大自然環境醫學是健康的根源
自從去(2018)年八月接任台大醫院環境職業醫學部主任，由一位平常忙碌於三高及冠心病治療及研究的心臟科醫師，轉任職業病鑑定及環境醫學的環境職業醫學科醫師。由長期從事環境及職業心臟學的研究工作當中，慢慢地摸索出要預防疾病，必須找出疾病的根源將其改正或去除，才有可能減少疾病。內心在思考的是「疾病的根源」在環境與職業當中，我們的飲食生活習慣，常常都是必須適應工作與居住環境及條件。所以如果無法有一個健康安全的工作環境及工作條件，如果沒有一個健康安全的居住環境，若無良好的飲食生活習慣，預防疾病將是緣木求魚相當不易。「環境與健康」確實是大家最近關注的重要議題，舉凡空氣汙染、氣候變遷、以及極端天氣所帶來的大自然環境災難，對人類的生命及健康皆帶來很大的挑戰。如何因應這些變化與挑戰，了解其「環境變遷」致病的根源，將是我們求取健康避免風險的關鍵。
「比基尼登山客」吳季芸日前(元/19)於南投盆駒山附近墜谷後，疑似因失溫而身亡。我的老師成大醫學院神經科名譽教授賴明亮醫師(元/25)於旗山登山時猝逝。大寒時節(元/20-)是全年同時也冬季的最後一個節氣，此時天氣還處於最寒冷的時間，身體此時特別需要溫熱的保護。在高山上嚴寒又加上缺氧環境，對人體健康是很大的考驗。
自2013年開始，我主導的台大大自然環境醫學研究團隊與臺大實驗林管理處處長蔡明哲教授合作，進行「森林環境對健康效益的研究計畫」。以臺大實驗林職員為研究對象，台北市一家金融公司員工當對照組，進行森林及都市季節氣候變化對健康效益的研究。對於季節變化相關的心血管功能影響做研究，是一個新興的研究課題，而且與公共健康問題相關。參加的研究人員包括有台大醫學校區(醫院、醫學院、與公共衛生學院)、農學院實驗林管理處、以及中央研究院的專家教授。藉由比較在森林環境與在台北都會區工作的職員，瞭解在冬季和夏季之間的受測者差異，來證明心血管功能的季節性變化，並討論可能的機制，來解釋心血管功能季節性變化對健康的影響。此一論文發表於2019年2月Hypertension research期刊：季節變化對森林環境的工作者其心臟血管血流動力學之影響 (曹崇銘 蔡明哲 黃景祥 蘇大成) (Tsao et al. Hypertens Res. 2019;42:223-232.)，此文章部分介紹已經於去年11月於台大校訊發表 (http://host.cc.ntu.edu.tw/sec/schinfo/epaper/article.asp?num=1373&sn=16671)。
冬天是心臟血管疾病的高風險季節
在冬天季節，許多研究已經證實心血管疾病的發病率及死亡率遠高於其他季節，究竟是什麼機轉？我研究團隊在夏天與冬天兩個季節，共完成了72名臺大實驗林的工作人員進行連續健康監測，研究受測者自己跟自己比較之後，季節性心血管功能及相關因子的變化。結果顯示總膽固醇及低密度膽固醇及血糖濃度、白血球及紅血球細胞數量冬季顯著高於夏季。發炎指標(Hs-CRP) 冬季顯著高於夏季。高血壓比率、手臂動脈與中心動脈的血壓、及平均動脈壓，在冬季顯著高於夏季。與夏季相比，冬季主動脈血管傳導速度增加代表血管硬度增加，體血管阻力增加。季節的效應顯示冬天是一個心臟血管負擔增加，是一個好發心血管疾病的季節。然而受測者的心率、左心室收縮力、及心臟輸出量，在冬季顯著低於夏季。關於季節性的溫度變化對心血管功能的影響如何? 在控制可能之影響因子之後，每增加1°C 溫度手臂動脈收縮壓平均下降0.9 毫米汞柱(mmHg)，舒張壓平均下降0.84 毫米汞柱，中心動脈的收縮壓平均下降0.74 毫米汞柱及舒張壓平均下降0.80毫米汞柱，顯示季節的溫度變化對血壓及心血管功能影響顯著。另外每增加1°C 溫度，心率每分鐘增加0.29 下，而心臟輸出量每分鐘增加0.03公升。
冬季血壓上升血管阻力上升表示血管負擔增加，白血球及發炎指標(Hs-CRP)上升表示發炎狀態，而紅血球數目上升則代表血液黏稠度增加，容易發生血栓，指出冬天是心血管疾病的高風險季節。研究也顯示夏季心跳增加、血壓降低，但是心臟輸出量增加，也必須注意保養心血管健康。另外，我們在台北市的對照組，對86位金融公司職員一年四季的研究，發現熱(夏季秋季)與冷(冬季春季)的季節交換時，心血管系統皆會有明顯變化。就如森林的員工一樣，寒冷季節會血壓上升、血管阻力增加，冬天的高風險現象(Winter phenomenon)是相同的。
目前的研究結果對冬季心血管現象提供了一些可能的解釋。首先，冬季體重、腰圍的相對增加與較冷的溫度有關，因為人體本能地需要增加食物攝入，以維持身體的溫暖，所以膽固醇與血糖上升。其次，冬季天氣寒冷時，身體交感神經活化，腎上腺分泌之皮質醇(Cortisol)濃度上升，所以血壓上升血糖上升，以應付寒冷冬天之外在環境。第三，冬季時人體的心率、左心室收縮力及心臟輸出量皆降低，表明人體必須減少心臟活動，以避免寒冷天氣下的能量消耗。冬季動物冬眠的生理機制表明，在冬天寒冷的季節，代謝率和心率降低是一種重要的心血管適應。因此，冬季心率降低是心臟正常的生理現象，這意味著代謝消耗減少以保存能量，這是冬季減少體力活動和保存能量的保暖機制。第四，冬天因為常有大氣逆溫層效應，大氣層穩定不利對流，相對不利於污染氣體擴散，所以空氣汙染比夏秋季嚴重 (圖一)。我們過去的研究也發現，冬天的發炎指標(Hs-CRP)及懸浮微粒會造成凝血纖維原(fibrinogen)上升，造成身體血液當中的發炎比較明顯，冬天的發炎及空汙對心血管相當不利 (Su et al. Int J Cardiol. 2011;153:100-1.)。
本研究之重要發現，指出我們在冬天時必須要求取溫暖，不要使身體暴露於寒冷之環境。尤其是台灣屬潮濕的亞熱帶，而且大部分居所並無暖氣設備，年長者或孕婦小孩，如果飲食上熱量不夠、或禦冷設施、或衣物不足，寒流一來就很容易生病。所以建議使用暖氣機或其他暖氣設施，確實是可以協助我們度過濕冷的冬季，保護心血管健康。至於年長者、高血壓及糖尿病患者、及心血管疾病高危險群，更須小心保暖，避免暴露身體於寒冷環境。
另一方面，夏季時血壓下降、血管阻力下降，但心跳增加而心臟輸出量增加，所以高血壓患者及心血管高危險群，必須注意不要暴露於太悶熱之環境，避免血壓太低、心跳過快。台灣的夏天是濕熱難熬，所以夏天時必須補充水分、鹽分、及蔬果，有時必須使用冷氣空調設施，以減少濕熱環境對身體造成危害，以保護心血管健康。
下周待續……
