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按摩如何能夠紓緩酸痛?

陸子鈞
・2012/02/02 ・925字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 484 ・五年級

比起按摩師父的一雙巧手,或許基因的表現才能是真正讓按摩能有效紓緩疼痛的關鍵。科學家首次證實,按揉酸痛的肌肉,能關閉一些和發炎反應有關的基因,且開啟一些有助於紓緩肌肉的基因。這項發現也推翻了,過去認為按摩能幫助肌肉排除乳酸和其他代謝廢物的想法,也為這項傳統療法提供了可信的醫學解釋。

雖然按摩廣泛被各文化和族群接受,但科學家對於按摩如何影響肌肉,卻所知甚少。過去的研究發現,只有當按摩有適當的搓揉,才能紓緩酸痛,但沒有人知道為什麼。也因為證據不多,讓許多醫生對按摩抱持保留的態度,但也不是全然否定。

加拿大麥克馬斯特大學(McMaster University)神經生物學家,Mark Tarnopolsky。他同樣對按摩感到困惑,直到四年前他的腳在一場滑水運動中,受到嚴重的意外,按摩成了復健療程中的一部分。因為按摩能有效紓緩他的疼痛,所以Tarnopolsky決定要找出背後的原因,他說:「我認為按摩有生理學上的依據,而我是位細胞科學家,我對於細胞層級的機制感興趣。」

所以Tarnopolsky和研究團隊-包括協助他復健的醫師,找來11位青年人,為了科學研究而運動。在一段會讓肌肉酸痛的激烈運動後十分鐘,按摩師父按揉他們左右的其中一隻腳,研究人員收集沒有按摩、按摩十分鐘後、按摩三小時後的腿部組織樣本,並分析樣本中的基因表現。

研究人員在按摩後的腿部樣本中,找到較多關於細胞修復和發炎反應的指標。不過這點並沒有出乎他們的意料,因為科學家過去已經知道,運動啟動的基因,和修復和發炎有關。讓研究團隊訝異的是,和沒有按摩的腿相比,有按摩紓壓的腿部,PGC-1alpha基因表現程度多了30%,這個基因能幫助肌肉細胞建造粒線體(mitochondria),將細胞儲存的食物轉換成能量。此外,會引起發炎反應的NFkB基因,表現量也降低了三倍。

這意味著,按摩能抑制運動後引起的發炎反應,加速復原。相關的研究成果發表在《轉譯醫學期刊》(Science Translational Medicine)。另外,研究也推翻了過去認為,按摩能使身體排出乳糖及其他運動後的代謝廢物的說法。

研究按摩效果的運動醫學醫師Thomas Best認為,這項研究是目前對按摩最完整的研究。不過他強調,這項研究很難被重複,因為沒有兩次按摩會一模一樣。無論如何,Tarnopolsky表示他會比以前更常接受按摩。

資料來源:ScienceNow: Massage’s Mystery Mechanism Unmasked [1 February 2012]

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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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科技魅癮_96
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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》