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人類無法自行合成卻又必須的維生素B1,未來靠吃飯吃菜就能補充?

PanSci_96
・2017/05/10 ・1142字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 557 ・八年級
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維生素 B1 對所有生物來說都是必須的營養素,細胞內醣類與胺基酸的代謝與合成都需要維生素 B1 的參與。動物不能合成維生素 B1 而必需從食物中攝取,植物則可以自行合成維生素 B1。但直到最近,科學家才對植物合成維生素 B1 的路徑有較清楚的解析。

細胞內具有活性的維生素 B1 含有雙磷酸根,先前的相關研究已發現植物會先在葉綠體內合成帶有單磷酸根的維生素 B1,而這些在葉綠體內合成的單磷酸維生素 B1,必須先經過去磷酸化,才能進一步在細胞質內合成具有活性的雙磷酸維生素 B1。因此,科學家普遍認為,可以將單磷酸維生素 B1 轉化成不帶磷酸根維生素 B1 的酵素應該也是位於葉綠體或細胞質內。

中研院植微所的研究成果不但找到了可以將單磷酸維生素 B1 去磷酸化的酵素,更證實該酵素位於粒線體內。由此可知,植物細胞內合成維生素 B1 的完整路徑其實橫跨了葉綠體、粒線體與細胞質,而非僅限於葉綠體或細胞質。

阿拉伯芥淡綠色的突變株在外加維生素 B1 後,可以恢復成與野生型相同的綠色植物。此實驗證明了該突變株由於缺乏維生素 B1 ,才會呈現淡綠色。中研院植微所進一步的研究發現,此淡綠色的突變株是一個與維生素 B1 合成有關的基因發生突變所造成的。圖/中研院提供

找到植物合成維生素 B1 的最後一塊拼圖之後,科學家終於能充分掌握植物合成這個重要營養素的路徑。如今,所有與維生素 B1 合成相關的基因都已被發掘,科學家可以透過現代遺傳工程的技術,進一步研發出能合成高量維生素 B1 的作物。

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維生素 B1 因直接參與細胞內主要代謝物的生合成,很早就被視為可促進植物生長的重要營養素,此外近年來的研究也發現維生素 B1 為幫助植物抵抗某些逆境的重要功臣。若能研發出高維生素 B1 含量的作物,或許可以創造出一批成長迅速、體質強壯的產物,提高農作物的生產效率與質量。

一般穀類作物維生素 B1 的含量都偏低。以水稻為例,稻穀的維生素 B1 主要都貯存在米糠裡,我們常吃的白米飯反而沒什麼維生素 B1 ,因此若想攝取到稻穀裡的維生素 B1 ,必須吃糙米飯。但是礙於口感,一般人比較習慣吃白米飯,對糙米飯的接受度普遍不高。

如果能透過對維生素 B1 合成基因的研究,結合新的農業科技,讓整顆稻穀都含有高量的維生素 B1 ,在享受白米飯 Q 彈口感的同時又可以補充維生素 B1 ,不僅增加稻穀農業上的價值,之後更期望能應用於醫學與營養學,讓吃白米飯可以更健康。

可以預見地,在找到了維生素 B1 生合成的基因之後,如何精準地調控與利用這些基因,將是科學家們努力的目標之一。

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此研究經費由中央研究院支持,參與的人員包括謝瑋育、廖若倩、王心慈、洪子桓、曾靜枝和鍾翠芸等研究助理。該論文已於美東時間 5 月 6 日刊載於《植物期刊》(The Plant Journal),文章標題為〈 The Ara Bidopsis thiamin deficient mutant pale green1  lacks thiamin monophosphate phosphatase of the vitamin  B1   Biosynthesis pathway.〉

本文改寫自中研院新聞稿。

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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拯救孩子不專心!中醫破解4大「分心體質」,從根本打造高專注學霸腦
careonline_96
・2026/05/15 ・2497字 ・閱讀時間約 5 分鐘

幫助孩子更專注、反應快,家長要如何調理,改善分心與提升學習效率?張若偉中醫師解析

孩子讀書易分心?中醫師指出,專注力與「心脾腎肝」息息相關。本文解析4大分心體質,教家長透過對應的飲食、作息與穴位按摩從根本調理,有效提升孩子學習效率!

「曾有一位面臨大考的高中女學生,原先是因為嚴重的鼻子過敏影響作答與學習而來求診。」張若偉中醫師表示,「評估後發現,她因為久坐導致身體偏寒、陽氣不足。在給予溫補中藥調理後,不僅改善了過敏,甚至還意外長高了,連帶學習效率也大幅提升,順利考取第一志願。」

在少子化的現代社會中,家長對課業表現越發重視,許多家長都希望孩子能贏在起跑點,擁有更好的記憶力與反應力。然而,想要「開竅益智」並非單純只針對大腦下手,而是身心整體調理的結果。

中醫看專注力與記憶力:心、脾、腎、肝的四大關鍵

張若偉中醫師指出,透過「臟象」系統論來探討人體的運作,要讓孩子聰明、專注,主要與「心、脾、腎、肝」四個系統息息相關:

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◎ 心主神明: 中醫的「心」掌管大腦的思考、記憶力與專注力。一個人聰不聰明,主要看「心」的運作是否良好。

◎ 脾主運化: 脾胃負責將食物轉化為營養與氣血,為大腦運作提供所需的神經激素與營養來源。

◎ 腎藏精生髓: 腎與先天遺傳有關,就像電腦的記憶體,是決定智力稟賦的先天根本。

◎ 肝主疏泄: 肝負責調節情緒,當情緒不穩、煩躁時,大腦便無法有效吸收資訊。

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開竅益智的四大關鍵

四大分心體質解析與對應調理對策

張若偉中醫師認為,孩子的不專心與學習效率差可歸納為四種常見體質,各有不同的調理重點:

心火旺盛型(躁動過動): 這類孩子情緒急躁、愛講話、坐不住,晚上也不愛睡覺,就像「屁股有三把火」。

-調理對策:盡量維持規律睡眠,減少3C產品使用,並多讓孩子到戶外跑跳發洩精力。臨床使用偏苦的黃連類藥物清心火,搭配酸棗仁等藥物來安神。由於每個孩子的體質不同,家長切勿自行至藥房抓藥,建議由專業中醫師評估後,提供合適的藥方。

脾胃虛弱型(懶散健忘): 天生脾胃較弱,看起來總是懶洋洋、容易分心,記東西常看過就忘,抓不到重點。

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-調理對策:三餐必須固定,避免過甜的零食與寒涼冰冷的食物,多攝取原型食物以加強營養吸收。醫師開藥時常會加入帶有甜味的麥芽糖來顧脾胃,也能提高孩子的服藥意願。

四大分心體質解析與對應調理對策

肝鬱化火型(情緒起伏大): 屬於壓力型孩子,心情好時學習佳,一旦煩躁或受委屈就會抗拒學習,對責罵容易產生強烈反彈。

-調理對策:多接觸戶外陽光與活動,家長應多陪伴、少責罵,幫助孩子排解卡住的情緒,學習效率自然會提高。這類問題通常在中高年級面臨升學壓力時較為明顯。

腎精不足型(容易放棄): 先天稟賦較弱(記憶體不夠),主動學習意願低,專注時間短,一遇到困難就容易說「我不會」。

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-調理對策:建議多補充黑色系的高營養食物(如黑芝麻、黑豆,因黑色入腎),以及富含維生素E的核桃等。同時,務必讓孩子早點就寢。這類體質通常在學齡前就能觀察出來,越早介入治療效果越好。

考前作息大作戰:打破失眠與疲勞的惡性循環

越接近考試,孩子越容易因為壓力出現「晚上心煩睡不著、白天大腦沒精神」的惡性循環。張若偉中醫師認為這是因為壓力造成「心神不寧」與「肝氣鬱結」,加上過度消耗腦力導致「陰陽不交」(生理時鐘大亂)。建議從以下兩方面調整生理時鐘:

夜晚「養陰」安神:睡前避免接觸刺激聲光的3C產品或電動。讀書應以輕鬆閱讀為主,避免在睡前進行極度燒腦或大量背誦的科目,並可透過熱敷幫助身心放鬆入眠。

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白天「舒發」陽氣:早上起床後不要馬上進入背書包上學的緊繃狀態,應做些伸展操、活動身體並接觸陽光,將體內的陽氣喚醒。

居家「醒腦紓壓」穴位按摩:上沖下達恢復腦力

孩子久坐書桌前常會姿勢不良,導致氣血無法上達頭部(上清頭目),引發頭昏、眼壓高及肩頸痠痛,進而影響思考。張若偉中醫師傳授四個實用的「醒腦」與「紓壓」穴位,家長每天皆可幫孩子按壓(每次約1至2分鐘,力道輕柔即可):

百會穴(醒腦):位於頭頂正中央,為陽氣交會之處。能提升專注力,讓大腦有「燈泡亮起」的清醒感,並改善頭昏頭痛。

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印堂穴(安神):位於兩眉中間。能安定心神、放鬆大腦,減少煩躁情緒以集中注意力。

太陽穴(減壓):位於眼眶外側凹窩。可幫助眼睛周遭循環、減輕眼壓與視覺疲勞,預防頭痛。

風池穴(下達):位於後腦杓與脖子交界的兩側凹窩。能放鬆肩頸緊繃,讓氣血順利往腦部灌注。

居家「醒腦紓壓」穴位按摩:上沖下達恢復腦力

張若偉中醫師特別叮嚀,穴位按壓完畢後,務必讓孩子聳聳肩,並將頭部做左右、前後的緩慢伸展操。家長在幫忙按摩時絕不能帶有負面情緒,有時候「幫他放鬆,比逼迫他更有效果」。 最後,張若偉中醫師呼籲家長,在陪伴孩子學習的路上,家庭教育遠比學校和藥物更重要。家長應以身作則,不要在孩子讀書時在一旁滑手機。當孩子學習「卡關」時,多給予時間與指引,而非過度施壓或責罵。建立良好的陪伴關係,才是提升孩子學習表現的最強後盾!

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