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暖化使得地球變得更具毒性

陸子鈞
・2011/03/24 ・1084字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 554 ・八年級

氣候變遷可能促使人類重新思考對環境毒素的測量方式。

科學家警告,全球暖化可能會提高殘留的農藥、重金屬、居家化學藥劑對魚類、自然環境的危害,最後將威脅到人類自己。

融冰可能為環境帶來更多的毒素。

環境毒理學北美分會31屆年會(At the North American branch of the Society of Environmental Toxicology and Chemistry’s 31st annual meeting)中,環境化學家警告,化學物質及氣候變遷之間複雜的交互關係,可能使得化學物質更具毒性,而且環境將更容易受到破壞。

舉例來說,在多倫多大學研究環境化學物質的博士生Erin Mann發現,極地的融冰量增加,使更多海水暴露在大氣中,可能使有害物質更容易揮發到大氣中。她說「全球暖化將增加極地的空氣污染」。

不僅是氣候會受到影響,水文毒理學家Theodore Valenti注意到,氣候變遷會影響溪流流動、品質、分布,進而影響全世界的酸鹼度,最後改變環境化學物質-像是藥用化合物-的毒性。

這些來自廁所或其他廢水的藥用化合物,原本設計在不同酸鹼度下有不同的性質,使得這些化合物可以準確地在人體不同部位中作用。但現在這些化合物流到環境中,「它們依然保持這樣的性質,我發現在pH9時,相較於pH6,存在10到20倍的毒性差異。」Valenti說。

南伊利諾大學的水文毒理學家Marjorie Brooks說,重金屬毒性,可能也會受氣候變遷影響。以銅來說,LC50(一段時間內,能達到一半致死率的濃度)會隨著溫度下降,表示毒性增加了。這影響非常的大,如果地球溫度以目前的速度在持續上升,她目前在研究的胖頭鱥(Pimephales promelas),其LC50將在2060年降到目前水準的一半。

這還只是一些和氣候變遷較直接的影響。

科羅拉多州立大學的生態毒物學家Will Clements,注意到暖化會減少洛磯山脈的雪層,而減少夏季的溪流流量。換句話說,這會降低溪流深度及混濁度,增加有害UV光照射到河床的比例。為了了解這影響,Clements和他的團隊,在溪流設置許多樣點,在樣點上架設紗網,遮蔽UV光的量。60天後,在紗網遮蓋的區域,石蠅、浮游、石蠶蛾的族群量較高。研究團隊認為,較淺的溪流,可能有較高的UV曝照量,進而傷害到水棲生物。

氣候變遷也可能挑戰科學家為研究毒性所設計的實驗。

生態學家Nicholas Gard提到,當想到毒性時,必須要把所有因子都考慮進去。舉例來說,全球暖化會使毒素變得更有揮發性,因而也更可能隨著風,散佈到更遠的地方。或者,當減緩地球暖化的計畫將二氧化碳封存到地底時,要考慮到此舉將提高地下水體的酸度,使得岩層中的有害金屬更容易析出,並流到河流中。

美國工兵團的毒理學研究生Jennifer Goss,研究氣候變遷對鉛毒素的影響。軍方對這議題有興趣,因為打入水中的廢棄彈藥會析出鉛毒素,而溫度升高時,鉛的敏感性也升高。

資料來源:A warming Earth could mean stronger toxins

相關標籤: 暖化 環境毒素
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陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。


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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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