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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：
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。
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。
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。
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。