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有一種甜叫臺南:你不知道的臺南製糖業發展史與冷知識

研之有物│中央研究院_96
・2019/06/06 ・2629字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 531 ・七年級

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

  • 採訪編輯|林婷嫻    美術編輯|林洵安。

臺南人都喝全糖?這與製糖業發展有關。臺南竟有戰鬥機低空飛過?這則是二戰時期的遺留。本文專訪《臺南歷史地圖散步》編輯群,解答許多人對於臺南的疑惑。

臺南人:我吃甜我驕傲

「 臺南飲食偏甜,像是刈包,一吃馬上喝水!」《臺南歷史地圖散步》編輯賴國峰,道出北部人初嚐府城美食的驚嘆。這種鹹鹹甜甜的滋味,是臺南在地人的驕傲。

臺南美食為何偏甜?其中一種解釋為:臺南自古為製糖業的大本營。

從荷蘭時期開始,荷蘭東印度公司不僅將臺南作為海上貿易據點,也在此發展製糖業,將香甜的糖,以船運貿易至其他國家獲利。後經明鄭與清領時期,製糖業擴及至全臺。《臺南歷史地圖散步》作者之一黃微芬,在書中寫道:根據清光緒中葉的調查,全臺舊式糖廍約有 1,275 所,其中臺南就占了八成以上。

舊式糖廍:圓錐形的棚屋,內有牛隻拉動石磨、榨取蔗汁;再於旁邊的熬糖屋,熬煮蔗汁成糖。
圖片來源│名倉喜作編(昭和 14 年 [1939] )《臺灣銀行四十年誌》,中研院臺史所檔案館藏。
製糖業如何影響飲食呢?《臺南歷史地圖散步》作者之一曾令毅說明,從荷蘭時期到清末,臺南是政治和經濟中心,許多貴客或官員從臺南上岸、欽差或送往迎來。為了招待賓客,當地人就把高價且珍貴的糖加入菜餚以增添風味,展現臺南的熱情好客。

這般飲食文化隨著時間流轉,加上各路廚師和小吃攤的獨家秘方,逐漸形成了當今人們對於臺南食物偏甜的印象。

牛隻不只磨蔗汁,還會拉飛機

臺南食物偏甜,幾乎無人不知;然而臺南有座飛行場,就是個冷知識了。

日治時期因應航空需求,1937 年在臺南州新豐郡啟用第一代飛行場。但時局動盪,後於 1941 年太平洋戰爭前夕轉為軍用,作為海軍航空隊的基地與訓練場所,直到 1944 年臺灣沖航空戰的衝擊,日軍損失許多戰機與練習機,這座軍用飛行場逐漸沒落。

二戰結束後,臺南飛行場由中華民國空軍接收使用,轉為軍民合用機場;後於 2011 年核定為可飛國內和國外線的機場,亦可兩岸直航,也就是現今的臺南航空站

臺南飛行場與當時的飛機。
圖片來源│臺灣三成協會編(昭和 12 年 [1937])《まこと》第 277 號,國立臺灣圖書館藏
1940 年臺南飛行場平面圖,與當今臺南航空站的地圖對照。
圖片來源│日本防衛省防衛研究所戰史研究中心、Google Map

製糖業與臺南飛行場,也有意外的關聯。曾令毅在《臺南歷史地圖散步》書中提到這段歷史:1941 年由於戰爭需求,日軍急欲擴建臺南飛行場供海軍航空隊使用,卻面臨美英荷等國的經濟制裁,缺少鋪設飛機跑道的瀝青。當時,主導興建的上野長三郎技術大佐靈機一動,利用臺灣本地製糖業的大量糖蜜取代瀝青來鋪設跑道。

除了糖蜜發揮妙用,臺灣的水牛也曾用於拉動飛機。1950 年代,臺灣政策以農業扶植工業,但主要投資於重工業、大建設,像拖拉機這種小型機械尚不完備。因此當時飛機出廠時,會放開飛機的煞車,用力氣大的水牛來拉動。

水牛幫助拉不動飛機的人類,也曾拯救財務困難的航空公司。

1977 年,在臺南飛行場負責維修軍機和民航機、執行美方特種任務的亞洲航空公司,因為中美斷交而面臨財務困頓,但母公司(美國怡新公司 )卻不理睬。因此,當時亞航採取苦肉計──租用牛車,呈現自己窮到只能用牛車拉飛機,才讓母公司撥款紓解財務困難。

1977 年中美斷交,臺南飛行場的亞洲航空公司,祭出「牛車拉飛機」苦肉計,向母公司索取資金紓困。
圖片來源│亞洲航空(股)公司編(2016)《亞洲航空公司 70 週年特刊》

以滿腔熱血分享這些鮮為人知的航空史,曾令毅認為:「雖然我們談的只是一個臺南飛行場,但其實飛行場的軍用/民航功能轉換,呈現出日治、冷戰等不同時期,臺灣與國際局勢的互動脈絡。」

踏進臺南的歷史

除了製糖業、飛行場,另有遊廓、嘉南大圳、西拉雅族等歷史,也收錄在《臺南歷史地圖散步》書中。

編輯群具有豐富企劃經驗,先前亦推出大受好評的《臺北歷史地圖散步》、《臺中歷史地圖散步》系列書籍,但要探究並深度介紹「臺南」的歷史,卻是全新的考驗。團隊直呼:「噢!辛苦一年終於生下來!」

《臺南歷史地圖散步》團隊,由左至右分別為:編輯賴國峰、作者之一曾令毅、主編李佳卉。
攝影│林洵安

相較於臺北和臺中,臺南由於荷蘭時期就開始發展,時間的重量不同,這次《臺南歷史地圖散步》取材豐富,書籍厚實許多。依據中研院臺史所謝國興研究員的建議,主編李佳卉將書中地理範圍從舊城區擴大至整個臺南,引領讀者走進更遼闊的歷史時空。

此外,主編李佳卉強調:「南瀛學是顯學,若不是臺南人來寫,會對臺南不尊重。」因此力邀深耕臺南的專家學者執筆本書各篇章,透過在地人傳達道地的見聞。

為了拍攝府城風貌,編輯群奔走於臺南街頭巷尾。編輯賴國峰笑說:「臺南的小吃店比較有個性,不一定會出來擺攤營業,像是沙淘宮廟碳烤海產,我們埋伏了兩三天才拍到照片素材。」

究竟在地的專家學者,如何描繪臺南的歲月流轉?埋伏拍攝的小吃店,饕客聞到什麼香味而來?《臺南歷史地圖散步》就像一扇扇任意門,待您走入扉頁,親自瞧瞧。

本文轉載自中央研究院研之有物,原文為〈臺南除了食物甜,竟還有一個飛行場?,泛科學為宣傳推廣執行單位

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研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook

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都市冷知識:原來臺南除了美食、古蹟,還有著「鳳凰城」的美名?——《聆聽樹木的聲音》
麥田出版_96
・2022/08/29 ・2840字 ・閱讀時間約 5 分鐘

  • 作者/詹鳳春

編按:本文節錄自《聆聽樹木的聲音》一書,為閱讀需要,有些許調整部分擷取內容。

臺灣植物學研究的先驅者──田代安定

臺灣近代行道樹思想的導入,始於民政部技師田代安定。

田代安定生於日本鹿兒島。求學階段即前往東京,從於當時著名博物學者田中芳男門下。因精通法語,熟知歐洲殖民地之熱帶植物,因此得以受到重用。之後,農商務省委託田代調查沖繩諸島栽培奎寧樹的可能性,並計畫萃取樹皮治療瘧疾。

田代安定為熱帶植物學家,曾任職臺灣總督府技師,對臺灣的植物研究、行道樹制度和熱帶林業有著卓越的貢獻。圖/Wikipedia

正當調查結束時,收到田中芳男委任事務官,前往俄羅斯帝國在聖彼得堡舉辦園藝博覽會。會後短暫停留於俄國,而從俄國植物學者卡爾.馬克西莫維奇研究東洋與熱帶植物近半年,之後便留於德國、法國習得園藝學。

日本據臺後,田代被任命於民政局並著手民族概況調查,也藉由植物學理論建議行道樹種植計畫,並撰寫《臺灣街庄植樹要覽》作為參考依據。

田代基於過去歐洲視察經驗,參考法國都市計畫及植樹技術作為建議提案,如行道樹計畫要領、苗圃事業,強調以科學手法推動近代行道樹的必要性。

在短暫停留於民政局後,隨即擔任恆春熱帶植物殖育場主任,持續專注於研究及調查。直到熱帶植物殖育場規程受到廢止,提出報告書後便回到鹿兒島農林學校擔任講師。

歷經三年後,再度回到臺灣總督府再接任技師時,有感道路植栽管理問題,又再次撰寫《臺灣行道樹及市村植樹要鑑》以提出具體建議。

臺灣行道樹及市村植樹要鑑(上卷目次)。圖/國立臺灣圖書館

想要好好綠化環境,可不能隨便種樹!

田代本身除了調查民俗文化以外,也熱心於熱帶樹種的研究。對於行道樹的事業,認為臺灣也應如同歐洲、熱帶國家殖民地般的鋪設道路,綠化環境。

面對殖民地初期行道樹推動反覆錯誤之下,強調樹種選擇、特性的掌握不充分以至於成效不彰。不僅如此,也未能以專業知識控管,依舊以過去植栽的園藝方法種植行道樹。

如:北三線初期植栽計畫,忽視植栽距離的重要性,勉強種植合歡木,雖然可提供充分的樹蔭,卻無法執行正確修剪管理。儘管田代在總督府期間所提出行道樹計畫都未能完全得到落實,卻也間接提示了行道樹事業的基本輪廓。

具體如道路等級配植,訂立樹間距離,採用本土原生樹種。其他還建議市街行道樹,採用椰子科及來自印度、新加坡等豆科樹種。地方行道樹以原生樹種如相思樹、苦楝,果樹如芒果、龍眼、波蘿蜜等。強調行道樹育成事業,必須培養相關人才,導入並參考西歐行道樹種植手法,如支架、人車分離、排水溝概念等。

增設行道樹可不只是種樹就了事,從人車的路線安排、樹木間隔到挑選樹種,都是一大學問。圖/Pixabay

藉由苗圃的新設,積極引進國外樹種進行育苗試驗及培育,以科學方式奠定行道樹規畫基礎。換句話說;自道路等級、樹種選擇、植栽間隔、支架等詳細建立一個行道樹事業推行的依據,提示了近代行道樹設計案。

田代安定在臺期間,斷斷續續長達三十餘年。自臺灣植生調查、建立苗圃、撰寫臺灣行道樹要鑑等各方面的推動,建立了臺灣近代行道樹基礎。

臺灣行道樹新典範:臺南「鳳凰新道」

日治初期推動的行道樹計畫,在後期於各方面也面臨許多課題。尤其,面對養護管理卻顯示了專業認知度的不足。

有鑒於此,田代氏又以革新為前提,提出行道樹改革方針。如劃分管理職權並設置行道樹主任掌管事務,訂立植栽技術、設計單位、導入外來行道樹文明特質等。

植栽技術方面,提出樹種選擇及植栽距離之設計,並要求主管單位須具備行道樹及園藝相關分野的知識,以便於執行。對於歐美行道樹規畫導入,透過一種比較的方式,說明臺灣行道樹事業的必要及設計方向性。

如外來行道樹思想,說明各國行道樹植栽的技術特色,分為東洋、印度南洋、西洋類型。根據這三個不同環境所歸納出行道樹的特質,除了美化景觀也在空間上展現近代文明。

同時也指出臺灣屬亞熱帶氣候環境,參考南洋熱帶地區樹種,推廣行道樹為刻不容緩的事業。因此在計畫行道樹植栽同時,對於樹種選取更同時考量風土氣候,並透過近代科學技術來經營管理。

田代回臺後,在臺南推出「鳳凰新道」的規劃,大量種植鳳凰木。圖/Wikipedia

田代氏自鹿兒島再度回到臺灣總督府殖產局任職時,提出臺南鳳凰新道的行道樹規畫看法。臺南為台灣最具歷史的都市,受到過去荷蘭等權力支配,行道樹僅於臺南官田一帶展開。

之後因市區改正展開道路計畫,接著臺南廳舍的落成,並開通大道種植鳳凰木。

鳳凰新道寬約二十公尺,全長約八百公尺,以單一樹種共一百五十三棵,植栽距離以每九公尺栽種一棵樹;平均樹齡以三年生、樹高約二、三公尺列植。田代認為植栽樣式為統治以來革新的作法,猶如歐美近代行道樹植栽樣式,可以說是臺灣行道樹的新典範。

在臺南的國立台灣文學館門口,就有兩株相當吸睛的鳳凰木。圖/Wikipedia

鳳凰木為熱帶三大花木之一,原產於馬達加斯加島,被廣泛種植在熱帶、亞熱帶地區。於熱帶地區,乾季時落葉,雨季時展葉。臺灣於荷蘭時期開始,即導入各式各樣有用植物,如各種果樹、金龜樹、阿勃勒、鳳凰木等,猶如原生狀態,適應能力強、生長良好,然而大量輸入外來樹種並栽培試植為日本統治時期。

後來,田代氏回憶鳳凰木樹姿;說明前往歐洲搭船時行經印度洋,當停留於法國殖民地西貢的港口一帶,映入眼簾為鳳凰木赤紅花海的壯觀景色,讓所有乘客記憶深刻。不僅具備景觀,也適合作為綠蔭喬木。如爪哇市區,便廣植鳳凰木以供樹蔭。在臺灣,殖民政府於一八九六年自新加坡領事館寄送種子後,隔年春天展開播種移植。之後作為行道樹樹種,廣泛種植於台南。

——本文摘自《聆聽樹木的聲音》,2022 年 7 月,麥田出版

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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。

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命名與測繪自然帶來的力量——《磐石紀事:追蹤 46 億年的地球故事》
貓頭鷹出版社_96
・2021/04/04 ・2665字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 561 ・九年級

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

命名與繪圖

  • 文 | 貝鳶業如

偉大的十八世紀瑞典生物學家林奈,將生物世界組織成有條不紊的階系,其間每種生物都有個名字,都在生命家譜中占有一席之地,由是確立了自然史各個分枝的課題。為事物命名是種近乎神聖的行為,是一種賦權且令人滿足的工作,而分類學(及大量的標本剝製)也在十八、十九世紀成為新興自然科學的主軸。維多利亞時代的自然史博物館體現了科學時代的精神;這些建築裡塞滿了填充過的鳥類、骨骼、化石、結晶等大自然奇珍,被命名、被馴服、埋葬在玻璃匣子裡。

地質領域中可資分類的東西(岩石、礦物、化石、地形、礦物沉積、褶皺、斷層等)之多,使這項工作一直持續到二十世紀。由於無法對這些特徵的形成,提出統一的起源模型,分類架構便使人對大自然的變化性,抱有一種有限且穩固的安心感。有些地質學實體(如礦物)很容易便落入定義明確的分類範疇,而十九世紀那些關於礦物的博學論文(如一八六九年耶魯大學教授戴納那卷帙浩繁的《礦物學手冊》)至今都還在使用,乃是史上同類概要書籍中最為完備者。

美國地質學、動物學和礦物學家詹姆斯 · 德懷特 · 戴納。圖/wikimedia

但其他的地質現象則拒絕被分類,連當時最聰明的人,也掙扎著要確立理想化的柏拉圖式分類範疇,好為難以駕馭的現實罩上結構。

由於經濟上的重要性,發展出一種普世的礦物命名法則在當時是第一要務,但後來證明了這實在是出了名的困難(某程度上而言,至今依然如此)。

以發現於某一特定地區的礦物為基礎的礦石譜系理論都各有特色,而分類架構總是與這些理論夾纏不清。

十八世紀晚期的歐洲到處都是礦業學校,德國、瑞典、法國的學程更是格外蓬勃。許多學程都只由一名遠見思想家和學徒組成,由學徒協助宣揚大師的體系。德國佛萊堡的「水成」學派是由莊嚴的韋納(一七五○~一八一七)領軍,他提出所有岩石和礦石沉積都自海水沉降而成的概念。而在瑞典的烏普薩拉,華勒流斯(一七○九~一七八五)執著於古老冶金學的金屬質變信念,而提出了一個現代觀念,認為了解礦石礦物的關鍵,在於其化學特性(而非顏色等外在的屬性)。在巴黎,由藥材商轉行成為礦物學家的魯埃(一七○三~一七七○)和他更為知名的學生拉瓦榭(一七四三~一七九四),也發展出關於岩石和礦石本質與分布的早期理論。

不過,這些理論只有少數對真正的採礦實務造成影響;礦工的經驗和直覺大體上還比較可靠些。但這些礦業學校卻標示著一種重要的新哲學:地球及其礦物資源是可以分析的,最終也是可以理解的。

被稱為「現代地質學之父」的詹姆斯 · 赫登。圖/wikimedia

赫登的均變說原理(參見第二章)是以他在愛丁堡和蘇格蘭邊界所觀察的岩石為基礎,之後再將地球「合理化」而成。他對西卡角非整合的解釋及其所「發現」的時間深處,顯示主宰地球過去的物理定律,也同樣主宰著現在(赫登的觀察也記錄下火成岩的存在,這是對韋納等水成論者的一記重擊)。

赫登的著作似乎肯定了地球的行止有其邏輯而且可靠,或許不是一成不變,但卻能夠為人所理解:在這個球體的固態部分觀察到明顯無序和混亂的哲學家,現在導出一些結論:以前地球的組成裡,曾經存在過一種較有規律也較一致的狀態;過去曾發生過一些毀滅性的改變;地球的最初結構,已被不論是自然或超自然因素所導致的某些猛烈活動打斷和干擾。

此類結論都是由地形外觀推導而得,而現在,在我們努力要建立的理論當中,所有這些地貌都有了最完美的解釋⋯⋯在解釋實際存在之物時,根本就不需要訴諸任何非自然的邪惡假說、任何大自然裡的毀滅性意外事件,或超自然原因的介入。

我們很滿意地發現,大自然有其智慧、體系和一致性⋯⋯我們當前詢問的結果便是:我們並未發現開始的痕跡,也看不到結束的可能。

科學闡釋的時代與歐洲人在美洲、非洲和南太平洋殖民定居的時間相一致(也一向被用來當作這些行為的合理化藉口)。

探險行動的目的,是要記載下邊土的動、植物和礦物寶藏。劉易斯與克拉克所帶領的一八○三至一八○六年北美考察行動,留下了一些細節豐富、有著細心插圖的筆記本,正是這些官方委託製作的報告當中最好的一批。在美國,為了評估並測繪全國的資源,聯邦和州都成立了地質調查處。這些機構負責進行普查,也就是從事計數和估價,對無限和模糊的有限做出推算。

領導多次重要地質調查的約翰 · 威斯利 · 鮑威爾與科羅拉多河的原住民領袖合照。圖/wikimedia

地質調查處主任鮑威爾(他本人曾領導過一次大規模的美西地質探查)於一八八八年向國會提出第七屆地質年度調查報告,他在其中提到,製作精確美國地形地質地圖的計畫,在戰略上所具有的重要性。

鮑威爾是第一個繪製科羅拉多河下游和大峽谷地圖的人,他對地圖的力量大感讚嘆。地圖就跟分類架構一樣,賦予使用者一種自己擁有所繪題材的感覺。地圖將荒野微型化到可以握在手中、可以用心眼去觀看。

地圖與調查對一八六二年的「美國公地放領法案」和一八七二年的「公眾採礦法」至為重要,兩者都以洛克的原則為基礎,認為任何耕耘一小片土地(且能界定其範圍)的人,便是該土地的合法擁有者。

公地放領法案一直沿用到二十世紀(直到一九七七年才廢止!),公眾採礦法直到今天都還有效。公眾採礦法是駭人的過時立法,現在仍舊容許任何人能以低於每英畝五美元的費用,在公有土地上搜尋並萃取礦物,卻完全沒有考慮到此舉可能導致的環境損害。這些聯邦政策及其背後的哲學,也導致史上最嚴重的體制性社會不義——美國政府一再地違反與北美原住民族所簽署的條約。

這些原則都是洛克財產權加值原則的思想外延,亦即能夠理解、命名和測繪自然的人,就有權剝削自然,但原住民的命名和認知體系卻不被承認為合法。

這張圖片的 alt 屬性值為空,它的檔案名稱為 8694806_R-628x628.jpg
——本文摘自《磐石紀事:追蹤 46 億年的地球故事》,2020 年 12 月,貓頭鷹出版社
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貓頭鷹是智慧的象徵。1992年創社,以出版工具書為主。經過十多年的耕耘,逐步擴及各大知識領域的開發與深耕。現在貓頭鷹是全台灣最重要的彩色圖解工具書出版社。最富口碑的書系包括「自然珍藏、文學珍藏、台灣珍藏」等圖鑑系列,不但在國內贏得許多圖書獎,市場上也深受讀者喜愛。貓頭鷹的工具書還包括單卷式百科全書,以及「大學辭典」等專業辭典。貓頭鷹還有幾個個性鮮明的小類型,包括《從空中看台灣》等高成本的視覺影像書;純文字類的「貓頭鷹書房」,是得獎連連的知性人文書系;「科幻推進實驗室」則是重新站穩台灣科幻小說市場的新系列,其中艾西莫夫的科幻小說,已經成為台灣讀者的口碑選擇。

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這裡痛,那裡痛,全部都是壓力惹的禍!揭開纖維肌痛症的成因
研之有物│中央研究院_96
・2021/03/22 ・3906字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位。

  • 採訪撰文|歐宇甜
  • 美術設計|林洵安

日常壓力會誘發纖維肌痛症

纖維肌痛症 (fibromyalgia) 病患有全身慢性肌肉痠痛,可能伴隨失眠、焦慮和憂鬱等症狀,致病機轉一直是個未解之謎。中央研究院生物醫學科學研究所陳志成研究員與研究團隊,找到纖維肌痛症可能的生理與心理致病機轉和關鍵抑制劑,論文於 2020 年 9 月發表於國際風濕免疫科權威醫學期刊 (Annals of the Rheumatic Diseases)。

無藥可醫的纖維肌痛症

「纖維肌痛症 」最常見的症狀是全身肌肉慢性痠痛,伴隨疲勞、失眠、焦慮和憂慮,有時被稱為稍微累一點就全身痠痛的「公主病」。目前醫學對於該病的致病機制並不清楚,病人往往不斷轉診仍找不到明確病因,因此也尚未有專屬用藥,只能先緩解症狀,但效果相當有限。

纖維肌痛症是一種很常見卻又神秘的疼痛病。在成年人中,約有 2 ~ 6% 的人罹患此病,特徵是慢性廣泛性肌肉疼痛,並伴隨疲勞、失眠、焦慮和憂鬱,嚴重影響病人的生活品質,甚至導致失能。圖/iStock

不過臨床上發現,日常生活精神壓力會誘發或加重纖維肌痛症症狀。多數病患的背後都是一段故事,可能有家庭、親友、經濟、工作等各種問題。只是心理壓力和纖維肌痛症到底誰是因、誰是果?背後的致病機制是什麼?「我們必須建立一個可以反應纖維肌痛症的動物模式,以驗證心理壓力與纖維肌痛症的關係。」 陳志成說明。

在此之前,先來看看痠痛是怎麼引發的呢?

組織酸化誘發痠痛

過去研究認為組織酸化會誘發痠痛。1980 年德國人曾做過人體實驗,直接把酸性物質注射入人體,結果發現真的會引起痛感,而且流速越快、越痛,初步證明酸與痠痛的因果關係。但酸是透過什麼樣的分子機制來刺激痛覺神經,卻一直沒有定論。

陳志成嘗試以此建立纖維肌痛症的動物模式。他們先幫小鼠注射酸鹽水,然後以壓肌肉或用細尼龍線刺激小鼠腳掌,發現小鼠碰到刺激會縮腳,代表的確有「疼痛過敏化」現象,但這疼痛過敏化現象在 24 小時以後會消失不見。但如果五天之內在同樣位置再打一次,就會導致持續約一個月的疼痛過敏化,而且也會發生鏡像性的疼痛,成功符合纖維肌痛症的特徵。

這個小鼠實驗模式提供了一個平台,讓陳志成可以從神經學的分子機制上,深入研究組織酸化如何誘發慢性肌肉疼痛。

我們身上各個組織都有痛覺神經,神經上有許多可被酸給激活的離子通道或受體分子,最重要的包括酸敏性離子通道(ASICs),以及辣椒素受體蛋白 (TRPV1) 等等。陳志成實驗發現,如果以藥物抑制 ASICs 或 TRPV1,五天後再次的肌肉酸化刺激就無法誘發慢性疼痛。但是,如果再次的肌肉酸化刺激發生於第二天,仍會誘發 7 ~ 10 天的疼痛過敏化現象。因此,陳志成推論出,第一次肌肉組織酸化不僅是誘發短暫的疼痛過敏化現象,也讓肌肉痛覺神經產生了可塑性變化,所以五天以內再次肌肉酸化刺激,就足以發展成慢性疼痛。

我們身上所有組織都有痛覺神經,上面有許多離子通道或是受體分子,分別對應不同來源的痛覺,其中可被酸激活的是酸敏性離子通道(ASICs)以及辣椒素受體蛋白(TRPV1)。圖/研之有物

用噪音製造壓力源

了解痠痛的神經科學分子機制,下一步就是建立心理壓力造成痠痛的動物模式,怎麼做?噪音是好工具!一般的壓力來源很難定量,但是噪音可以換算分貝並以程式設定,比較好掌握。

他們讓小鼠待在籠中,不定時播放尖銳、人耳可能聽不見的超音波噪音,一天重複六次,隔兩天後再連續兩天重覆進行……結果,受到噪音壓力的小鼠,出現了疼痛過敏化現象持續約一個月。「我們發現,關鍵是要有不確定性、間歇性、重複性的壓力刺激,如果是給予短暫的壓力刺激,小鼠並不會出現慢性疼痛過敏化現象。」

此外,一般纖維肌痛症患者常出現共病,像焦慮、憂鬱等情緒問題。他們觀察具有疼痛過敏化現象的小鼠們,焦慮行為也變得明顯:一般健康的小鼠喜歡到處探索、玩耍, 放入十字迷宮時,敢走到兩側開放懸空的部分,但有焦慮行為的小鼠喜歡躲在隱蔽空間、不敢跑出來。

壓力 –> 氧化脂質 –> 疼痛訊號

建立一套動物模式後,接下來他和研究團隊想知道,體內有什麼東西誘發了痠痛?

他們分析小鼠血液中的脂質,發現小鼠在遭受壓力後,體內有一群特別的脂質被代謝出來。「我們發現到一種氧化脂質 LPC16:0 ,令人眼睛為之一亮!」陳志成說道。原來,幾年前有法國科學家發現這種氧化脂質 LPC16:0 可以專一性的刺激感覺神經元上的 ASIC3 酸敏性離子通道。賓果!全部事情似乎都可以串連在一起了。

經過反覆實驗,致病機轉的輪廓漸漸清楚了!外界的壓力源 (噪音),會導致小鼠體內的氧化壓力上升,造成脂質代謝異常,產生過量的氧化脂質 LPC16:0 ,活化肌肉感覺神經元上的 ASIC3 酸敏性離子通道,造成疼痛過敏化現象,持續刺激下轉變成慢性疼痛。

圖/研之有物 (資料來源|陳志成)

纖維肌痛症療法現曙光

在小鼠身上驗證後,回到纖維肌痛症病人身上觀察:他們體內是不是有比較高的氧化壓力?比較高的異常脂質代謝呢?研究團隊將病患根據症狀嚴重程度分類,一群是全身痛、但症狀比較輕微,一群是全身又痠又痛、症狀比較嚴重,發現全身痠痛症狀嚴重的病人體內的 LPC16:0 特別高,另一組症狀輕微的病患則沒有,兩組之間有明顯的差異。

圖/研之有物 (資料來源|陳志成)

而人體其實本有快速代謝 LPC16:0 的路徑,但在五天內重複刺激,就可能變成慢性痠痛;換句話說,很多纖維肌痛症患者的病因可能是長時間一直受壓力刺激,體內會持續產生氧化脂質 LPC16:0,導致肌肉長期慢性痠痛,「這也能說明一個奇特現象:許多纖維肌痛症病患即使用藥也不見效,但當壓力源去除,像是搬離不幸福的家庭,全身痠痛就可能突然不藥而癒。」陳志成補充。

研究人員證明氧化脂質 LPC16:0 是引起痠痛感的禍首後,就可以嘗試去阻斷它產生。研究團隊用一種可以抑制這種酵素的藥物–血小板活化因子乙醯水解酵素抑制劑 (platelet-activating factor-acetylhydrolase inhibitor; darapladib),打到小鼠的身上,果真成功降低壓力造成的疼痛反應,此發現已申請國際專利,未來可望運用在纖維肌痛症臨床治療。

纖維肌痛症的神祕面紗,至此終於稍稍揭開!這項重大研究成果於 2020 年 9 月刊登在國際風濕免疫科權威醫學期刊 (Annals of the Rheumatic Diseases) 上。不過這只是陳志成痠痛研究的一角。他首創「痠覺理論」,希望能從更深入、全面解答慢性痠痛的成因,尋找更有效的療法。

建立痠覺理論,尋找新一代止痛藥物

何謂痠覺理論?首先,陳志成認為:痠是痠、痛是痛,兩者並不一樣。

這點對華人沒有問題!在臺語詞彙中有痠(SNG)、也有痛,國語詞彙中有又痠又痛、腰痠背痛等,可是在許多國家語言中只有關於疼痛 (PAIN) 的詞彙,沒有單獨提到痠覺的字彙。目前國際上只有對於疼痛的定義,把痠痛視為同一件事,或認為痠只是比較輕微的痛覺。

但是痠痛成因其實相當複雜,與組織酸化的關係也有待釐清!

比方說,酸可能引起疼痛,但你知道它也有止痛的效果嗎?在上述的小鼠肌肉酸化實驗中,陳志成發現同時抑制 ASIC3 與 TRPV1 ,可抑制酸所誘發的疼痛過敏化現象。但奇怪的是,第二天對於小鼠再次進行肌肉酸化刺激,雖然 ASIC3 與 TRPV1 這次沒被抑制,但小鼠竟完全沒疼痛反應!由此得知:除了 ASIC3 與 TRPV1 之外,還有一個未知、但是很重要的受體參與反應。這個神秘的受體是一個可以止痛的酸敏性受體分子,讓止痛的效果從第一次實驗延續到第二次!

接著,陳志成發現這個受體分子被刺激後,會促使感覺神經末梢釋放重要的神經傳導物質–物質 P。他認為:當痛覺神經被刺激後,在肌肉端的神經末梢會釋放物質 P,物質 P 會抑制神經活性,達成止痛作用,宛如痠痛的煞車系統。陳志成隨即抑制物質 P ,果然一次肌肉組織酸化就足以誘發慢性疼痛,讓小鼠無止盡痛下去。

那麼,問題來了!既然酸可以誘發疼痛、又可止痛,那麼痠痛病人到底是抱怨痠,還是痛呢?痠顯然不只是一種輕微的痛覺這麼簡單!這個「酸止痛」的神奇現象,提供了痠與痛的另類思考,物質 P 也可能成為新一代的止痛藥物。

「我現在就像一個傳教士,必須努力說服大家,痠與痛不一樣!我也跟語言學家合作,了解其他國家的相關詞彙,希望不久後可以將痠覺清楚定義出來。」唯有正視痠痛的不同,分別了解痠、痛背後各自的分子病理機制,才能發展更有效的止痛或止痠療法,嘉惠更多受到慢性痠痛折磨的病患。

陳志成自許像一個傳教士,努力建立痠覺理論,並跟語言學家合作,希望不久後可以將痠覺清楚定義出來,進一步找出痠與痛的不同分子機制,發展更有效的止痠與止痛療法。圖/研之有物

研之有物│中央研究院_96
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研之有物,取諧音自「言之有物」,出處為《周易·家人》:「君子以言有物而行有恆」。探索具體研究案例、直擊研究員生活,成為串聯您與中研院的橋梁,通往博大精深的知識世界。 網頁:研之有物 臉書:研之有物@Facebook