工程師管窺高血壓--自求多福的經驗談（上）

高血壓（Hypertension）與頻脈（Tachycardia）

噹～噹～噹～，急促的警報聲響徹夜空，正在廠區巡視的值班工程師急急忙忙衝回到中央控制室，看看到底發生什麼異常事件，原來是反應區的壓力太高了！石化工廠是由反應槽、蒸餾塔、換熱器、泵浦、壓縮機、控制閥、釋壓閥、儲槽等設備元件組成的生產系統，設備之間的物質輸送是依靠彼此相連的管道。反應區發生壓力異常，值班工程師就必須迅速查核發生原因並予以排除。壓力異常可能是控制閥門故障、壓縮機故障、溫度異常等等原因；而溫度異常可能是源自於原料成分或流量變動導致化學反應異常，熱交換器故障或是冷卻水系統故障。

人體是一個比化工廠更精密、複雜的生化反應系統，類似於化工廠的管道系統，人體的血管聯繫五臟六腑；神經網絡也如化工廠的自動控制系統一樣，調控人體的正常運作。由此可知導致人體血壓發生變化的因素，也必然是錯綜複雜！只是先進的化工廠到處裝設有感測器，能夠隨時示警何處發生異常現象，人體的疾病只能靠問診及醫學檢測來推測疾病的根源。

雖然已過耳順之年，血壓一向都在低位水平，2021年初某日，腰椎及薦椎處因為錯位引起疼痛（這裡是自律神經的端點），以辦公室的隧道式血壓計量測，血壓竟然飆高到180mmHg，重複測量兩次都失敗，立即返家以手臂式血壓計測量，螢幕總是顯示ERROR，情況不妙！立即求助一位兼做脊椎整復（Chiropractic）的中醫師，經過檢查、腰椎復位、針灸之後，收縮壓降到140mmHg。2022年2月初，開始到市立聯合醫院心臟內科診治，做了心電圖。醫師診斷為原發性高血壓，一年多來嘗試過不同類別、不同劑量的高血壓藥物，但都無法有效控制。

後來發現高血壓常伴隨高心率出現，靜息心率每分鐘約90次或更高，走樓梯上到4樓心率就飆升到130次以上，但是並未有姿勢性心搏過速的症狀（Postural tachycardia syndrome）。醫師於是增加了β-blocker（乙型阻斷劑）藥物，初期頗為有效，但逐漸出現效用遞減的現象。同醫院的內分泌科醫師得知該醫師一直未曾幫我做其它的檢查，建議我更換醫師；同時也應我的要求檢查了腎上腺素、正腎上腺素、兒茶酚胺含量，數據都在正常範圍，可以排除內分泌的因素。之後轉到醫學中心做進一步的檢查，包括24小時心電圖、血糖、血脂及膽固醇、腎臟功能，但都無法找出病因；心臟超音波也排除了心血管狹窄、瓣膜閉鎖不全的因素。專科醫師認為我沒有心律不整的情況，正常運動應該沒有太大風險，只開了幾顆降低心率的β-blocker類藥物備用，並沒有安排回診。

電影「侏儸紀世界」有句震撼人心的台詞：「生命會自尋出路！」在尋求常規的醫療及藥物治療（Pharmacotherapy）無效之後，只好自力救濟，嘗試從病理生理學（Pathophysiology）的角度尋找可能的病因（Etiology），探索是否有因為營養缺失導致的生化損傷（Biochemical lesions）。從此大量瀏覽期刊文獻，瞭解因特定營養素缺失誘發的疾病之機制、進程與臨床表現的症狀與徵候，再比對自己的健康變化，按圖索驥期能找出被忽略的高血壓病因。

高血壓是流行全世界的國民病，依據衛福部2017-2020年國民營養健康狀況變遷調查結果顯示：台灣地區65-74歲年齡層之男性高血壓盛行率為60.6%、女性則為58.5%，而且盛行率隨年齡遞增！高血壓通常伴隨心血管疾病、腦中風、糖尿病、腎臟病、眼疾等慢性病出現，依據衛生福利部112年死因統計資料顯示，國人因高血壓導致心血管疾病死亡如心臟疾病、腦血管疾病及高血壓性疾病等，分別在十大死因為第2位、第4位及第7位，已超過3.8萬人死亡，即每4.5人死亡中就有1人是死於高血壓直接相關的三種疾病。但是高血壓屬於非特異性症狀（Non-specific symptoms），很多疾病都會出現這個徵候，所以不具有鑑別某種疾病特有的特徵性（Pathognomonic）。

影響血壓變化的主要原因：一是心臟泵送的血液量，每次心搏送出的血液愈多或是心搏頻率越高，血管承受的壓力就愈大；二是動脈的彈性及管徑大小，彈性越佳、口徑越大，血壓的起伏就越小。會導致高血壓的原因，包括基因、老化、藥物、肥胖、懷孕、生活及飲食習慣、疾病、電解質失衡等。因高血壓而就診時，除了先行測量血壓、身高、體重之外，醫師還會詢問個人及家族的病史、年齡、飲食習慣、生活作息，以及可能影響血壓之心理、社會及環境因子；這有助於醫師初步判斷症狀是屬於原發性（Primary hypertension）高血壓還是續發性高血壓（Secondary hypertension）。前者的白話文就是原因不明，所以常常歸咎於遺傳、老化、不良生活習慣或壓力等因素；而後者則是指由疾病或藥物所誘發的高血壓症狀，表一所列為各種續發性高血壓的可能原因。

表一、續發性高血壓的可能原因

一、 Renal Hypertension腎因性高血壓

• Renal disease腎臟病變
• • Kidney failure腎衰竭（蛋白尿、肌酸酐過高）
  • Renal Artery Stenosis腎動脈狹窄
  • Acute and chronic glomerulonephritis急性及慢性腎絲球腎炎
  • Chronic interstitial nephritis慢性間質性腎炎
  • Cystic kidney disease腎囊腫
  • Polycystic kidney disease多囊性腎病變
  • Diabetic nephropathy糖尿病腎臟病變
  • Polyarteritis nodosa結節性多動脈炎
  • Collagen-vascular disorders膠原性血管疾病（又名風濕性疾）
  • Congenital hypoplasia先天性發育不全
  • Vesicoureteral reflux膀胱輸尿管逆流
  • Unilateral hydronephrosis單側腎臟水腫（腎積水）
  • Post-radiation nephritis輻射引起的腎炎
• Renovascular disease（unilateral or bilateral）腎血管性病變
• • Atherosclerotic renal artery stenosis粥狀硬化腎動脈狹窄
  • Fibromuscular dysplasia腎動脈肌肉纖維發育不良
  • Rare causes罕見原因，如腎血管肌脂肪瘤、腎細胞癌、Alport Syndrome、Fabry disease等
• Renin-producing tumor促進腎素分泌腫瘤
• Kidney transplantation腎臟移植

二、 Cardiovascular and Artery Hypertension心血管及動脈性高血壓

• Aorta coarctation主動脈窄縮
• Atherosclerosis動脈粥狀硬化
• Atherothrombosis動脈粥狀栓塞
• Arteriosclerosis血管硬化
• Arterial Occlusion動脈阻塞
• Mitral regurgitation瓣膜閉鎖不全
• Congenital vascular defect先天性血管缺陷
• Increased cardiac output心輸出量增加

三、 Pulmonary Disease肺性高血壓

• Pulmonary Hypertension肺動脈高壓
• Acute pulmonary edema急性肺水腫
• Obstructive sleep apnea阻塞性睡眠呼吸中止症

四、 Endocrine Hypertension內分泌性高血壓

• Cushing syndrome庫欣症候群（由腦下腺瘤引起）
• Primary aldosteronism原發性高醛固酮症（Conn's syndrome康氏症）
• Mineralocorticoid hypertension鹽皮質激素高血壓
• Pheochromocytoma嗜鉻細胞瘤
• Hyperthyroidism甲狀腺機能亢進
• Hypothyroidism甲狀腺機能低下
• Primary hyperparathyroidism原發性副甲狀腺機能亢進
• Acromegaly肢端肥大症
• Neuroendocrine tumor神經內分泌瘤（Carcinoid類癌腫瘤）

五、 Metabolic and micronutrients disorder代謝及微量營養素異常

• Diabetes mellitus糖尿病
• Dyslipidemia血脂異常
• Obesity肥胖症
• Hypernatremia高血鈉
• Hypokalemia低血鉀
• Hypomagnesemia低血鎂
• Vitamin B₁, B₉ and B₁₂ deficiency維生素B₁、B₉及B₁₂缺乏
• Refeeding Syndrome再餵食症候群

六、 Neurogenic Hypertension神經性高血壓

• Increased intracranial pressure顱內壓升高
• Sleep apnea syndrome睡眠呼吸中止症候群
• Familial dysautonomia家族性自律神經失調
• Acute porphyria急性紫質症
• Lead intoxication鉛中毒

七、 Toxicant and Drug Induced Hypertension毒品及藥物引起的高血壓

• Contraceptives避孕藥
• Nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) 非類固醇消炎藥
• Sympathomimetics擬交感神經藥
• Erythropoietin促紅血球生成素
• Cyclosporine環孢素
• Alcohol酒
• Amphetamine安非他命
• Cocaine古柯鹼
• Anabolic steroids合成類固醇

八、 Additional Causes其它原因

• Cerebrovascular disease腦血管病變
• Hypertension in Pregnancy妊娠性高血壓
• Pre-eclampsia妊娠毒血症（子癲前症）
• Polycystic ovarian syndrome多囊性卵巢症候群
• Systemic sclerosis全身性硬化症

對抗高血壓的西藥可分為八類：一、利尿劑，排除身體多餘的水份和鹽份以達到降血壓效果；二、血管緊張素轉換酶抑制劑，令血管鬆弛而降低血壓；三、血管緊張素Ⅱ接受體拮抗劑（Antagonist），幫助血管鬆弛從而降低血壓；四、鈣離子拮抗劑，鬆弛血管的平滑肌，擴大動脈並提高彈性以降低血壓；五、乙型受體阻斷劑（β-blocker），減慢心跳和減低心臟的泵力，從而降低血壓；六、甲型受體阻斷劑（α-blocker），令血管鬆弛，使血液更容易流通而達到降血壓效果；七、血管舒張藥，透過擴張血管而降低血壓；八、中樞性降壓藥，刺激在中央神經系統中的α-2腎上腺素受體，從而降低交感神經張力及導致血壓降低。

如果使用包括利尿劑在內的三種不同類別的降血壓藥，在可忍受的最高劑量下仍無法有效控制血壓，則被歸類為頑固型高血壓（Resistant hypertension）；如果使用包括長效性利尿劑及鹽皮質激素受體（Mineralocorticoid receptor）拮抗劑在內的五種降血壓藥，在可忍受的最高劑量下仍難有效控制血壓，則被歸類為難治性高血壓（Refractory hypertension）。無論如何稱呼，總之就是沒有找對造成高血壓的真正原因，當然無法藥到病除！

工程上解決問題的方法：一種是反應性（Reactive）管理，是對異常事件迅速做出反應，目標是減輕事件的影響；另一種是主動性（Proactive）管理，從各方面詳細分析導致不良事件的潛在原因，然後採取適當的改善措施，重點是消除發生問題的原因而不是其影響。在生產製程做troubleshooting的人，必然都曾經求助於RCA（Root Cause Analysis，根本原因分析）。RCA是一種系統化的問題解決方法，藉由分析、確定導致不良事件發生的根本原因，從而找出解決方案以防止不良事件再度發生，而非僅僅是消除問題的表徵。RCA的重要步驟包括：精確地識別和描述問題；建立從正常到發生問題的時間線；列出各種潛在原因並辨識出根本原因；確認根本原因和問題之間的因果關係，從而找出解決方案。

若與治病作對照，醫師會根據病人主述及經驗判斷，開立處方試著解除病人的痛苦，其治療（Treatment）或許能夠緩解病人的症狀，但若沒能辨識出致病的根本原因（Underlying causes），就無法消除病根以徹底治癒（Cure）疾病。可能導致續發性高血壓的疾病眾多，例如心血管及動脈疾病、腦血管病變、代謝症候群、腎臟疾病、腎上腺異常、甲狀腺功能異常、庫欣氏症候群、肺臟疾病、阻塞性睡眠呼吸中止症、電解質失衡、營養素缺失等。

對於高血壓的臨床評估，醫師總是先詢問病史，然後作初步的理學檢查，必要時再做生化檢驗、儀器檢查及醫學影像掃描。常見的理學檢查有：

1. 視診檢查是否有：頸動脈擴張、甲狀腺腫大、周邊動脈搏動減弱或消失、水腫，是否有軀幹性肥胖伴有深色之腹部及大腿的皮下條紋（庫欣氏症候群的表徵）；易流汗和蒼白（嗜鉻細胞瘤或腎上腺素分泌異常）等。做眼底檢查，觀察有無小動脈狹窄、動靜脈壓迫、出血、滲出液或視神經乳頭水腫（為維生素B1缺乏的症狀之一）現象。
2. 聽診檢查是否有：頸動脈雜音、心臟異常（心搏過速、心律不整、第三或第四心音、雜音）、胸部雜音（主動脈縮窄）、腹部雜音（腎血管性高血壓）。
3. 觸診檢查是否有：腎臟腫大（多發性腎囊腫）、腫塊或主動脈擴大；股動脈脈搏減低或延遲出現和下肢血壓降低（主動脈縮窄）。

病史和理學檢查，有助於醫師決定進行那些實驗室的檢查，如心電圖（靜態、運動、24小時或7天）、心臟超音波、胸部X光、尿液分析、血液生化及電解質檢驗，必要時做脈波傳播速率（Pulse Wave Velocity, PWV）、腎臟超音波、腎上腺超音波、電腦斷層掃描及核磁共振造影、主動脈攝影和腎臟血管攝影等。

心臟血管科常規的血液電解質檢驗，主要是測定鈣、鈉及鉀離子的濃度，生化檢驗則是血糖、血脂、膽固醇、肌酸酐之類；而鉀、鎂及維生素B1（Thiamine）卻是常被忽略的因素！由於血液中的鎂及鉀具有優異的恆定（Homeostasis）現象，無論是測量血液中的鎂離子或鉀離子非常不可靠，意義不大。以鎂為例，當血液中鎂的濃度稍有下降時，骨細胞或軟組織的鎂會釋出到血液中，所以僅憑血液檢驗很難斷定鎂在體內的真實情況。國內僅有極少數醫學檢驗所能做血球鎂濃度的檢驗，檢驗紅血球鎂同樣有盲點，因為紅血球沒有粒線體，有可能其它細胞的粒線體已經出現鎂不足的情形，但是紅血球的鎂仍然是充足的。至於細胞鎂、細胞鉀的濃度，國內似乎仍無機構作檢驗。

鉀離子的功能在維持細胞膜電位穩定，以調節肌肉及心肌的興奮性；鉀離子如果超出正常範圍會引發心律不整、肌肉乏力，嚴重者會導致心跳停止而致命。成人體內鉀含量約為50 mmol/kg，70公斤重成人之鉀總含量約136公克，其分佈為：98%是存在細胞內液，其中約3/4在骨骼肌中；2%存在於細胞外液體，其中的1/4在血漿內。為維持體內器官正常運作，當身體缺乏鉀時，各器官的細胞內鉀濃度的變化並不相同，降低最明顯的是骨骼肌，所以會有肌肉無力現象；心肌細胞的鉀離子只有在嚴重鉀缺乏時才降低，而腦細胞則是下降最少的。

除非罹患疾病，血清的鉀離子濃度維持在3.5~5.0 mmol/L的狹窄區間內，當鉀離子濃度降低了，細胞就會釋出鉀來維持濃度；反之，則會透過腎臟排除過多的鉀或回存細胞內。以流量、存量的觀念來說明，血液中的鉀好比口袋的現金，細胞中的鉀則是銀行裡的存款，兩者互通有無。短時間的血清鉀濃度下降，不必然是體內鉀總量減少；若是血清鉀濃度長期低下，就很可能是體內缺鉀了。

鎂是人體中第四豐富的礦物質、細胞內第二多的陽離子，是調控鈣離子、鉀離子進出細胞膜的守門員，藉由活化鈉鉀ATP酶（Na⁺/K⁺ ATPase，也稱為鈉鉀泵浦）以維持細胞內外鈉、鉀之平衡。此外，鎂離子參與人體超過六百項的酶促生化反應，尤其在葡萄糖與胰島素的代謝中不可或缺。鎂參與細胞內的信號傳遞，鎂藉由活化腺苷酸環化酶（Adenylate cyclase）來調控細胞的酵素活性、荷爾蒙與神經傳導物質之分泌等。鎂也調控訊息傳遞酵素--磷脂酶（Phospholipase C）的活性，調節鈣之恆定及維持神經、肌肉之正常功能。Fiorentini等解釋鎂在細胞層次之生化反應的重要性，如圖一所示。

圖一、鎂在細胞生化反應扮演的角色（Fiorentini et al 2021）

由鈣離子所建立的電位是刺激心肌及骨骼肌興奮、收縮的主要因子，鎂離子則扮演拮抗及制衡的角色，藉由控制細胞膜鈣離子通道的出與入，調節心肌細胞內離子電位的規律運作，避免產生心律不整；兩者的功能有如汽車之油門與剎車。當細胞缺鎂時，細胞內的鈣含量會上升；由於鈣濃度影響骨骼肌與平滑肌的收縮，缺鎂可能誘發肌肉痙攣、肌肉無力、心率過快、血管平滑肌收縮或鈣化，導致血管硬化、高血壓、心血管及腎臟疾病。缺鎂也會引起細胞發炎，一旦胰島素受體發炎，可能會產生島素阻抗，導致高血糖、血脂異常、動脈粥狀硬化。圖二說明了缺鎂與血管硬化、內膜中層增厚及高血壓的關聯性！

成人體內的鎂含量約為15 mmol/kg，70公斤重成人之鎂總含量約24公克，其中約60%存在於骨骼及牙齒中，約39%分布在肌肉及軟體組織，僅有1%存在於細胞外液。人體正常血清鎂濃度為0.75~0.95 mmol/L（紅血球細胞中鎂濃度約為2.3~3.1 mmol/L），並依靠骨細胞釋出鎂來維持其穩定；除非嚴重缺乏，血清鎂的濃度並不會下降，因此血清鎂濃度無法反映組織中的鎂含量。除了攝取不足外，質子幫浦抑制劑（Proton pump inhibitor, PPI）藥物、減重手術（Bariatric surgery）、血液透析（Kidney dialysis）、喝酒都會導致體內離子的流失！

圖二、缺鎂與高血壓的關聯性（Parsanathan 2023）

在理解鎂的重要性，而且出現了多項跟缺鎂有關的症狀，如心率增快、血壓高、血糖升高、膽固醇異常、夜間抽筋等，決定嘗試補充鎂。查閱文獻之後，得知鎂的安全性極高，過量服用可能會引起腹瀉（鎂鹽是醫用瀉劑）。另外，美國及中國的大規模研究顯示當長期的鈣鎂攝取比例大於3:1或小於1.8:1時，反而對健康不利，所以選擇服用鈣2鎂1配比及適量維生素D、K的營養保健品。

一個月之後，心率不再居高不下，血壓也緩緩下降；三個月後的血液檢驗，血糖數值不再是紅字，原本偏低的高密度膽固醇增高了，而低密度膽固醇則下降了！

可惜啊，好景不常在！（待續）