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瘧蚊在這裡!解開瘧疾感染途徑──羅納德.羅斯誕辰│科學史上的今天:05/13

張瑞棋_96
・2015/05/13 ・1350字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 519 ・六年級
Photo Credit: Wellcome Library, London license

1895 年春,軍醫羅斯(Ronald Ross, 1857-1932)結束一年的休假,自英國返抵印度後即直奔醫院,他已等不及要重新展開瘧疾的研究。如今有「熱帶醫學之父」萬巴德(Patrick Manson)的支持,他一定能解開瘧疾感染途徑之謎。

瘧疾在人類歷史上已存在超過幾千年,《黃帝內經》中對其症狀就有清楚的描述。這個主要盛行於熱帶地區的疾病,原本被認為是瘴氣所致,直到十九世紀中期細菌學興起後,法國醫師拉瓦杭(Alphonse Laveran)才於 1880 年在瘧疾病患的血中發現瘧原蟲。然而瘧原蟲無法在體外培養,無從得知牠的生活史,也就難以追查其來源,因此人們仍不清楚瘧疾的傳染途徑。

不過萬巴德因此懷疑瘧原蟲在進入人體之前,必定寄生在另一個宿主體內,而最有可能就是蚊子。萬巴德的大膽推測是基於他過去的研究經驗。他於 1866 年來台灣待了五年,然後在廈門住了十三年;在廈門期間,他發現象皮病病患血液中的絲蟲就是以蚊子為中間宿主。不過他之後就前往香港創辦西醫書院(其中一名叫孫逸仙的學生將於 1896 年在倫敦遭到綁架,經他幫忙營救才安全脫身),五年後返回倫敦,也就無法深入研究瘧疾了。如今派駐印度的軍醫羅斯來訪表示有心研究,或許真能證實自己的「蚊子─瘧疾理論」,他自然樂於傾囊相授。

羅斯返回印度後開始捕集蚊子,讓牠們叮咬瘧疾病患,之後再解剖蚊子,用顯微鏡觀察體內是否有瘧原蟲。不料經過兩年檢查過上千隻蚊子竟都一無所獲。就在他快要對萬巴德的理論喪失信心之際,1897 年 8 月 16 日這一天,他在一隻極為少見的斑蚊的胃中發現了瘧原蟲!原來只有這種蚊子才是瘧蚊。

當然,還需進一步研究才能排除巧合的可能,但是部隊要他到前線醫治傷兵,他不得不中止研究,於是萬巴德在倫敦設法讓他調離前線,於 1898 年元月轉到加爾各答進行為期六個月的研究。不料此處竟沒多少瘧疾病患可供研究。幸好羅斯發現當地麻雀正受瘧疾肆虐,於是轉而以麻雀為實驗對象,終於成功地觀察到瘧疾在鳥類間的傳播方式以及瘧原蟲的生活史。

不過鳥類畢竟與人類不同,不能就此認定人類的瘧疾也是如此。然而在羅斯有機會進一步研究人之前,義大利醫師葛拉西(Giovanni B. Grassi)已經占義大利是瘧疾疫區之便,於當年十二月證實瘧疾病患體內的瘧原蟲與羅斯發現鳥類體內的瘧原蟲有相同的生活史與傳播方式。

1902 年的諾貝爾生理與醫學獎原本要頒給葛拉西與羅斯,但因羅斯大力指控葛拉西抄襲他的實驗方法,只好請發現結核菌、對瘧疾也有研究的柯霍(Robert Koch)提供意見,結果柯霍認定葛拉西貢獻不大,於是由羅斯獨得諾貝爾獎。不過至今普遍認為此結果頗具爭議,因為葛拉西的貢獻絕對不下於羅斯,落選原因可能只是他曾公開抨擊柯霍研究瘧疾的方法……。

 

 

本文同時收錄於《科學史上的今天:歷史的瞬間,改變世界的起點》,由究竟出版社出版。

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張瑞棋_96
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1987年清華大學工業工程系畢業,1992年取得美國西北大學工業工程碩士。浮沉科技業近二十載後,退休賦閒在家,當了中年大叔才開始寫作,成為泛科學專欄作者。著有《科學史上的今天》一書;個人臉書粉絲頁《科學棋談》。


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小鼠研究指「間歇性禁食」可延年益壽——重點不在總熱量,延長用餐間隔才是重點!

台灣科技媒體中心_96
・2021/10/24 ・2679字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年 10 月 18 日,國際期刊《自然醫學》(Nature Medicine)公開的一篇研究論文,探討飲食模式和改善生理健康之間的關係。研究將小鼠總共分為五組:(1)自由取食、(2)限制 30% 的熱量攝取,但沒有禁食期、(3)限制 30% 的熱量攝取,半天內給食三次,另外半天禁食、(4)限制 30% 的熱量攝取,每天只給食一次,其他 21 小時禁食、(5)熱量攝取總量不變,但每天禁食 21 小時。

研究運用液相層析質譜儀(Liquid chromatography–mass spectrometry),以及轉錄組分析(Transcriptional profiling)等方法,發現僅「禁食」而沒有減少攝取的總熱量,就足以得到在限制熱量的飲食模式時出現的大部分代謝與核酸轉錄的特徵,以及延長壽命、防止衰弱等健康上的好處。

該研究歸納出以下三大結論:

  1. 過往研究限制熱量攝取的好處時,無法分辨原因是「總卡路里攝取下降」還是「有規律的長時間禁食」。這篇研究協助釐清熱量限制帶來好處的原因,發現單純禁食而並不減少總熱量攝入,就足以達到有助代謝和延緩老化這些健康效果。
  2. 研究是在特定的條件下所觀察到的現象,不同性別及不同品系的小鼠,禁食的效果就不同,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。
  3. 禁食很可能是限制卡路里攝取時,可改善健康和長壽所必需的關鍵。如果可以證明適用於人類,未來可能幫助人們在不需要減少卡路里攝取總量的情況下,也能延緩老化、促進健康。
圖/Pixabay

大爆吃再間歇性禁食更健康?仍有待證實

臺大醫學院腦與心智科學研究所教授王培育指出,適當的飲食限制對於促進代謝、預防疾病及延長壽命的益處已是廣為人知。然而在早期用酵母菌、線蟲及果蠅作為實驗對象的研究中,受限於實驗模式,大多是以稀釋食物中的營養成份且自由飲食的方式來觀察飲食限制的好處 [1][2][3]

而在哺乳類中,小鼠或猴子實驗則是以每日一到二次或數日一次的方式,餵食正常食量的 40-80% [4][5],因此,一直以來飲食限制所帶來的好處被認為是降低日常飲食中卡路里的總量所導致。但是這些傳統的觀點在近年來的研究中已是備受挑戰,例如每日限制時間或食物量的餵食或禁食(於幾個小時內自由飲食或吃完定量的食物),也可明顯的達成健康長壽的好處 [6]

所以,重要的究竟是卡路里減量,還是禁食?本篇研究利用特定品系的小鼠,以系統性的方法實驗數種飲食的模式並且分析多種代謝及生理指標。結果顯示適當的禁食,可能是影響健康指標的關鍵,然而這是否意味著大吃大喝但間歇性的禁食是比少量及少餐更好的選擇呢?有待日後有更多的研究證據來說明。

規律禁食/進食,比總熱量攝取更重要

王培育也指出,這份研究僅使用了兩種品系的公、母小鼠進行研究,便可觀察到飲食限制對於不同性別及兩種品系小鼠的生理反應造成許多的差異,顯示本研究是在特定的條件下所觀察到的現象,無法廣泛推論於不同物種或不同飲食文化的個體。

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處,因此營養均衡、不必在卡路里上斤斤計較,一樣可能擁有健康長壽。

王培育指出,這份研究詳盡的比較了長期限制總熱量攝取與間歇性禁食,對代謝、老化以及壽命的影響,結果也顯示了有規律的間歇性禁食也許就足以帶給我們健康上的各種好處。這告訴我們,吃什麼、吃多少固然重要,何時吃以及飲食是否規律也許更重要。這結果與上月一篇發表在期刊《自然》(Nature)上的果蠅間歇性禁食實驗結果不謀而合 [7]

這份研究提供一個重要的概念,適當的禁食可以達成傳統的飲食限制(禁食加上卡路里減量)對身體健康的好處。圖/Pixabay

「禁食」才是有助代謝的關鍵

國立中興大學食品暨應用生物科技學系特聘教授蔣恩沛指出,過去許多研究都發現「限時進餐」或「限制進餐量」具有代謝益處,並延長小鼠的壽命。然而這些發現並無法釐清,哪些是純粹因為減少熱量攝入引起的好處,而哪些是因實驗要控制卡路里而無形中施加了禁食所致。

本研究在小鼠實驗中發現,限制卡路里的飲食方式,促成葡萄糖代謝、虛弱和壽命的各項改善,其實需透過「禁食」來達成。研究推翻了長期以來認為卡路里限制飲食對哺乳動物有益僅是由於減少總熱量攝取的觀點,並強調當中的「禁食行為」才是有助代謝(例如提升胰島素敏感性)和延緩老化這些保護作用的重要原因。

研究結果揭示了我們何時以及吃多少食物,如何調節代謝健康和壽命,並證明每天延長禁食,而不僅僅是減少熱量攝入,可能是熱量限制飲食對改進代謝和延緩老化的原因。過去已有研究表明,延長兩餐間隔對健康有益,本研究結果與過去研究也有相當的一致性。

蔣恩沛表示,人類老化過程中所伴隨的退化過程和疾病,有許多變因,除了攝食量、飲食方式、種類,還有基因、環境因素,甚至腸道菌相,均可能扮演角色,遠比實驗動物複雜。然而可以確定的是,限制熱量攝取可提供代謝上的益處,並可能減緩衰老、延長壽命。

圖/Pexels

本文編譯自科學期刊文章,完整文章來源:

參考資料:

台灣科技媒體中心_96
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