地中海飲食能吃出超級腦力嗎？

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。

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。

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）。

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。

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。

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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。

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。

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。

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。

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。

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？

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，同時產生抗發炎與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。

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。

魚住在水裡，卻不是隨便的水都能住。以居住環境來看，有些魚是淡水魚，也有些魚是海水魚，除了少數例外以外，多數魚類無法任意在淡水海水間切換。即使是經過較為長期的演化，順利由海水轉換為淡水魚也不是那麼容易。

魚類若是能由海洋前進陸地的淡水水域，擴大棲地，將相當有利，不過轉換環境往往不是那麼容易。一個原因是，比起海洋，淡水環境太沒有營養，例如海洋中豐富的 DHA，淡水水域通常比較缺乏。最近一項研究發現，營養不足的限制，有時候可以透過增加特定基因的數目來克服。^{1, 2, 3}

海水魚如果飲食缺乏DHA？母湯！

三刺魚（three-spined stickleback，學名 Gasterosteus aculeatus）是一種小魚，大部分住在海裡，卻也有些住在淡水的族群，分佈於亞洲、歐洲、美洲的陸地水域，是由海洋轉往淡水發展，適應成功的案例。

相比之下，三刺魚的近親，住在日本海的三刺魚（Gasterosteus nipponicus）卻只能住在海洋，不能住到淡水。日本的淡水水域也有三刺魚存在，不過遺傳分析發現牠們通通都是三刺魚，沒有日本海三刺魚。為求簡化，本文之後日本海三刺魚都簡稱為「日本魚」。

三刺魚可以適應淡水，近親日本魚卻不行。淡水和海洋環境相比，往往營養條件較差，尤其是多元不飽和脂肪酸含量較低，假如維持一樣的飲食方式，這類養分的攝取量或許會不足。DHA 是最常見的一種多元不飽和脂肪酸，研究團隊想要了解 DHA 對適應淡水環境的影響，於是以缺乏 DHA 的豐年蝦（Artemia）分別餵食人為養殖的兩種魚，結果差異非常明顯。

飲食缺乏 DHA 之下，日本魚的死亡率遠遠超過太平洋的三刺魚，特別是受精過後第 40 天時（差不多是自然狀態下迴游的時刻）。日本魚平常生活在多元不飽和脂肪酸充裕的海洋環境中，實驗結果指出，假如無法由飲食取得足夠的 DHA，牠們多半連活命都很難。

環境營養匱乏，那就自己生產！

生物在體內合成多元不飽和脂肪酸的生產線，有一系列基因參與，其中一個基因叫作 FADS2，其產物是脂肪酸去飽和酶（fatty acid desaturase）。假如人為將一個 FADS2 基因塞進日本魚的基因組，即使飲食仍然缺乏 DHA，日本魚的生還機率也大大的增加；可見此一基因對於適應淡水相當關鍵。

而各種魚的 FADS2 有何不同？在日本魚的基因組中，FADS2 位於 X染色體上（linkage group 19，簡稱 LG19），性染色體組合是 XX 的女生配備 2 個，XY 的男生只有一個。（其實三刺魚家族的性染色體演化非常複雜，不過只考慮性染色體上的 FADS2 基因的話，就是男生 1 個、女生 2 個，其他不用管那麼多）

三刺魚比日本魚又多出一個 FADS2 基因，而且位於體染色體上（LG12），因此女生一共有 4 個，男生有 3 個基因。比對不同魚類物種的 DNA 序列，可以得知 X染色體上是較為古老的 FADS2 基因，而體染色體那個是後來新複製誕生的基因。

體染色體上的 FADS2 基因周圍區域，存在許多跳躍子（transposable elements），由此推論，體染色體上的年輕基因，很可能是原本 X染色體的 FDAS2 複製以後，再跳過去新形成的。

透過基因複製，獲得入住淡水新環境的潛力

論文估計三刺魚較新的 FADS2 基因，或許已經誕生了 80 萬年。此一年代比三刺魚的太平洋、大西洋族群分家更早，而歐洲、美洲住在淡水的三刺魚，基因組上同一位置也有配備 FADS2，意謂此一基因誕生的年代，比三刺魚各族群分家，以及各自適應淡水環境還要更早。

由此研判，三刺魚多出參與合成多元不飽和脂肪酸的基因，或許一時沒有太明顯的影響，卻給了牠們適應淡水環境的遺傳潛力，讓牠們在不同機緣之下能順利登陸，拓展生存範圍。

論文提出一項有力的佐證：三刺魚 2 種只能住在海裡，缺乏淡水族群的親戚，日本魚和黑斑三刺魚（blackspotted stickleback，學名 Gasterosteus wheatlandi），牠們的體染色體都沒有另一個 FADS2 基因。因此擁有更多 FADS2 基因，非常可能是三刺魚從海洋順利轉進淡水的關鍵。

還有一點有趣的發現是，住在淡水的三刺魚與海洋的同類相比，許多個體還擁有更多個 FADS 基因；不過新增的基因卻與體染色體無關，而是 X染色體那個基因，又經歷更多次串聯複製所致。此一觀察更加突顯 FADS2 基因對適應淡水的重要性。

在三刺魚及其近親的案例中，參與合成多元不飽和脂肪酸的基因 FADS2，與其能否適應淡水環境息息相關，但是會是三刺魚與眾不同嗎？

論文也比較許多種輻鰭魚（ray finned fish）的基因組，大致趨勢顯示，住在淡水的魚，FADS2 基因的數目普遍比只住在海水的魚更多，似乎有趨同演化的現象。看來魚類由海洋轉換為淡水的適應中，FADS2 應該時常扮演著重要角色。

生物遺傳基因的改變，有時候有助於適應新的環境，拓展生存範圍。魚類由海洋移民淡水，是個藉由基因複製，增進適應能力的有趣案例。另外值得一提，近來研究也發現，脂肪酸去飽和酶基因除了魚類以外，在人類演化史上也有一席之地；鑽研演化適應的研究者，不可忽視這群影響脂肪酸組成的基因。

延伸閱讀

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• 能製造ω−3脂肪酸的動物，全地球到處都是
• 可能有助美洲原住民 適應環境的去飽和酶FADS
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• 油脂人生（上）：不可或缺的去飽和酶
• 油脂人生（下）：千變萬化，屢受選汰的去飽和酶
• 果蠅基因兩性互相傷害？一個基因不夠，那就複製一個！

參考文獻

1. Ishikawa, A., Kabeya, N., Ikeya, K., Kakioka, R., Cech, J. N., Osada, N., … & Tezuka, A. (2019). A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes. Science, 364(6443), 886-889.
2.  Jumping gene gave fish a freshwater start
3.  Freshwater find: Genetic advantage allows some marine fish to colonize freshwater habitats

本文亦刊載於作者部落格《盲眼的尼安德塔石匠》暨其 facebook 同名專頁。