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這隻鱂魚看起來特別ㄎㄧㄤ?可能是因為大腦被入侵!——《寄生大腦》

木馬文化_96
・2020/07/15 ・2445字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 514 ・六年級

  • 作者/凱瑟琳.麥考利夫 (Kathleen McAuliffe);譯者/張馨方

寄生操縱現象的曝光多半來自宿主的怪異行徑,但有時仍上演不同的劇本:一隻寄生生物被發現躲在動物的組織裡,隨後,研究者出於直覺更仔細觀察宿主行為,並懷疑起背後有詐。這種研究者的預感就是生態學家凱文.拉佛提(Kevin Lafferty)的實驗基礎。

凱文任職於加州大學聖塔芭芭拉分校,並與美國地質調查局(U.S. Geological Survey)合作研究。他有著海軍陸戰隊般的精實身材,外表看來遠比五十多歲的實際年齡小上許多。南加州長大的他年輕時都在衝浪與潛水,為了籌措大學學費,靠著替近海鑽井平臺清除黏附在設備上的河蚌打工。雖是一份苦力活,但所幸他熱愛海上生活與戶外活動,這也促使他日後決定攻讀海洋生物學。

起初,拉佛提對寄生生物並不特別感興趣,事實上,他根本不把牠們當一回事,直到他在執教初期開設了一堂解剖魚類、鯊魚和其他水生生物的課程。每當切開一個組織或器官,他發現自己的第一句話便是「寄生蟲會掉出來。」很多標本裡都存在兩、三隻或四隻以上的寄生蟲。

掌控宿主大腦的寄生蟲

嗯……你怪怪的?圖/giphy

於是他慢慢察覺到,我們在探索生態學及食物鏈不同階層生物間的互動時,遺漏了一塊重要拼圖。他開始對寄生蟲如何影響環境產生興趣,並著手研究外表呈帶狀的吸蟲(fluke),這種寄生生物會在白鷺、海鷗,以及其他常現身南加州河口的鳥禽腸道內進行有性生殖。

吸蟲產出的卵會隨這些鳥類的排泄物流出,再被出沒於沿岸的鐵針螺(horn snail)吃下肚。吸蟲在鐵針螺體內發育成熟後會產卵並孵化。漲潮時,孵化後的吸蟲被沖進水裡,緊接著依附在鱂魚(killifish,水鳥最常見的獵物)身上,侵入牠們的鰓部,並沿著神經束進入大腦。

拉佛提表示,鱂魚的大腦表面可能聚集多達數千隻吸蟲的幼蟲。由於他一直密切追蹤寄生操縱的相關研究,因此幼蟲的聚集處不免令他懷疑,鱂魚或許受到了寄生操縱。奇怪的是,受感染的鱂魚看起來非常健康,也觀察不到任何詭異行為。

後來他認為自己有可能忽略了細微的變化,於是將鱂魚移到空間較大的水族箱,並請研究助理奇摩.莫利斯(Kimo Morris)一起密切觀察這些鱂魚。經過一番澈底研究後,莫利斯注意到一個趨勢:

受感染的鱂魚比一般鱂魚更常在水面上亂竄,還常翻身露出魚肚,而這種行為必定會引起掠食鳥類的注意。

不過出現的頻率多高呢?莫利斯計算後得到驚人的結果:鱂魚做出這種行為的頻率比未受感染的同類高出四倍之多。實驗組與對照組間的差異相當明顯。

哪裡有ㄎㄧㄤ魚?看我大顯身手!圖/giphy

水鳥被行為如此愚蠢的鱂魚所吸引似乎符合邏輯,但拉佛提與莫利斯希望能確保這驚人的理論禁得起考驗。為了再次確認,他們將受感染與未受感染的鱂魚一起放入架設於淺河口區的開放式圍欄中,其中一邊緊鄰河岸。鳥禽可以飛進圍欄裡,或從河岸邊暢通無阻地涉水過來。

只見牠們一隻接一隻出現,之後數量逐漸暴增。過了三星期,拉佛提與莫利斯解剖圍欄中剩下的鱂魚,發現健康的鱂魚只有少數遭捕食,受感染的鱂魚則幾乎全軍覆沒。

拉佛提說,觀察這座微型劇院裡上演的天擇戲碼,讓他學到許多。鱂魚如同多數魚類,外表色黑,肚子色淺。「當牠們魚肚朝上,你看到閃光,銀色的閃光,彷彿有人用救難反光鏡照向你的臉。受感染的鱂魚跟未受感染的鱂魚一樣健康,只是牠們會游到水面,向天上的鳥大聲說嗨,然後被吃掉。」

吸蟲如何讓鱂魚變得魯莽?

為了探究寄生生物如何誘導宿主做出魯莽的舉動,拉佛提與研究生珍妮.蕭(Jenny Shaw)分析受感染鱂魚的神經化學系統。

他們發現寄生生物會干擾血清素的調節,這是一種神經傳導物質,影響人類等許多動物的焦慮程度(例如常見的抗憂鬱藥物百憂解〔Prozac〕,就是改變體內血清素的代謝作用)。

我可能有點太焦慮(?)圖/giphy

根據此線索,他們又進行了一項實驗,將健康與受感染的鱂魚一次抽離水中數秒。他們發現健康鱂魚的血清素循環此時變得活躍,顯示處於高壓狀態;對比之下,受感染鱂魚的大腦迴路則不受影響。

拉佛提指出「魚的體內有愈多寄生蟲,感受到的壓力就愈少。這意味著牠們變得「老神在在」,在面臨一般會引發恐懼的狀況時不會感到焦慮。受感染的鱂魚不容易察覺危險,就像吃了百憂解一樣。」

鱂魚多數棲息地與南加州河口的鐵針螺相鄰,並在發育完全後遭到吸蟲入侵。如果我們走在這些濕地,而且看得見寄生生物,一定會被鱂魚體內吸蟲的數量嚇到。牠們入侵的鐵針螺、鱂魚和鳥禽,都是濕地上最普遍的居民。假如我們再花點時間觀察,便能看到這些寄生生物在不同宿主之間移動,有如一條巨型輸送帶般將食物從地面運送到海洋和空氣中,不斷往復循環。

如果沒有寄生生物……

倘若寄生生物消失了,會發生什麼事?天空的鳥禽是否會減少,海裡的魚類是否會變多?拉佛提不知道答案,但幾乎肯定會對食物鏈造成骨牌效應。

這是生活在帆蜥魚腸裡的大型吸蟲。圖/wikimedia

在一些脆弱的生態系統中,動物仰賴稀缺的資源勉強存活,因此,深諳操縱之道的寄生生物甚至有能力破壞生態平衡,扮演決定物種存亡的關鍵角色。拉佛提曾加入一群日本生物學家團隊,他們當時研究一種瀕臨絕種的鱒魚,並促成復育。

研究團隊在秋天時發現,鱒魚吸收的營養遠比平常來得多:牠們的肚子裡全是蟋蟀!是什麼原因讓鱒魚的營養來源大為提升?答案揭曉,就在夏季結束時,一種與湯瑪斯長期研究的線蟲關係很近的金線蟲,會驅使大批蟋蟀湧入水中。拉佛提指出,要不是寄生蟲,鱒魚可能早就絕種了。

——本文摘自泛科學 7 月選書《寄生大腦:病毒、細菌、寄生蟲 如何影響人類行為與社會》,2020 年 6 月,木馬文化

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失戀要吃「香蕉皮」,原來是真的?不但營養,還可以做甜點!
Evelyn 食品技師_96
・2022/09/30 ・3699字 ・閱讀時間約 7 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

香蕉皮太難吃?磨成粉就好啦!

香蕉氣味芬芳、味甜爽口、肉軟滑潤,幾乎人人都愛吃。通常大家吃完香蕉後,剝下的香蕉皮,都直接扔進垃圾桶。然而,根據外媒 ScienceDaily 的報導,其實香蕉皮的營養價值很高,被丟掉實在太可惜了!

香蕉皮因纖維含量極高(纖維質約佔了一半),不適合生吃,但 ACS 食品科學與技術期刊上最新的研究發現,這些香蕉皮乾燥後,磨成一種富含纖維、鎂、鉀和抗氧化物的「香蕉皮粉」,即可廢物再利用。

科學家們嘗試將香蕉皮粉取代一部分的麵粉,加入甜餅乾的麵糊中,製作成香甜的香蕉皮餅乾。結果發現香蕉皮粉取代麵粉比例愈多的餅乾,纖維、酚類物質含量愈高,抗氧化活性更好。

其中,以 7.5% 香蕉皮粉取代麵粉所做出來的餅乾,風味甚至比只用麵粉烘烤的餅乾更加美味[1]。如此看來,我們似乎可以利用香蕉皮粉替換掉麵包、蛋糕或餅乾配方中的精緻麵粉,使這些邪惡的烘焙點心變得更營養。

香蕉皮真的有那麼厲害嗎?

國立中興大學食品安全研究所、食品暨應用生物科技學系及食品業者共同開發的香蕉皮餅乾產品「Happy 蕉朋友」。圖 / 遠見雜誌

香蕉營養又好吃,其實「皮」比果肉更營養?!

香蕉果肉本身含有豐富的營養成分,包括鉀、鎂、葉酸、維生素 C、維生素 B6、色胺酸及膳食纖維等。果肉柔軟香甜,無種子且易剝皮,如此方便又營養的水果幾乎人人愛吃[2]

而香蕉皮的營養價值更勝果肉,除了擁有果肉原本的營養素之外,還含有更多的膳食纖維、蛋白質、色胺酸、血清素與其它生物活性物質。據研究,香蕉在成熟的時候,香蕉皮中的血清素濃度是果肉中的三倍[3]

傳統上,香蕉皮被視為一種中藥材,〈中藥大辭典〉中提到《廣東中藥》如此記載:「蕉皮為芭蕉科植物甘蕉之果皮,原植物見香蕉條。秋季收拾蕉皮曬干。果皮,鮮者黃綠色,干者黑褐色,呈不規則之條塊狀, 軟而韌,纖維眾多,具有較長的果柄,柄之纖維性較強,長約 4 至 5 厘米。以干燥、潔凈者為佳。主產廣東。內服治痢疾。炒過煎水服,治霍亂肚痛。煎水洗治皮膚瘙癢。」

而在現代藥理上,許多動物實驗已證明,香蕉皮具有抗氧化、改善情緒、治療憂鬱症、抗腫瘤和降血壓等效果[4]

香蕉在成熟的時候,香蕉皮中的血清素濃度是果肉中的三倍。圖/Unsplash

阿嬤說:「失戀就要吃香蕉皮!」,真的假的?

說到香蕉皮具有改善情緒的效果,讓人不禁想起有一種說法是「失戀要吃香蕉皮」,這是為何?

因為香蕉皮中含有豐富的兩種物質,分別是色胺酸與血清素。

色胺酸(tryptophan)是無法經由人體合成的必需胺基酸,只能從食物中攝取而來。其可減少抑鬱症狀和焦慮、提高睡眠效率和睡眠時間、改善經前症候群、調節腸道微生物組成和多樣性、抗發炎、抗氧化等作用。

而色胺酸亦是「血清素」的前驅物,血清素(serotonin)是人體中重要的神經傳導物質。

色胺酸在腦幹中的縫核神經細胞被轉化為 5-羥基色胺酸(5-hydroxytryptophan, 5-HTP),5-HTP 在血液中被運送到大腦轉換成血清素,也稱為 5-羥色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)[5]

血清素是大腦的一種快樂因子,可幫助穩定情緒和抗抑鬱 、減緩神經活動,達到身體放鬆,引起愉悅和睡意的作用。另外,香蕉所含的維生素 B6 也可刺激血清素的產生[2, 5]

香蕉皮含有血清素,可以幫助穩定情緒和抗抑鬱。圖/Pexels

青香蕉抗性澱粉可替代麵粉做成更營養的甜點

雖然香蕉皮營養價值高,又可以幫助心情變好,不過應該沒有消費者會想直接吃皮…

不用擔心,其實我國早在 2003 年,就利用國產青香蕉加工,連皮攪碎、過濾水份,去除雜質使澱粉沉澱,反覆脫水再磨成細粉,製成具高含量抗性澱粉的「青香蕉高纖維粉」[6, 7]

它具有顏色白、吸水性低的優點,可應用於麵包及糕點等烘焙製品,強化膳食纖維並調整產品質地,提升產品附加價值[6]

但之所以使用青香蕉,而不是黃熟香蕉,是因青香蕉的抗性澱粉(resistant starch, RS)含量較高。

抗性澱粉,是一種不易被人體消化吸收的澱粉,與膳食纖維具有類似的效果,除了不易消化吸收,增加飽足感,促進腸胃道蠕動。還能抑制餐後血糖升高,降低胰島素分泌,增加脂肪代謝速率,不易囤積脂肪,是良好的澱粉選擇。

據研究,以青香蕉抗性澱粉取代部分麵粉所製成的吐司,不但降低吐司的升糖指數(glycemic index, GI)[註],且風味、口感及色澤比一般的吐司更受到消費者的喜愛[8]

在臺灣,香蕉一年四季都盛產,但有時產量過剩造成價格低落,利用這套技術,就可以解決部分香蕉滯銷的問題[6]

國產青香蕉高纖維粉富含抗性澱粉。圖 / 參考資料 6
國產青香蕉高纖維粉製成的高纖涼麵。圖 / 參考資料 6

香蕉皮健康又營養,由它做的點心就可以放心吃嗎?

不過就算香蕉皮營養價值這麼高,也不代表我們可以盡情享用香蕉皮做的烘焙點心。

以先前提到的研究結果為例,香蕉皮餅乾確實比一般的餅乾營養價值高,但本質上仍是餅乾,一樣含有麵粉、油與糖的精緻食品,一樣會吃進許多熱量與油脂,最終導致肥胖。

所以香蕉皮做的點心還是適量解饞就好,不能因為它比較健康就吃得太過分囉!

除了香蕉皮之外,其實許多水果果皮的營養素比果肉來得多,這是因為果皮通常含有更豐富的植化素(phytochemicals),指的是存在於植物中的天然化學物質,為植物天然色素和氣味的主要來源,人體無法自己製造,必須從各種食物中攝取[9]

植化素在人體中可以清除自由基、抗氧化、降低發炎反應或提升抵抗力,而不同顏色的蔬果含有不同種類的植化素,像是蘋果皮含有多酚類、槲皮素、花青素(紅蘋果才有)[10];葡萄皮含有多酚類和花青素(紫葡萄才有)[2]

紅蘋果含有多酚類、槲皮素、花青素;紫葡萄含有多酚類和花青素。圖/Pixabay

不過這些營養的植化素經過加工後,可能或多或少被破壞、流失掉。一般來說,光線、空氣,還有 pH 值變化、溫度和接觸到金屬陽離子等,都是影響植化素變質的因素。

當然,除了蘋果和葡萄之外,水梨、蕃茄、桃子、李子等都是很適合連皮一起吃的水果。這樣不但省了削皮的麻煩,還可以攝取到豐富的植化素及膳食纖維,更減少廢棄物的產生[11]

不過要注意的是,記得要將果皮刷洗乾淨後再分切,以避免刀子將果皮細菌帶進果肉喔!

註解

  • 升糖指數(glycemic index, GI):是以「食用純葡萄糖後的血糖增加值」為基準,和「食用其他食物後血糖之增加值」來比較所得之指數,可藉以評估食用不同食物後,對餐後血糖造成的影響。一般來說,葡萄糖的分子小,容易被腸胃道吸收,因此會引起較大的血糖起伏,GI 值也會比較高[12]

參考資料

  1. Shafi, A., Ahmad, F. and Mohammad, Z. H. 2022. Effect of the Addition of Banana Peel Flour on the Shelf Life and Antioxidant Properties of Cookies. ACS Food Science and Technology 2: 8 1355-1363.
  2. 行政院農業委員會,2019。10 香蕉/15 葡萄。國產農漁畜產品教材。
  3. Gonçalves, A. C., Nunes, A. R., Alves, G. and Silva, L. R. 2021. Serotonin and melatonin: plant sources, analytical methods, and human health benefits. Revista Brasileira de Farmacognosia 31: 2 162-175.
  4. 韋婕婷,2013。香蕉果皮與一枝香之生物活性成分之探討。國立宜蘭大學食品科學系碩士學位論文。宜蘭。
  5. 高澔宇,2019。香蕉花、皮、果肉作為機能性食材之可行性研究。天主教輔仁大學生命科學系研究所碩士論文。新北。
  6. 行政院農業委員會,2003。國產青香蕉高纖維粉之開發與應用。農政與農情第 258 期。
  7. 行政院農業委員會,2003。國內第一家青香蕉製成抗性澱粉 獲日本人青睞。農業知識入口網。
  8. 陳麒升,2021。綠香蕉加工對香蕉產業影響的研究。國立臺灣大學生物資源暨農學院生物產業暨傳播發展學系碩士論文。臺北。
  9. 衛生福利部國民健康署,2021。天然蔬果 抗疫給力 吃出五彩人生
  10. 行政院衛生署。蘋果 記憶之果的營養成分。財團法人台灣癌症基金會。
  11. 衛生福利部國民健康署,2018。低碳飲食 愛護地球守護健康 國健署提供選購三原則 讓減碳從飲食做起
  12. 衛生福利部國民健康署,2022。「國人膳食營養素參考攝取量」第八版 – 碳水化合物
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Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼研發專員,對食品科學充滿熱忱。有鑒於近年發生許多食安風暴,大眾對於食品安全的關注越來越高,網路上卻充斥著不實資訊或謠言。希望能貢獻微薄之力寫些文章,讓更多人有機會認識食品科學的正確知識!想獲得更多食品營養資訊可追蹤作者的粉絲專頁喔!https://www.facebook.com/profile.php?id=100066016756421

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歐洲人克服乳糖不耐,少拉肚子就是達爾文贏家?
寒波_96
・2022/09/16 ・3812字 ・閱讀時間約 7 分鐘

牛奶、羊奶等生乳中含有乳糖(lactose),可以被乳糖酶(lactase)分解。但是小朋友長大以後,乳糖酶基因便不再表現,失去消化乳糖的能力。幾千年前,世界各地卻出現多款基因突變,讓人能一輩子保有乳糖酶。2022 年一項針對歐洲的研究提出觀點:這項能力之所以受到天擇喜好,是因為能避免拉肚子!?

人類如今也發明去除乳糖的牛奶。圖/被拍電影耽誤的置入性行銷之神──Michael Bay 麥可貝

史上最強遺傳適應,演化過程出乎意料?

人類原本和眾多哺乳動物一樣,小時候依賴母乳餵食,長大後不再喝奶,乳糖酶也失去作用。但是隨著人類馴化牛、羊等動物,即使是成年人也常有機會吃奶。

另一方面,由於乳糖酶基因外頭的調控位置突變,使得許多歐洲、非洲人的酵素在成年後可以持續作用,稱為乳糖酶持續性(lactase persistence,簡稱 LP,也就是乳糖耐受),而且同樣效果的不同突變,至少獨立誕生過 5 次。

具有某方面優點,使得存在感增加的 DNA 變異,稱作遺傳適應(genetic adaptation)。已知的人類案例非常多,天擇的影響力有強有弱,LP 算是受到最強烈天擇力量的基因之一。

由此推敲,當人類開始養牛、養羊,又吃奶以後,同時衍生 LP 應該是順理成章的事?然而,一系列考古學、遺傳學、古代遺傳學的探索,卻徹底打破上述看似合理的推論。

首先,考古學調查發現人類在中東馴化牛、羊,吃奶的歷史至少有 9000 年,接著距今 7000 年前已經引進歐洲多處。再來,由遺骸中直接取得古代 DNA 得知,LP 遺傳變異要等到 4000 多年前才出現,而且超過 3000 年前都還很小眾,最近 2000 年內才大幅提升存在感。

顯而易見,人類開始吃奶的年代,比獲得成年後消化乳糖的能力,更早好幾千年。 2022 年新發表的研究透過更廣泛的取樣分析,再度確認這件事。

由陶器中取樣乳脂質的地點和年代。圖/參考資料 1

再度確認:吃奶比遺傳突變更早好幾千年

隨著技術進步,如今有好幾種方法判斷古代人會不會吃奶,像是分析牙結石中的乳蛋白、容器中的乳脂質等等。新研究偵測陶器中的乳脂質,包括以前發表 188 處,以及新取得 366 處,總共 554 處中東、歐洲的遺址中,得知 6899 件乳製品存在的紀錄。

吃奶的文化能追溯到中東,新石器時代擁有農業的人群,帶著他們的牛、羊一起移民歐洲,也將吃奶文化傳入歐洲。到了距今 7000 年前,歐洲各大地區已經出現乳製品。也許不見得會直接喝生乳,不過肯定存在起司等生乳加工的食品。

比較特殊的是巴爾幹半島,現在的希臘。那時居民會養牛,養羊,吃肉肉;但是分析超過 870 件陶器,完全見不到乳脂質的蹤影。此處或許更晚才建立起吃奶文化。

總之,7000 年前吃奶文化已經廣傳歐洲各地。相比之下,比對不同年代、地點的死人骨頭取樣,消化乳糖的 LP 遺傳變異最早在 4600 年前現蹤,比吃奶晚很多。

而且 LP 出現一段時間後,存在感依然非常低,距今 3000 到 5000 年前的青銅時代,LP 並沒有什麼過人之處。到此為止,LP 只能說是人類族群中的一款普通變異,還不能算是遺傳適應。

不同年代,歐洲各地的吃奶狀況。距今 7000 年前之際(5000 BC)吃奶已經相當普及。圖/參考資料 1

現代社會:能代謝乳糖沒有好處,不能代謝只有小小壞處

儘管比本來以為的晚很多,LP 遺傳變異在歐洲族群的比例,還是於最近 3000 年內明顯上升。它到底因為什麼優點才受到天擇青睞,歷來爭論不休,有人提出營養、維生素D 等假說,可是都缺乏決定性的證據。

搜集幾十萬人遺傳資訊的英國生物樣本庫(UK Biobank),近來被大量用於各色分析。這項研究從中探討 LP 的影響,分析對象中大部分人具有 LP,少數人沒有(論文用語是 lactase non-persistent,縮寫為 LNP,也就是乳糖不耐)。比對得知,LP 並不會影響喝奶、食用乳製品的行為。

直接喝奶才有乳糖代謝的問題,加工成起司等乳製品可以避免,但是「問題」也許不是真的問題。更進一步比對,LP 對於健康狀況也沒什麼影響。簡單說就是:對 33 萬位英國人的分析發現,LP 與否,無關緊要。

加上其餘資訊推論,現代社會在正常情況下,缺乏 LP 大概就是喝奶拉肚子,不是什麼嚴重的問題。例如隨著中國經濟發展,沒有 LP 的中國人大量喝奶,多數也沒怎麼樣。

這也符合台灣人的經驗,台灣人配備 LP 的比例不高,可是隨著飲食習慣改變,多數人也就是這樣喝奶。另外喝奶會改變人的腸道菌,影響消化狀況,也是一個影響因素。

普遍缺乏 LP 的台灣人,很多人也是生乳照樣喝。圖/[廣宣] 牛奶妹 徵求中興大學牧場鮮奶長期訂戶

飢荒、疾病,時代力量的逆境考驗?

為了解釋歐洲歷史上 LP 比例的大幅上升,許多論點提出喝奶的優點,但是想想頗有可疑。把鮮奶加工製成乳製品,就能輕易抵銷 LP 問題,即使是飢荒時節也不例外;不能直接喝奶也不會餓死,吃起司就好。在營養加分方面,能喝奶真的有什麼優勢嗎?

由人群中遺傳變異的比例變化,我們能評估天擇影響的結果,但是不見得能抓到當初天擇真正的目標。新研究的分析指出,LP 的意義似乎不在創造優勢,而是避免劣勢。

跑完一大堆統計分析後,有兩項因素和 LP 的關聯性最高。一項是人口數量的波動,另一項是人口的密度。論文的解釋是,人口數量波動和飢荒有關(飢荒讓人口減少),密度和傳染病有關(人變多會增加傳染病的機率)。

沒有 LP 的人直接喝奶,副作用往往是腹瀉,在豐衣足食的現代社會多半沒有大害,還能刺激代謝,順便減肥;雖然對某些人而言,拉肚子依然是困擾的問題。

至於營養不良的人,腹瀉更可能出問題;某些疾病下,拉肚子造成脫水,容易重傷害健康。時常被營養不良、傳染病、飢荒等災厄糾纏,是古代的常態。

由此推論,不論是饑荒的短期逆境,或是傳染病的長期逆境(論文沒有特別討論,我想也包括寄生蟲?),配備 LP 的人由於能少拉肚子,生存機率也會大一點。

不同地區的人群,在不同年代的 LP 人口比例。圖/參考資料 1

魔鬼藏在拉肚子?

影響最大的年齡層可能介於 5 到 18 歲。此一小大人的階段,乳糖酶將漸漸失去作用;營養不良、體弱多病的人身體比較脆弱,拉肚子是要命的事,這或許正是天擇的目標!

古時候衛生狀況不佳,拉肚子大概很常見,而未成年人的死亡率也遠勝現在,小孩死掉並不意外。在此之下,能減少拉肚子的 LP 遺傳變異,長期累積下來,正面影響力或許頗為可觀。

這項研究的說法是否正確?它仍不足以算是決定性的證據,不過脈絡頗有道理。非洲也有多個獨立誕生的 LP 遺傳變異,相較於歐洲了解少很多,這是個潛在的研究方向。

另外不可忽視,讓乳糖酶維持作用的 LP 遺傳變異,也受到飲食習慣、生活背景影響,不單純是遺傳的事。例如自古牧業發達的蒙古、哈薩克,居民的 LP 比例一直很低,幾千年來也活得很好。少拉肚子也許能解釋歐洲的狀況,其餘地區不宜過度延伸。

延伸閱讀

參考資料

  1. Evershed, R. P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M., Timpson, A., Diekmann, Y., Lyon, M. S., … & Thomas, M. G. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature, 1-10.
  2. The mystery of early milk consumption in Europe
  3. Famine and disease drove the evolution of lactose tolerance in Europe
  4. How humans’ ability to digest milk evolved from famine and disease
  5. Ancient Europeans farmed dairy—but couldn’t digest milk

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

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寒波_96
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生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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空虛、寂寞、真的會覺得冷?體溫調節與憂鬱症的關聯──《做個有溫度的人》
時報出版_96
・2022/09/11 ・3423字 ・閱讀時間約 7 分鐘

憂鬱跟冷的聯想

著名的臨床心理師貝克(Aaron Beck)曾寫電子郵件告訴我,他臨床治療的患者常說他們覺得冷。或許沒有人對這點感到意外,畢竟覺得冷與感到憂鬱似乎「很自然」就湊在一起了。然而,這並沒有告訴我們,讓兩者如此明顯相連的生理機制是什麼。

Cat GIF
如果常常覺得冷的話,記得注意保暖,還要注意你的心情哦!圖/GIPHY

1970年,韋克林(Anthony Wakeling)與羅素(Gerald Russell)做了一項研究,探索十一位罹患神經性厭食症的女性患者的體溫調節。

神經性厭食症是一種可能危及生命的飲食障礙,其特徵是自我限制飲食、過激的減肥欲望、非常害怕體重增加(該研究也找來十一位健康的女性作為對照組)。雖然多數的厭食症患者體重過輕,但她們還是認為自己太胖。儘管她們已經吃得很少了,有些人還會催吐或濫用瀉藥。我們知道神經性厭食症可能導致心臟受損、骨質疏鬆症、不孕,或其他與營養不良有關的疾病。

那十一位患者在住院期間於營養不良狀態下接受檢測,隨後又於進食後再次接受檢測;這些測試包括衡量口腔與皮膚的溫度在接受熱刺激與標準膳食之後的反應。

研究人員發現,這些患者基本上對任何類型的溫度變化都不太敏感。因此,神經性厭食症似乎與體溫調節能力受損有關。臨床證據與體溫控制失調是一致的,患者的四肢冰涼發青,組織與微血管床受損,常喊冷。事實上,一些嚴重營養不良的人會出現體溫過低的現象,甚至可能致命。

研究這些厭食症族群往往很困難,因為大樣本取得不易;樣本小則意味著,目前為止我們的結論大多只是推測。但我們的理論性推論呼應了一個概念:食物攝取是由下視丘的結構所調節的,下視丘也正是調節溫度的地方。

hypothalamus 就是下視丘,主要功能跟人體的恆定有關。圖/wikipedia

以手術破壞下視丘內的核(名稱是腹內側核〔ventromedial nucleus〕)會導致老鼠暴飲暴食及肥胖;老鼠下視丘的極外側部分(即遠離那個核)雙側受損時,會導致老鼠節食,把自己餓死。新的研究已把這些結果延伸應用到其他物種上,例如,山羊與老鼠的研究都顯示,腹內側核涉及食物攝取的調節。

注意,人類大腦中的下視丘很小,所以很難研究。不過,觀察顯示,人類的這個大腦結構出現病變時,可能使人變胖或消瘦。

前面提過,下視丘的一部分在體溫調節中負責扮演主恆溫器的角色;但我們也提過,下視丘不只是恆溫器而已,它也調節多種基本的代謝流程、睡眠、疲勞、晝夜節律與依附行為。這裡需要再次提醒大家,研究人員必須避免陷入反向推論的陷阱。

下視丘很複雜,一個神經區域不只負責一種行為或機制。我們知道,身體承受熱壓力時,它的視前區是散熱控制部位。食物攝取與體溫調節之間的關聯不是偶然的,兩者都攸關新陳代謝,也都參與身體能量平衡的間接控制。韋克林與羅素研究厭食症患者時,推測食物攝取調節失靈可能與無法調節體溫有關。

早期關於神經性厭食症的病因,理論是強調心理根源,例如童年遭到性侵、在功能失調的家庭成長所造成的情感創傷。一般認為導致神經性厭食症的其他心理因素,還包括焦慮、孤獨、自卑、憂鬱。以文化身體理想意象為基礎的社會原因,在過去也是重要因素。

厭食症發生的原因有很多種也很複雜。圖/Pixabay

厭食症跟憂鬱症的關聯

最近,研究探索了基因因素(這種疾病有很高的遺傳性)以及「下視丘─腦下垂體─腎上腺軸」的過度活躍(導致無法妥善地調節荷爾蒙)。有些人認為厭食症與憂鬱症之間是因果關係,但兩者的關聯其實沒那麼直接。

早期的憂鬱症理論就像厭食症理論一樣,把憂鬱症視為一種心理失調,但最近的研究是探索身體失調與社交情境的失調。在這方面,醫學與心理學都穩定地朝著一條漫漫長路發展:持續把神經運作視為身體現象,把大腦、神經系統與其他身體組成視為包含在單一生物的整體內。

以前的理論認為,大腦是所有心理疾病的源頭。這類理論雖然還沒被完全推翻,但越來越多人認為,把情緒障礙(尤其是憂鬱症)視為涉及中樞神經系統、周圍神經系統以及所有影響中樞神經系統的身心失調,可能比較正確。這反映了一種仍持續發展的心理健康觀點,不僅源自於大腦,而且源自一個更大、涵蓋更廣的系統,而那個系統會配合實體與社交環境進行調適。

換言之,從身體到中樞神經系統的輸入,在認知與情緒狀態中都扮演關鍵要角。來自周邊的輸入,其中包括溫度感覺訊號,那些訊號可能對幸福感與憂鬱感有很重要的影響。

傳統上,理論是把焦點放在體溫調節的生理面,也就是達成與維持恆定。不過,最近的研究以證據顯示,調節體溫所涉及的神經機制與情緒狀態的關聯,遠比傳統理論所想的更密切。

溫度的調節對於身體的影響遠比我們想得重要!恆溫動物是這樣,那變溫動物也一樣嗎?圖/envatoelements

溫暖的好處

我們已經看到,接觸實體冷熱與有關社交冷熱的認知及情感行為相關。最近,許多對嚙齒動物做的研究顯示,實體溫暖會刺激血清素的分泌;在大眾文化中,這些神經傳遞物質與產生幸福感、快樂感、甚至欣快感有關。這個觀點確實有些道理,雖然生物化學與生理上的現實複雜得多。

總之,臨床前的嚙齒動物研究顯示,啟動分泌血清素的神經元,身體溫暖後就會產生類似抗憂鬱藥的效果。因此,我們可以推論,溫度感覺通路與掌控情緒的大腦系統會相互作用,無法妥善調節溫度可能與情感疾病(affective disorder)有關。最耐人尋味的是,研究顯示,提供實體溫暖(即啟動溫暖的溫度感覺神經通路)可能有治療情感疾病(包括憂鬱症)的療效。

我們知道,有情感疾病的人,對溫度有不同的感知,對皮膚溫度變化也有不同的反應,他們不見得能調節體溫。有些研究人員甚至認為,膚電傳導程度可能是辨識憂鬱症的特徵。情緒與溫度看似具有許多關聯,不過,根據現有的證據,我認為目前並沒有簡單的生物特徵可以判斷心理症狀。

不管有沒有具體的生物特徵,憂鬱症患者似乎都有調節體溫的問題。這現象呼應了貝克在電子郵件中的臆測:憂鬱症患者對溫度的反應確實變了。

對無害的溫度刺激產生負面的情緒反應,可能也與憂鬱症有關,因為憂鬱症會弱化一個人對舒適溫暖的感知,但強化一個人對不舒適高溫的感知。研究也顯示,憂鬱症患者比健康的人更少流汗,可見降溫機制運作不良。

2009 年,一項研究綜合分析了三個獨立實驗室的研究結果,總共涉及 279 位憂鬱症患者與 59 位健康的參與者。綜合分析的結果顯示,膚電傳導性較低導致出汗減少,可能是憂鬱症患者自殺風險的一個指標。研究顯示,傳入的熱感應訊號,會刺激血清素合成系統以及與憂鬱有關的大腦區域。這表示,憂鬱症患者的體內降溫機制運轉不良。

熱的調節不良常被發生在憂鬱症換著身上,但這似乎跟前面提到的感到溫暖會有比較正面的感覺有衝突。圖/envatoelements

2007 年的一項研究,檢視了非典型憂鬱與自我安慰行為之間的關係(例如想吃巧克力之類的療癒美食、想洗熱水澡)。

研究結果顯示,社交因素、體溫調節、憂鬱症之間可能有關聯。這些行為是用來對抗皮膚溫度低或社交冷淡嗎?它們可能是為了觸發降溫機制,以降低交感神經與情緒的促發,以及核心體溫嗎?還是這兩種動機都存在呢?

回想一下前面的實驗:社交排擠導致皮膚溫度降低,但拿著熱飲又減少了社交排擠的負面影響。我相信身體溫暖可以抒解一些憂鬱感,但真正的解方當然複雜得多。那取決於社交環境、溫度,以及你因應這些因素的方式之間的關係。在未來幾年裡,我相信會有新的技術讓我們詳細研究這些關聯。

——本文摘自《做個有溫度的人:溫度如何影響我們的生活、行為、健康與人際關係》,2022 年 9 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

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