醫史漫遊 by Dr.李明蒼

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    十九世紀俄國的科學家門得列夫，是製作出世界上第一張元素週期表的偉大科學家。

    就如同其它科學上重大的突破一樣，現代化學的元素週期表也是經由一段長時間的孕釀及眾多專家的參與修正，才變成今天的模樣。但是在整個發展史中，門得列夫的貢獻最大。他研究當時已知的六十三種元素，把有相似化學性質的元素放在同一行，並且把把各個元素的資料，包括元素的符號、原子量、元素性質及其化合物，記錄在牆上一塊長方形的紙板上，排列成表，就是現今元素週期表的雛形。利用週期表，門得列夫預言了當時尚未發現的元素的特性，而後來這些元素被發現之後，性質也竟然和他預測的相去不遠！接下來的數十年間，科學家們又發現發現原子序（代表原子核內正電荷的多寡）決定了元素的化學性質，因此將元素依照核內正電荷排列，成為我們目前所熟悉的週期表。

圖二： 鹵素在周期表上的位置（圖片資料來源：Wikipedia）

    周期表上同一行的元素，因為最外層的電荷數目相同而被劃分為同一『族』。同一族的元素，在化學反應上，會有相似的結果。跟甲狀腺荷爾蒙最息息相關的元素 — 碘，屬於7A族，俗稱『鹵素族』。這一族的元素，總共有氟、氯、溴、碘、砈等共五種元素。為什麼7A族又稱為鹵素族呢？因為鹵素可以和很多金屬形成鹽類，而『鹵』字的意思就是『鹽鹼』。英文的鹵素稱之為Halogen，因為希臘語的halos代表鹽，而gennan是形成的意思，合起來是『形成鹽類』，也和這一族元素的特性相符。氟、氯是氣體，溴是液體，碘是固體。其中以氯的存在範圍最廣，其它元素則按照氟、溴、碘的順序依序減少。

    鹵素和我們的生活息息相關，而且無所不在。最常見的例子是自來水的消毒，在台灣的做法是在水中加氯。另外在一些歐洲國家，則是在自來水中加氟消毒。牙科醫師常強調，氟是維持骨骼與牙齒強健不可缺少的物質。因此在牙膏中加氟也是很常見的配方。我們常用的藥水碘酒，就是碘和碘化鉀的酒精溶液，是強效的殺菌劑。另外，還有一種燈泡稱之為鹵素燈泡，是在燈泡內注入碘或溴等鹵素氣體。其色溫與演色性極佳，具有相當良好的集光性，常常作為重點照明的燈源。

    接下來，我們要把目光聚焦在『碘』上面。因為碘正是甲狀腺荷爾蒙的主要成份。甲狀腺荷爾蒙是由甲狀腺的濾泡細胞所製造，主要原料為碘和酪胺酸。如果合成的甲狀腺素含有三個碘原子，稱之為三碘甲狀腺素（Tri-iodothyronine，簡稱T3），如果含有四個碘原子，則稱之為四碘甲狀腺素（Thyroxine，簡稱T4）。身體內存在的大部分都是四碘甲狀腺素T4，但是在作用部位會先被轉換成三碘甲狀腺素T3，因此真正有作用的是三碘甲狀腺素T3。甲狀腺激素對人體之生長、發育和新陳代謝有廣泛的影響。它可以增加身體大部份耗氧和產熱作用、促進心臟肌肉的收縮力、強化交感神經之作用，維持呼吸的驅動能力，促進紅血球之生成和腸胃道之蠕動、強化肌肉神經之反射。此外，對於小孩子之智力發展、生長分化更有不可或缺之重要性。

圖三： 碘結晶（圖片資料來源：Wikipedia）

    海水中含有豐富的碘，因此海中的植物（如海帶、紫菜及昆布）的碘含量都很豐富。遠離海洋的內陸地區則因為土壤中碘的含量不足，導致有可能因為缺碘而造成大脖子。一般而言，每日碘的建議攝取量為150微克（0.15毫克）的碘。孕婦則建議每日攝取175微克，哺乳婦女碘的每日建議攝取量為200微克。值得一提的是，台灣地區自從民國五十五年起，政府已在食鹽中全面添加碘，因此碘攝取不足對一般人而言幾乎是不可能的事，缺碘性甲狀腺腫在台灣也幾乎完全絕跡。

    碘是甲狀腺荷爾蒙的重要原料，當患有甲狀腺狀腺機能亢進時，我們要嚴格限制碘的攝取。除了海帶、紫菜、昆布及海藻等海中的植物不適合食用之外，也應控制加碘鹽的攝取，或是直接使用無碘鹽。無碘鹽必需到各地的台鹽門市公司購買，一般的超市通路有販售的機會並不大。

    談完了碘，接下來，我們要討論的是有關氟的一些爭議。上回有提到，某些歐美國家在自來水當中加氟消毒，早已行之有年，而且氟化物可防止蛀牙也幾乎被大家普遍認同。但是最近的一些研究，反而提出了一些過度使用氟之後的疑慮 — 包括可能對甲狀腺的損害。

    氟和碘一樣，同屬鹵素族，化學反應上多有類似，以往就曾經以氟化物來當做抗甲狀腺的藥物。因為在甲狀腺細胞當中，氟和碘相互競爭酪胺酸。一但甲狀腺細胞合成氟和酪胺酸，那麼製造出來的荷爾蒙將會無效，也因此可以降低甲狀腺荷爾蒙的量。不過，等到目前常用的抗甲狀腺藥物（如普樂治）被發明出來以後，因為治療的效果很好，氟化物就不再被使用於治療甲狀腺亢進。

    氟化物除了上述的抗甲狀腺機制外，最近又發現，它似乎可以直接抑制甲狀腺促進素TSH的釋放，而且又可以防止甲狀腺促進素結合到甲狀腺促進素受體上，甚至於在細胞內訊息傳導的途徑，同樣達到減少體內甲狀腺荷爾蒙濃度的結果。總而言之，就是可能造成甲狀腺功能不足。

    當然，科學界對氟各種正反面的爭議仍在進行當中。持正面態度者，多半引用過去加氟自來水對降低蛀牙上的重大公衛成就，而反對陣營則提出新的證據，希望能使美國環保署調降目前美國地區自來水的加氟量。到底氟對甲狀腺的影響是不是真的這麼大？我們需不需要因為擔心得到甲狀腺低下，而把家裡的牙膏換成無氟牙膏，值得我們密切注意後續的研究報告。