這裡表示它的「溶解度低」,因此它需要速度快的車子幫忙——車子指的就是膽鹽和磷脂質,它們幫助膽固醇順利溶在膽汁中。前面提到膽鹽具有親水端和疏水端,磷脂質也是,它們疏水端向內、親水端朝外,把膽固醇包起來,形成一個個微胞(Micelle)散布在膽汁中[4],因為微胞外圍是親水端,所以溶解度很高,它們就好像載著乘客的車子一樣。然而,如果要搭車的人太多,或是車子數量根本不夠,就會有許多無車可搭的人們,只能徒步行走在路上,人群反而因此堵塞了交通。這種情況就是膽固醇太多或是膽鹽和磷脂質太少,多餘的膽固醇無法被膽鹽和磷脂質包覆,溶解度太低因而析出,形成一顆顆黃色的膽結石(圖二)。除了這項原因,無法將膽汁全部排出膽囊,膽汁持續累積在膽囊中也會生成膽結石,而這反應在膽囊收縮能力不足上。這是因為十二指腸受食物刺激後,會開始分泌膽囊收縮素(CCK),刺激膽囊收縮以排出膽汁來幫助消化。如果負責接收CCK訊號的受體受損,使得膽囊的平滑肌細胞無法正常、有力地收縮,膽汁累積太多、膽囊不斷吸收水分下,自然就產生許多膽固醇沉澱[1],就好像路況不佳而造成的堵塞!既然路況不佳,重鋪馬路來改善路況一定能讓交通更便利吧!這就好像我們人體中減緩結石生成的機制。既然成因主要是膽固醇太多,那就想辦法讓它們能溶到膽汁中而不沉澱!身體裡就是藉由膽汁酸化(Acidification)讓膽汁變得更酸來「改善路況」,使鈣鹽和膽固醇的溶解度提高,沉澱因此減少[1]!

  另一種結石是膽紅素形式,裡面多多少少也會混雜著膽固醇,膽紅素越多,結石顏色就越偏向黑色。前面說過膽紅素的前身是血紅素,所以當發生溶血[註2]時,要排出的血紅素太多,造成膽紅素太多,過多的膽紅素容易在膽汁中和鈣離子形成膽紅素鈣(Calcium bilirubinate)的沉澱,形成黑色的結石[3]。

  這段告訴你膽結石的成分雖不同,但都是因為不溶物太多導致沉澱。膽結石生成和許多因素有關,包括年齡、性別、肥胖程度等等,如女性因為體內較多雌激素所以膽固醇含量較高;肥胖者膽固醇較多,所以兩者都容易形成膽結石。那麼形成膽結石後,對身體會帶來什麼影響呢?

膽結石的症狀與治療

  交通阻塞、人潮過多讓環境髒亂、失去秩序,在膽囊和膽道中這就是疾病。想像一下,膽囊內充滿一顆顆膽結石,當要排出膽汁時膽囊一收縮——結石就這樣一同被擠出。還記得(圖一)的膽囊與膽道構造圖嗎?現在你可以想想當膽結石受力被排出,它們可能卡在什麼地方。所有膽汁排出時會經過的地方包括膽囊開口、膽囊管、總膽管,甚至是主胰管開口都有可能。結石摩擦膽囊和膽道壁造成發炎,就可能造成膽囊炎(Cholecystitis);而膽道的阻塞形成了輸膽管結石症(Choledocholithiasis),若結石不幸塞住了主胰管,含有豐富酵素的胰液無法順利排出,於是這些酵素就開始消化胰臟自己,將會導致可能致命的胰臟炎(Pancreatitis)[4]!

  上面提到各種炎症反應,都會造成發燒、白血球增多等現象。由於膽囊位於人體右上腹,所以膽結石造成的疾病常常讓患者的右上腹斷斷續續絞痛,在臨床上有一個重要的方法,用以檢測是否有膽囊炎,稱為墨菲氏徵(Murphy sign)[5]。首先請患者平躺在床上,醫師的手觸摸在膽囊位置(沿著鎖骨中線往下至肋骨邊緣,約在第九肋),當患者深吸一口氣,肋骨上舉、橫膈收縮向下時,膽囊就更容易被醫師的手觸摸擠壓,如果有膽囊炎的患者就會因疼痛而暫時停止吸氣,這種跡象就是墨菲氏徵(圖三)!除了發炎反應造成的疼痛,膽汁、胰液這些協助消化的液體無法順利排出,也會使膽結石患者有消化不良的症狀。

雖然網路上有許多治療膽結石的做法,但如果結石沒有造成身體不適,並不需要特別處理,定期追蹤即可[4, 5]!如果結石已經造成發炎現象,經過醫師診斷,較輕微的症狀可以服用膽鹽來增加膽固醇的溶解度,有點像派送更多輛車子去接送堵塞交通的乘客們!但是,如果結石太大了,可能就必須考慮將膽囊切除,因為口服膽鹽並不是一勞永逸的做法,而且膽鹽不一定能將所有結石溶解,未完全溶解的結石淤積、堵塞、傷害了膽囊後,可能會誘發癌症或是嚴重的胰臟炎!所以膽囊切除術(Cholecystectomy)也是一種常見的膽結石治療方法,可以預防這些未來可能發生的重大疾病[4]。除此之外,說到結石大家腦海中可能會想到另一種療法——震波碎石術!利用體外震波把結石震碎再排出是一個非常適合「腎結石」的方法,但卻不適合膽結石,因為即使膽結石被震碎,還是容易卡在狹窄的膽道而引起發炎,所以現在膽結石的治療方法仍以口服膽鹽和膽囊切除術為主!


  今天向大家介紹身體中的「石頭」,雖然看到地上那些黑黑髒髒的石塊,想像它們就在自己肚子裡,確實會覺得噁心可怕;但仔細想想,不過就是一些不溶物形成的沉澱罷了!如果膽囊沒有力氣好好把膽汁排出,沿著膽囊管、總膽管、肝胰壺腹流到十二指腸中,就會讓過多膽汁留在膽囊,形成膽固醇和膽紅素的沉澱。有一點點結石而沒有不適還算正常,但當結石太大,堵住膽囊開口或膽道可就麻煩了!所以我們才需要藉由藥物或手術來治療膽結石造成的各種疾病。網路上常常流傳許多神奇的肝膽排石法,不一定經過科學驗證,如果因此盲目嘗試,反而可能傷了自己的身體!所以當你感到右上腹疼痛時,最好的方法還是趕緊去找醫生囉!

  進一步了解了結石的生成後,當下一次你的朋友、弟妹,甚至孩子誤吞了口香糖,擔心害怕身體裡的「石頭」時,你又多一個科學故事可以講啦!趁機機會教育一下,讓大家更了解自己的身體,也培養獨立判斷流言的能力!

看完文章後,你應該會知道:

  1. 肝臟分泌膽汁,經由肝管流至膽囊儲存,膽囊受CCK刺激後再經由膽道排出膽汁。

  2. 膽汁含膽鹽、膽固醇、磷脂質、膽紅素等,可協助乳化脂質與排除廢物。

  3. 膽鹽和磷脂質可幫助膽固醇溶解,膽汁中物質失衡或膽紅素過多就易形成結石。

  4. 膽結石引起發炎,主要靠口服膽鹽和膽囊切除術治療。

參考資料:

[1] El Hadi, H., Di Vincenzo, A., Vettor, R., & Rossato, M. (2019). Food ingredients involved in white-to-brown adipose tissue conversion and in calorie burning. Frontiers in Physiology, 9, 1954.

[2] Giralt, M., & Villarroya, F. (2013). White, brown, beige/brite: different adipose cells for different functions?. Endocrinology, 154(9), 2992-3000. [3] Nedergaard, J., & Cannon, B. (2018). Brown adipose tissue as a heat-producing thermoeffector. In Handbook of clinical neurology (Vol. 156, pp. 137-152). Elsevier.

[4] Urry, L. A., Cain, M. L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Reece, J. B. (2017). Campbell biology. Pearson Education, Incorporated.

[5] Lidell, M. E. (2018). Brown adipose tissue in human infants. In Brown Adipose Tissue (pp. 107-123). Springer, Cham.

[6] Zoico, E., Rubele, S., De Caro, A., Nicole, N., Mazzali, G., Fantin, F., ... & Zamboni, M. (2019). Brown and beige adipose tissue and aging. Frontiers in Endocrinology, 10, 368.

[7] Yoneshiro, T., Matsushita, M., Hibi, M., Tone, H., Takeshita, M., Yasunaga, K., ... & Saito, M. (2017). Tea catechin and caffeine activate brown adipose tissue and increase cold-induced thermogenic capacity in humans. The American journal of clinical nutrition, 105(4), 873-881.


[註1] 此兩句臺語發音,第一句中文翻譯:「傻孩子!不要再亂想啦!」第二句翻譯則是:「唉呀!那個會變成石頭在你肚子裡欸!」

[註2] 溶血(Hemolysis)指的是大量紅血球不正常破裂,導致紅血球中的血紅素流到血漿中,這些血紅素最後會送到脾臟、肝臟處理,轉換成膽紅素。



0 則留言