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不健康的飲食習慣不只讓你變胖,連地球環境也遭殃!

陳 曼婷
・2020/03/04 ・2010字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 517 ・六年級

  • 文/陳曼婷,Aranth安曼營養 澳洲註冊營養師。
亂亂吃好開心!可是後果呢?圖/macrovector / Freepik

現代人壓力大,常常暴飲暴食,點了一大桌菜卻沒吃完,或擔心浪費食物,哪怕肚子已經很撐了,還是硬把食物吃光,結果攝取了大量多餘的熱量。

不過,把食物吃完真的就是減少食物浪費嗎?還是只是自欺欺人的想法呢?

食物浪費,不只是廚餘問題

隨著環保意識增加,以及大家對第三世界國家的關注,廚餘問題現在已在全球引起多國人民和保育組織的重視。

數據顯示,近幾年來全球製造的廚餘每年高達約 13 億噸,能夠餵飽超過三十億的人口5。這個數字聽上去已經非常驚人,但讓人萬萬想不到的是,因過度進食而造成的食物浪費問題竟然有過之而無不及。

吃下讓人過重的食物,其實也是一種食物浪費。圖/rawpixel.com / Freepik

義大利於 2019 年公布的一項最新研究中,專家根據世界衛生組織 2017 年的全球身體質量指數(BMI)資料庫、聯合國糧食及農業組織的人口資料裡七個已開發地區的過重人口數據,計算了這些過重人口額外消耗的食物量。這些食物稱為代謝性食物浪費(Metabolic Food Waste),意指被浪費於維持人口中所有過重及肥胖人士高於理想體重的每公斤重量所需食物。

單單一年的代謝性食物浪費就多達 1400 億噸,是每年廚餘量的一百多倍!而每年生產這些食物的碳排放量,等於燃燒燃油產成的二氧化碳過去七年之總和7。(這裡必須一提,農業活動一直是全球碳排放的重要來源之一!)

除了溫室氣體排放量,食物生產亦使用了大量的水資源。維持過重人口額外體重的食物在生產過程中,遺下了至少 3.4 億立方公尺的水足跡,足夠 34 萬以上的人口使用一年7。其實水資源缺乏的危機比我們想像的更嚴峻,只是處於已開發國家的我們並沒有切身之痛而已。預計到 2025 年,全球將有高達 28 億人面臨缺水危機4

地球乾旱、缺水的程度可能遠超過我們的想像。圖/fanjianhua / Freepik

不良飲食習慣的後果

除此之外,龐大的過重人口數字,更造就了一個個公共衛生與健康危機,包括肥胖問題及各種慢性疾病,例如心血管疾病和糖尿病等。涉及 195 個城市的大型研究指出,全球每年有 11 億人死於不良飲食習慣,等於每一秒就有一個人死於不良的飲食習慣帶來的疾病1。諷刺的是,這個數字比非洲兒童政策論壇公布非洲因飢餓死亡的兒童數目還高8

沒想到吧,原來食物浪費不只限於肉眼可見的廚餘,也包括過量進食的食物。肥胖和不良飲食習慣也不單只是個人健康問題,還跟水資源、糧食危機及全球暖化有關。

我們可以做什麼?

想要真正減少食物浪費,在點餐時切忌貪心嚐鮮,要根據進食人數選擇合理分量的菜式。如果知道餐廳分量較多,可預先主動和服務生溝通,例如只要半份米飯,以減少任何形式的浪費。吃不完,請盡量把剩餘食物打包帶走。

另外,養成良好飲食習慣,攝取健康食物,不僅能減少多餘的卡路里攝取量,還可以幫助地球,減少汙染!

其實早有研究指出,幾乎所有越健康且高營養價值的食品,對環境的影響越低2。例如以下全穀物、水果、蔬菜、豆類、堅果和橄欖油與紅肉、加工食品的對比:

  • 1 顆中型柳橙(水足跡 50 公升)vs 1 杯柳橙汁(水足跡 170 公升)
  • 1 顆馬鈴薯(水足跡 25 公升)vs 1 小包洋芋片(水足跡 185 公升)
  • 1 公斤瓶裝水(水足跡 5 公升)vs 1 公斤咖啡(水足跡 140 公升)
  • 1 公斤玉米(水足跡 900 公升)vs 1 公斤白米(水足跡 3400 公升)
  • 1 公斤雞肉(水足跡 3900 公升)vs 1 公斤牛肉(水足跡 15500 公升)
與喝果汁相比,直接吃水果對環境的影響比較小喔!圖/Element5 Digital from Pexels

因此,多選擇植物性食品和未經加工的天然食品,不但對個人健康有益,更可以減低對環境的影響,正所謂一箭雙鵰啊!既然身處已開發國家的我們有能力選擇食物,絕對也有能力為地球貢獻一份力。不知道這麼偉大的使命,有沒有讓你更願意重視自己的飲食習慣,不再亂吃一通呢?

參考文獻

  1. Afshin, A., Sur, P. J., Fay, K. A., Cornaby, L., Ferrara, G., Salama, J. S., … & Afarideh, M. (2019). Health effects of dietary risks in 195 countries, 1990–2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. The Lancet, 393(10184), 1958-1972.
  2. Chapagain, A. K., & Hoekstra, A. Y. (2004). Water footprints of nations.
  3. Clark, M. A., Springmann, M., Hill, J., & Tilman, D. (2019). Multiple health and environmental impacts of foods. Proceedings of the National Academy of Sciences116(46), 23357–23362. doi: 10.1073/pnas.1906908116
  4. Falkenmark, M. (1997). Meeting water requirements of an expanding world population. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 352(1356), 929-936.
  5. FAO. (2013). Food wastage footprint: Impacts on natural resources. FAO.
  6. Matharu, A. S., de Melo, E. M., & Houghton, J. A. (2016). Opportunity for high value-added chemicals from food supply chain wastes. Bioresource technology, 215, 123-130.
  7. Toti, E., Di Mattia, C., & Serafini, M. (2019). Metabolic Food Waste and ecological impact of obesity in FAO world’s region. Frontiers in Nutrition, 6, 126.
  8. Unicef. (2015). UN inter-agency group for child mortality estimation. Levels and trends in child mortality.
  • 責任編輯/竹蜻蜓
文章難易度
陳 曼婷
8 篇文章 ・ 1 位粉絲
澳洲註冊營養師及英國私人教練證書。畢業於香港大學食品及營養科學,其後赴澳洲悉尼大學深造臨床營養學,現為安曼營養中心高級營養顧問。

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電子貨架標籤真的比紙本商品價格卡划算嗎|2021數感盃|高中專題|優選
數感實驗室_96
・2021/12/25 ・2804字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

  • 作者:彭姿寧、周丞祺、康育綸/新店高中

數感盃青少年寫作競賽」提供國中、高中職學生在培養數學素養後,一個絕佳的發揮舞台。本競賽鼓勵學生跨領域學習,運用數學知識,培養及展現邏輯思考與文字撰寫的能力,盼提升臺灣青少年科普寫作的風氣以及對數學的興趣。
本文為 2021 數感盃青少年寫作競賽/高中組專題報導類佳作之作品,為盡量完整呈現學生之作品樣貌,本文除首圖及標點符號、錯字之外並未進行其他大幅度編修。

一、研究動機 

台灣每個奇數月的 25 號是發票開獎的日子,不少人用行動載具存發票,取代紙張發票的使用,以減少樹木砍伐,保護環境。一般民眾在購物時,最常見的商品價格標籤大部分還是以紙張形式(紙價卡),但若能夠將全面設為電子紙貨價標籤(下簡稱「電子標籤」),又將能減少多少的樹木砍伐和更換的人力成本呢?對於環境的改善與影響是否划算呢?

圖/envato elements

二、研究背景 

(一)以 7-11 為研究對象,將實地訪查結果整理如下表:

(二)透過實地訪查與網路搜尋,整理紙本商品價卡和電子貨架標籤資訊比較,如下表:

三、探究過程 

(一)歷年來時薪的調整 

 雖然目前的時薪是 160 元/hr,但過去已有多次調整,因此考慮薪資的平均成長率。一個電子標籤的壽命是 6 年,所以我們取 104 年到 109 年期間的薪資調整。根據中華民國勞動部網站表示,薪資調整如下: 

運用「幾何平均數」來計算基本薪資每年平均成長率為 1.057:  \( \sqrt[5]{1.0500\times 1.0555\times 1.0526\times 1.0533\times 1.0714} \) ≒ 1.057

訪問結果可知 1 週需要花 1+0.5+0.5=2 小時的時間在價卡上,一個月大約有 4 週, 所以每個月需要花 2×4=8 小時的時間在這,每年則是 8×12=96 小時。我們有了調整倍律(公比),以及 110 年(首項)到 115 年(末項)的時薪,使用「等比級數」計算未來 6 年需花費的人力成本為 153600 元(110 年每小時基本工資為 160)。

 \( S6= \frac{96\times 160\left [ 1-\left ( 1.057 \right )^{6} \right ]}{1-1.057} \) ≒ 1.06335

(二)環境影響-樹木砍伐與碳足跡: 

我們上網蒐集樹木所能製造的產量。每噸紙漿可以做出 40 箱 5000 張紙,1 噸紙漿約需砍掉 24 棵高度 12 公尺、直徑 15~20 公分的樹木,所以 1 箱的紙需要砍掉:24÷40=0.6 棵樹 

1 箱的紙有 5000 張,因此 1 張 A4 紙需要: 0.6÷5000=0.00012 棵樹 

在保育環境方面,透過產品碳足跡資訊網,我們可以得知一包 500 張的 A4 紙的碳足跡為 3.8kg CO2e,一張 A4 紙的碳足跡為:3.8÷500=0.0076kg CO2e  

(三)紙本商品價卡與電子貨價標籤成本分析: 


更換時間這方面,人力更換 2 週換 250 張,1 次換 1 小時,1 個月大約有 4 週, 可得 1 個月換 250×2=500 張紙需要花費:1×2=2 小時 

(1)若新開一間便利商店,使用紙本商品價卡成本分析: 

一包 A4 大小的紙價卡有 20 張,價格為 47 元。而 1 張 A4 大小的紙可以分成 48 張的價卡,所以 1 包可以分成 20×48=960 張的價卡,是全店 960÷1000=0.96 倍所 以全店紙張需花費 47÷0.96≒49 元 

根據店員所述,自行影印全電價卡的墨水費為 5 元左右,耗時 1.5 小時,耗電為 2 度電,而 1 度電為 1.5 元,所以電費是 2×1.5=3 元。 

價格卡上的字,是使用條碼掃得商品資訊,掃描再加上更換的時間,全店更換則需要 4 小時。目前總共是要花 5.5 小時去更換全商店的價卡,再加上平時的檢查和清點等其他時間,一共要 8 小時左右,目前員工的薪水是 160/hr,所以全部費用是 49+5+3+8×160=1337 元。

於環境方面,1000 張價卡相當於:砍 1000÷48×0.00012=0.0025 棵樹排放 1000÷48×0.1538=3.297kg CO2e。 

(2)若一間便利商店六年,「紙本商品價卡」與「電子貨架標籤」成本比較:

我們知道 2 週花 1 小時換 250 張價卡,1 個月大約為 4 週,算出 1 個月大約要花 1×2 小時換 250×2=500 張紙價卡。電子標籤的壽命是 5~7 年上下,我們打算以平均的 6 年(72 個月)為基準去估算。 

  • 「紙本商品價卡成本」: 

紙本商品價卡須花費 [(1000+500×72)÷960]×47+106335 ≒ 108146 元 

對於環境相當於砍伐 37000÷1000×0.0025×72=6.66 棵樹,並排放 37000÷1000×0.1583×72≒421.7kg 的 CO2e。 

  • 「電子貨架標籤成本」: 

1 個電子標籤是 140 元,全店一千項商品更換全部需要 140×1000=140000 元, 電子標籤更換效率是 3000 張/hr,而 6 年內會換 36000 張,需耗費 6000÷3000=12 小時。 

所以將紙本商品價卡更換成電子貨架標籤會少花費 236760-140000=96760 元,並省下人工耗費 (72×2)-12=132 個小時,減輕許多員工的工作量。

(四)不同規模商場比較 

以 6 年(110 年~115 年)為期限,假設中型商場(營業面積 200 至 2,000 坪)的用量是小型商場(營業面積 60 至 200 坪)10 倍,更換量是 5 倍,其他成本是 10 倍; 大型商場(營業面積超過 2,000 坪)的用量是小型商場的 30 倍,更換量是 15 倍, 其他成本是 30 倍。

因此由仿照前面的計算方式,可以推算不同規模商場使用不同商品價格卡所需成本:

四、發現與結論 

雖然汰換電子標籤並不是很划算,但與年營業額相比,更換的錢就像沙漠裡的一粒沙。電子貨架標籤不止能以彩色文字顯示商品價格,也能以圖案顯示顯示品牌 Logo,或顯示二維條碼,讓顧客立即掃描瞭解商品產銷履歷,除了能更吸引顧客目光、拉長顧客在店內停留時間進而提高商品購買數量,或者是另類廣告行銷等優勢,但因為這些為潛在效益,若不考慮價格,也可能吸引部分銷售業者使用。 

參考資料

  1. POS系統加值服務:電子標籤一秒完成你的售價更新!
  2. 到賣場買東西還要比價?電子標籤直接幫你比!
  3. 銷售時點情報系統
  4. 無線電紙整合線上線下 電子貨架標籤造就智慧零售
  5. 電子貨架標籤
  6. 紙張碳足跡基本資訊
  7. 勞動部:基本工資之制訂與調整經過(歷年薪資調整)
  8. 公交站牌變電子墨水屏黑白,代價是什麼?LCD與墨水屏技術的優缺點(電子標籤碳足跡)
  9. 1度電排放多少二氧化碳?(電力碳足跡)
  10. 便利商店(商場定義)
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數感實驗室_96
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數感實驗室的宗旨是讓社會大眾「看見數學」。 數感實驗室於 2016 年 4 月成立 Facebook 粉絲頁,迄今超過 44,000 位粉絲追蹤。每天發布一則數學文章,內容包括介紹數學新知、生活中的數學應用、或是數學和文學、藝術等跨領域結合的議題。 詳見網站:http://numeracy.club/ 粉絲專頁:https://www.facebook.com/pg/numeracylab/

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居家抗疫飲食不正常,膽固醇易失控
careonline_96
・2021/08/19 ・2778字 ・閱讀時間約 5 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

居家抗疫飲食不正常,膽固醇易失控,醫師圖文重點提醒

正值壯年的黃先生雖然才四十多歲,不過在幾年前便已體驗過心肌梗塞的慘痛經驗。出院之後,黃先生開始注重自己的健康,很積極與醫師配合控制高血脂的狀況。

「檢查發現他屬於遺傳性高膽固醇血症的病人,膽固醇非常高,很難降下來。」馬偕紀念醫院心臟內科林肇鋒醫師表示,「我們希望他可以把低密度膽固醇控制在 70 mg/dL以下[1],所以除了口服藥物以外,也合併使用降血脂針劑,病情控制得很穩定。」

但是,因為疫情的關係,長時間在家上班,缺少運動,又經常叫外送,食物偏鹹、偏油,追劇的時候還會吃零食,黃先生的體重便逐漸上升。此外,生活作息改變之後,較容易忘記吃藥、忘記打針,而讓低密度膽固醇開始飆升。

「回診抽血時發現狀況變差,我們就會進一步了解原因。」林肇鋒醫師說,「這類病人只要飲食、運動、藥物稍有鬆懈,膽固醇就容易波動,所以一定要按時回診,持續追蹤。」

膽固醇過高,種類要搞懂

抽血檢查膽固醇時,務必先了解膽固醇的種類。膽固醇可分成高密度膽固醇(HDL-C,high-density lipoprotein cholesterol)與低密度膽固醇(LDL-C,low-density lipoprotein cholesterol)[2]

低密度膽固醇容易黏附在血管壁上,逐漸堆積形成動脈粥狀硬化斑塊,將導致血管狹窄、甚至阻塞,所以低密度膽固醇被稱為「壞膽固醇」[2][3]。林肇鋒醫師解釋,高密度膽固醇對我們身體非常重要,它可以把血液裡面過多的膽固醇運送到細胞裡,讓膽固醇不會長時間停留在血液裡,便不會沉積在血管壁上,造成血管斑塊,因此高密度膽固醇被稱為「好膽固醇」[2]

血脂超標血管遭殃

低密度膽固醇過高將對身體造成全面性影響,全身上下所有的血管都會受到波及,漸漸形成動脈粥狀硬化,林肇鋒醫師指出,大腦的動脈狹窄將導致腦中風,心臟的冠狀動脈狹窄將導致心絞痛或心肌梗塞,腎臟的動脈狹窄將導致腎臟病變,下肢的動脈狹窄將導致血液循環不足,而出現下肢冰冷、疼痛、間歇性跛行等症狀。

「雖然膽固醇過高所衍生的併發症非常多,但是當血脂超標時,患者並不會有任何感覺,而容易輕忽、錯失早期治療的機會。」林肇鋒醫師說,「我們必須抽血檢驗才有辦法知道血脂的狀況,臨床上會遇到患者因為胸悶、胸痛就醫,進一步檢查才驚覺是膽固醇過高導致冠狀動脈狹窄。醫師會希望患者可以在出現併發症前就發現血脂超標,並積極控制,才能避免血管病變、產生疾病。」

積極控制高血脂,才能避免併發症

高血脂的危險因子包括遺傳、抽菸、過重與肥胖、不當飲食、缺乏運動等 [4],想要控制高血脂,必須要多管齊下。
發現膽固醇過高時,一開始會採用非藥物治療,包括飲食控制、適量運動、戒菸等,林肇鋒醫師說明,「是否需要搭配藥物進行治療,一方面看血脂肪有多高,二方面要看看是否存在一些相關風險或疾病,例如高血壓、糖尿病、心血管疾病等。」

控制膽固醇,避免併發症

根據 2017 台灣高風險病人血脂異常臨床治療指引 [5],低密度膽固醇的治療目標會依照風險不同來調整,具有家族性高膽固醇血症之成年人應小於 100 mg/dL、孩童應小於 135 mg/dL,若有糖尿病、慢性腎臟病或曾經腦中風應小於 100 mg/dL,若有冠狀動脈疾病應小於 70 mg/dL,若有急性冠心症候群合併糖尿病應小於 55 mg/dL。

「高血脂藥物治療除了口服藥物,也有針劑藥物。如果使用口服藥物治療後,血脂仍然顯著異常的話,就會考慮合併使用針劑治療來控制膽固醇。」林肇鋒醫師說,「目前的針劑設計得很方便,經過醫護人員的指導後,患者可以自己在家執行皮下注射,每 2〜4 週注射一次。」膽固醇沒能控制達標的患者,可以和醫師詳細討論,調整藥物。

口服降膽固醇藥物常見的副作用,包括肌肉痠痛、肝指數上升,林肇鋒醫師分析,根據國內外的研究報告 [6],這些副作用的機率低,即使出現症狀,也不會太嚴重,通常在停藥或者是減輕劑量之後,就可以改善。

針劑降膽固醇藥物是注射在皮下,常見的副作用是注射部位出現疼痛或紅腫。根據統計,副作用發生的機率也不高 [6] ,林肇鋒醫師說,「如果患者有反映這些狀況,我們都會進一步了解,看看是否有操作不當的地方,至於注射部位的選擇,會建議於不同部位輪流施打。經過適當的衛教與調整後,大多可以改善。」

關心疫情也要當心膽固醇

因為疫情的關係,大家的工作方式、生活型態都受到影響,宅在家的時間變多了,飲食、運動、藥物可不能鬆懈,以免血脂飆升。

關心疫情也要當心膽固醇

如果叫外送,記得挑選較健康的食材與烹調方式,林肇鋒醫師提醒,若是訂購蔬菜箱回家自己做料理,要控制油、鹽、減少調味料。煮菜時可使用大豆油、橄欖油,避免使用豬油、人造奶油。 [7]

攝取含有膳食纖維的食物,例如燕麥、蒟蒻,有助降低壞膽固醇。追劇嘴饞時,可以用含有多元不飽和脂肪酸的堅果、杏仁、核桃來取代高脂、高糖、高鹽的零食。 [7]

請維持規律運動的習慣,美國心臟學會建議,成人每周至少 150 分鐘中強度有氧運動或75分鐘高強度有氧運動,另外加上兩日中至高強度肌肉訓練運動。大家可以依照個人的身體狀況調整,以漸進方式逐步增加運動量。 [8]

膽固醇過高時,患者並沒有感覺,但日積月累下來會衍生許多併發症,林肇鋒醫師叮嚀,請務必按時服藥或搭配針劑,積極控制讓血脂達標!

參考資料

  1. Eur Heart J. 2020 Jan 1;41(1):111-188. doi: 10.1093/eurheartj/ehz455. https://academic.oup.com/eurheartj/article/41/1/111/5556353 (Figure4)
  2. HDL (Good), LDL (Bad) Cholesterol and Triglycerides. American Heart Association. 6 Nov 2020.
  3. https://www.heart.org/en/health-topics/cholesterol/hdl-good-ldl-bad-cholesterol-and-triglycerides
  4. American Heart Association. Atherosclerosis. 6 Nov 2020
  5. Causes of high cholesterol. American Heart Association. 6 Nov 2020.
  6. https://www.heart.org/en/health-topics/cholesterol/causes-of-high-cholesterol
  7. 2017 台灣高風險病人血脂異常臨床治療指引
  8. http://www.tas.org.tw/index.php?action=news-detail&id=3
  9. European Heart Journal (2020) 41, 111_188
  10. The American Heart Association Diet and Lifestyle Recommendations. AHA. 15 Aug 2017. https://www.heart.org/en/healthy-living/healthy-eating/eat-smart/nutrition-basics/aha-diet-and-lifestyle-recommendations
  11. American Heart Association Recommendations for Physical Activity for Adults and Kids. 18 Apr 2018. https://www.heart.org/en/healthy-living/fitness/fitness-basics/aha-recs-for-physical-activity-in-adults
  12. MAT-TW-2100840-1.0-08/2021
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真有吃不胖的天選之人?科學家揪出造成肥胖的關鍵基因
羅夏_96
・2021/08/10 ・2742字 ・閱讀時間約 5 分鐘

你是那種喝水都會胖的人嗎?看著那些不需飲食控制和運動,就能享受美食並且保持好身材的人,是否感到羨慕忌妒恨?近期發表在 Science 上的研究顯示,如果擁有某些基因的變異,就有潛力成為吃不胖的天選之人( Akbari et al., 2021)。

肥胖對健康的隱患

肥胖是一個在全球範圍內不斷增長的巨大健康隱患,根據世界衛生組織的統計,2016 年全球肥胖人數已是 1975 年的近 3 倍;2016 年,18 歲及以上的成年人中,過重者超過 19 億,其中肥胖者超過 6.5 億人。

肥胖的定義為可損害健康的異常或過量脂肪累積,而常用於定義肥胖的指標為身體質量指數 (Body Mass Index, BMI)。根據世界衛生組織的定義,BMI ≧ 25 時為超重、BMI ≧ 30 為肥胖。不過由於 BMI 未必表示不同的個體有相同的肥胖程度,因此常會合併其他標準如腰臀比或其他心血管症風險因子一起評估。

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6f/Obesity_%26_BMI.png/1024px-Obesity_%26_BMI.png
BMI 作為肥胖的指標。圖/維基百科

研究指出,肥胖者罹患心血管疾病、第二型糖尿病、退化性關節炎以及部分癌症的風險較高,也因此肥胖者的預期壽命較短。而全球因肥胖所造成的醫療支出逐年攀升,因此各國政府近年都積極推動減重的相關指引,期望能降低肥胖對醫療與經濟所造成的負擔。

想對抗肥胖,得先知道是怎麼胖的

肥胖的根本原因,是能量攝取與消耗間的不平衡所導致。簡單來說,就是熱量攝取太多而身體活動太少,這就導致脂肪的過量累積。在高熱量食物取得容易、工作形式轉為久坐與交通便捷的生活形態下,現代人想變胖並不難。雖然大部分人在飲食控制與運動的幫助下,都能有效地控制體重,但一個人是否容易發胖,還有很多因素必須考慮,從環境、生活型態、工作壓力到基因遺傳等都是會影響人發胖的因素。這些因素中,科學家對的基因遺傳更感興趣,因為了解造成肥胖背後的分子機制,就能為治療肥胖提供合適的藥物標靶。

事實上,先前已有不少研究找出與肥胖相關的基因。例如科學家透過研究早發性肥胖症[註1]患者的基因組,就找出有 20 多個基因對 BMI 有影響。另外通過全基因組關聯研究 (Genome-Wide Association Study, GWAS ) [註2] ,也發現了數百個常見的基因變異對 BMI 有一定程度的影響。不過在先前的研究中,其樣本數通常不大,因此找到的基因是否有代表性,或者是否能成為藥物開發的標靶,仍有待商榷。

為了能更好的找出肥胖相關基因,並在其中找到好的藥物標靶,雷傑納榮製藥公司 ( Regeneron Pharmaceuticals ) 與紐約醫學院、杜克大學和賓夕法尼亞大學組成聯合研究團隊,進行了迄今針對肥胖研究規模最大的 GWAS 分析,希望能找到造成肥胖的關鍵基因。

GWAS 揪出肥胖關鍵基因 —— GPR75

研究團隊收集來自墨西哥、美國和英國共 645,626 名受試者的資料,並對其基因組進行定序。通過比較 BMI 的高低與受試者的定序結果,研究人員找出 16 個基因的變異,與 BMI 的影響有著高度關聯。

研究團隊進行的大規模 GWAS 分析。圖 / 參考資料 1

這 16 個基因中,有 5 個引起研究團隊的興趣。這 5 個基因分別是 CALCRMC4RGIPRGPR151GPR75,因這 5 個基因不僅都是 G 蛋白偶聯受體 (G protein-coupled receptors, GPCRs)[註3],也都在調節食慾和新陳代謝的下視丘中表現,這讓它們非常適合做為治療肥胖的標靶。

研究團隊分析出影響 BMI 的相關基因。圖 / 參考資料 1

在進一步分析後,研究人員將目光放在 GPR75 這個基因上,原因是該基因的功能喪失型變異 ( loss-of-function variant)[註4]與較低的 BMI 之間有著最大的關聯。分析結果顯示,每 3000 人中就有 1 人帶有 GPR75 的變異,而擁有這個變異的「天選之人」似乎天生就不容易發胖,他們的 BMI 比普通人低 1.8、體重比普通人要輕 5.3 公斤、肥胖的機率也比普通人低 54%。

但上面的結果是根據定序分析所得出的,那麼 GPR75 在生理上是否真的對體重有重要影響呢?為此研究團隊用小鼠實驗來驗證。

研究人員將小鼠的 GPR75 基因剔除,模擬出 GPR75 的功能喪失型變異,並以高脂肪飲食餵養基因剔除小鼠與正常小鼠 14 周後,觀察兩者的體重是否會產生差異,而結果令他們相當驚奇。他們發現基因剔除小鼠的體重要比正常小鼠輕 44%,並且擁有更好的血糖控制能力、對胰島素的敏感也更高。基於這些結果,研究團隊認為 GPR75 確實是極具潛力的肥胖治療標靶。

GPR75 剔除小鼠在經歷 14 周的高脂肪餵食後,體重明顯比正常小鼠輕。圖 / 參考資料 1

雖然研究團隊找出 GPR75 這個基因有治療肥胖的潛力,現在的研究也指出人體內會活化 GPR75 的潛在分子。但遺憾的是,活化 GPR75 並不能達到減肥的目的,抑制 GPR75 才能達到。因此研究團隊的下一步,便是找到能關閉 GPR75 的方法,藉此來觀察是否能有效對抗肥胖。

而在這篇研究發表後,Science 也發表對這篇研究有著高度評價的專文( Yeo & O’Rahilly, 2021),認為這項研究不僅找出造成肥胖背後的新基因,也為治療肥胖的藥物開發以及分子機制提供了新的思路。不過在專文中也指出該研究的不足,例如只用 BMI 做為衡量身體胖瘦以及健康程度的指標並不精確,還需要更多其他因素進行分析。

雖然擁有 GPR75 變異的天選之人並不多,但隨著研究對肥胖有更多的認識,未來或許吃不胖將不再是讓人羨慕忌妒恨的能力,只需一顆小藥丸,人人都能輕鬆達成!不過在那天來臨前,多注意自己的飲食組成,然後規律運動,這才是保持身材和健康的不二法門〜

註釋

  1. 早發性肥胖症:其定義為在十歲前就發生肥胖,且 BMI 較平均高出 3 個標準差以上的患者。能造成這種症狀的疾病有很多,如小胖威利症候群、科恩症候群等。
  2. 全基因組關聯研究:是指在人類全基因組範圍內找出存在的序列變異,並從中篩選出與疾病相關的變異。
  3. G 蛋白偶聯受體:是人體中最大的蛋白質家族,其基因數占了人類基因的 2~3%,擁有 826 個成員。因 GPCRs 在細胞內的訊息傳遞扮演著十分重要的角色,也參與了人體許多的生理活動,因此也成為許多藥物作用的目標。
  4. 功能喪失型變異:是指該基因產生的變異,會讓基因表現不明顯,或者使基因的產物蛋白質失去功能。

參考資料

  1. Akbari P et al. Sequencing of 640,000 exomes identifies GPR75 variants associated with protection from obesity. Science. 2021 Jul 2;373(6550):eabf8683.
  2. 肥胖和超重
  3. 肥胖症
  4. Yeo GSH, O’Rahilly S. Finding genes that control body weight. Science. 2021 Jul 2;373(6550):30-31.
羅夏_96
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