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起司、優格與馬奶酒:歐亞草原的乳製品,開啟遊牧民族新時代!

寒波_96
・2021/11/24 ・7404字 ・閱讀時間約 15 分鐘

說起歐亞大陸北方的草原,你會想到什麼?一望無際的草原以外,牛、羊、馬這些馴化動物,起司、優格、馬奶酒等乳製品,最能代表遊牧民族的特色。

可是近來一系列考古學研究指出,這些草原特色的歷史其實只有五千年。奇妙的是,當草原族群開始食用乳製品後,長距離移民潮似乎也隨之發生。

動物的奶無法保存太久,加工製成乳製品是相當重要的適應。圖/How can you eat dairy if you lack the gene for digesting it?

在牙結石尋找乳蛋白

一個地方為什麼會是草原?從資源的角度來看,就是此地的天然條件貧乏到長不出樹木,又豐富到不至於成為荒原。對人類而言,歐亞草原這種環境很不容易種植農作物。人不能吃草,所幸動物可以,因此能夠吃草,轉化草地資源為人所用的馴化動物,能幫助人類適應草原。

不同的馴化動物,有不同用法。養殖的牛、羊,可以宰殺後吃牠們的肉;也能長期飼養,採收毛、奶等產品。對於巡迴於草原的遊牧族群,擁有大量牛、羊,就像定居農夫的韭菜田、高粱田,能夠定期收割。

不過生乳無法保存太久,這就是加工製成乳製品的重要性。

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歐亞大陸各地,出現乳製品的幾處知名遺址及其年代。圖/參考資料 5

歐亞大陸北方,從西端的匈牙利到東端的蒙古、中國東北,存在一片連續的歐亞草原。草原居民何時學會利用乳製品?

歐亞草原的西部,大概距今 5000 年前邁入青銅時代。最近發表的一項研究,調查青銅時代之前到之後,56 位古人的牙結石樣本,分析其中是否含有乳蛋白。

探討古代人是否喝奶或食用乳製品,有幾種化學分析的辦法,一種是偵測牙結石中的乳蛋白。人類每天吃喝,有些食物會形成牙結石的一部分;牙結石質地非常堅硬,去世很久以後,裡頭的蛋白質、DNA 等成分仍有可能保留。

取自遺骸的牙結石樣本中若是沒見到乳蛋白,當事人未必不會吃奶;如果有,生前應該吃過不少。但是光憑乳蛋白,無法分辨來自直接喝奶或是吃起司等形式。

早於青銅時代,草原人不吃奶

樣本來自黑海與裏海北方,窩瓦河(Volga)、頓河(Don)流域草原的遺址,現在屬於俄羅斯西南部。年代距今 3700 到 6600 年前,大致可分為 3 個時期:早於 5300 年前的銅石並用時代、4500 到 5300 年前的青銅時代早期、3700 到 4500 年前的青銅時代中期、晚期。

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距今 6000 到 6600 年前的銅石並用時代,牙結石樣本中都沒有偵測到乳蛋白。圖/參考資料 1

距今 6000 到 6600 年前間的銅石並用時代,靠近窩瓦河的 5 處遺址,11 位居民中有 10 位的牙結石沒有見到乳蛋白,只有 1 位疑似有偵測到,但是不確定。

考古材料看來,歐亞草原西部那時的資源來自採集植物、捕魚,以及馴化動物。根據現有證據推敲,此一時期的飲食尚未依賴乳製品。

比上述區域更東方的中亞哈薩克草原,超過距今 5500 年,銅石並用時代的波泰文化(Botai),是考古學判斷最早出現馴化馬的地點(不過遺傳上,波泰馬和後世的馴化馬沒有直接關係),也有跡象指出波泰人會食用馬乳。但是這回分析 2 位波泰人的牙結石,都沒有偵測到乳蛋白。

青銅時代開始後,草原才有乳製品

青銅時代早期,草原西部歸類為顏那亞文化(Yamnaya)的居民,16 人中有 15 人的牙結石含有乳製品,而且都源自超過一種動物,推測是山羊、綿羊、牛。

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另外值得一提的是,Krivyanskiy 9 遺址出土的 2 人偵測到源於馬的乳蛋白;該遺址距今約 4600 到 5300 年,這是至今能確定最早食用馬乳的人。

距今 4500 到 5300 年前的青銅時代早期,16 人中有 15 人的牙結石含有乳蛋白,皆源自超過一種動物。圖/參考資料 1

非常明顯,頓河、窩瓦河到烏拉山一帶的草原,較早的銅石並用時代缺乏吃奶的證據,隨後距今 5000 年前之後的青銅時代,到處都在吃奶,各種奶。

草原地區發生十分明顯的文化轉變,是否和移民有關呢?草原地區在青銅時代,有些人配備能追溯到歐洲農夫的 DNA。但是歐亞大陸西部草原,早晚兩個時期的居民,遺傳上基本是同一款人,都以所謂的草原祖源為主。

古代遺傳學分析時,常以俄羅斯西南部的薩馬拉地區,距今 5000 年左右的顏那亞文化樣本代表「草原祖源(steppe ancestry)」。往更早以前摸索的話,分別能追溯到「東方採集狩獵族群(Eastern Hunter-Gatherer,簡稱 EHG)」和「高加索採集狩獵族群(Caucasus Hunter-Gatherer,簡稱 CHG)」;不過在顏那亞文化的時代,兩款祖源已經在草原西部合體,並且隨著之後的移民潮廣傳各地。

繼青銅時代早期之後,距今 3700 到 4500 年前的青銅時代中晚期,這回分析中的 19 人中有 15 人的牙結石偵測到乳蛋白,草原地區的吃奶文化顯然是延續下來,但是沒有見到馬乳。

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養牛比較耗水,羊較為耐旱,草原人全都要。

距今 3700 到 4500 年前的青銅時代中期、晚期,19 人中有 15 人的牙結石含有乳蛋白。圖/參考資料 1

乳製品不久後就傳到東方的蒙古

新發表的論文主張,草原地帶的居民在五千年前開始吃奶(成人或許是吃發酵後的乳製品),形成新型態的遊牧文化,與草原居民的遷徙密切相關。

考古和古代 DNA 研究都明確指出,草原西部的顏那亞文化居民向東方移民,到中亞的阿爾泰山一帶形成阿凡納謝夫文化(Afanasievo),最東還抵達蒙古的杭愛山,東西相距 1500 公里之遙。

之前發表的論文也報告,蒙古西側在 5000 年前,首度出現食用乳製品的跡象。乳製品是易於保存、攜帶的優良資源。目前證據顯示,草原西部開始利用乳製品後,不久便被移民帶到東方。

蒙古地區的牙結石樣本中,各種動物乳蛋白出現的年代。圖/參考資料 5

在草原東部,一開始由外來移民引進的牧業和乳製品,後來成為當地生產資源的一部分。有個有趣的案例出現在新疆南部,塔里木盆地的小河遺址。當地距今約 4000 年的木乃伊,面貌看似有西方特徵,也出土起司等西方風格的玩意。

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驚奇的是,最近古代 DNA 分析發現,小河遺址的居民遺傳上毫無西方成分,卻也和現代的東方族群截然不同,血緣上其實是早期北亞人群的孤傳後裔。另外他們的牙結石也普遍存在乳蛋白。

儘管和一千年前來自西方的移民,血緣上毫無關係,這群古新疆人仍然將外來的乳製品技術納為己用,成為在艱困的塔克拉瑪干沙漠中生存的資本。

小河遺址出土類似克非爾(kefir)的乳製品。圖/ healthygutbugs

利用最近累積的一系列新知,可以衍生思考人類歷史上三個重要問題:第一,乳製品文化的發展。第二,成年後消化乳糖的基因變異。第三,馬在草原的角色。

草原遊牧,受到定居農業族群影響

牛羊和乳製品彷彿草原的標誌,可是和其他地方相比,它們更晚才進入歐亞草原。牛、山羊、綿羊這些動物,最初都是在中東馴化,後來隨著新石器時代的移民潮傳入歐洲。

中東、歐洲的定居農村,不但比草原地帶更早開始畜牧業,也是乳製品加工的老前輩。中東最早的乳製品歷史至少有 9000 年,距今 7000 年前之際,地中海沿岸的歐洲南部、中東西部、非洲北部都已經出現乳製品。

與中東、歐洲的定居畜牧不同,牛、羊距今 8000 年前傳入處於非洲濕潤期的北非後,衍生出遊牧的生活方式,至少在距今 7000 年前已經會利用乳製品。不過隨著氣候愈來愈乾燥,北非漸漸由綠色撒哈拉變成撒哈拉沙漠,不再適宜遊牧,甚至是繼續過日子。

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地中海周圍,出現乳製品的地點及其年代。圖/參考資料 8

相比之下,歐亞草原的牧業轉型更遲,距今 5000 多年前才發生。新石器時代的定居農村,畜牧許久以後,鄰居的草原居民仍長期不會食用乳製品。不過草原地區一旦展開酪農業,隨即發生翻天覆地的變化。

遊牧族群的酪農業和馬車一樣,也是人類兩大生活方式,定居農業和草原遊牧碰撞後的結果,而且帶來極為深遠的影響。只是草原開始酪農業,比馬車更早一千年。

酪農業和乳製品並非源自草原,而是出現很久以後才傳入草原。

長期吃奶的人類,乳糖不耐一直不是問題

講到吃奶的歷史,不能不提「乳糖酶持續性(lactase persistence,簡稱 LP)」。人類消化乳糖的酵素「乳糖酶」,原本在成年後會失去作用。有些人配備的 DNA 變異卻會改變基因調控的方式,讓乳糖酶在成年後繼續工作。

現代歐洲人群超過 60% 擁有乳糖酶持續性,不少學者原本以為歷史上,它和人類食用乳製品是同步發展。但是近年古代 DNA 研究發現,一直到青銅時代在距今 3000 年前結束之際,LP 遺傳變異依然小眾。至於草原東部,長期仰賴遊牧過活的蒙古人、哈薩克族,比例從來沒有變高。

也就是說,維持成年後乳糖酶表現的突變,要等到人類食用乳製品的好幾千年過後才有點存在感,又經歷更久才普及(非洲狀況可能和歐洲類似)。

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蒙古牧民懂得將生乳發酵製成優格。圖/ What Bacterial Cultures Reveal About Ours

想來或許沒有那麼離奇:發酵不但能延長生乳保存期限,更能轉化乳糖,避免消化問題;而非常初期的畜牧業者,已經學會這些知識。

成年後消化乳糖的能力和吃奶沒有關係,人類吃奶非常久以後,乳糖酶持續性才在某些地方變得普及。

草原初期的遊牧者,尚未成為騎馬遊牧民

在草原環境發揮大用,並促進青銅時代早期遷徙的馴化牛、馴化羊、酪農業、車輪都不是草原原產。奇妙的是,真正源自草原的馬,在最初一千年的移民潮中,卻沒有起到什麼作用。

最近台灣翻譯出版 2007 年的《馬、車輪和語言:歐亞草原的騎馬者如何形塑古代文明與現代世界》,作者大衛.安東尼(David Anthony)長期提倡馴化馬的重要性,影響廣泛,2021 年才認識也不嫌遲。但是有些安東尼當年的論點必需修正(他的名字也在最近的論文中)。

安東尼的觀點是,歐亞草原西部的牧民,在五千多年前已經擁有馴化馬,獲得大範圍移動的能力,使得他們可以長距離遷徙,促進青銅時代早期的移民潮。

和乳製品同時發表的另一篇論文,透過古代 DNA 分析,判斷馴化馬起源於歐亞草原的西部,在距今 4200 年前過後才向外傳播。由此推論,任何超過四千多年前的移民,遷徙時都無法獲得馴化馬協助。

五千年前歐亞草原邁入大交流時代,但是草原族群在隨後的一千年,都尚未成為日本學者所謂的「騎馬遊牧民」。騎馬放牧的場景,那時還沒有出現。

西方人不吃馬乳,蒙古人很愛?

還有一個論點也值得玩味。安東尼認為,歐亞草原西部的人與野生馬長期互動,取得肉、乳、毛皮等資源,也成為馴化的動機,後來才衍生出騎乘與交通的功能。

可是新研究中,只有 2 位五千年前左右的人確認吃過馬乳,其他通通沒有,而同時期幾乎所有人都吃過不少牛乳、羊乳。中亞草原的波泰遺址也很奇妙,當地的陶器裝過馬乳,2 位居民的牙結石卻沒有偵測到乳蛋白。

樣本仍非常有限,不過暫時能推論,馬奶在當時即使是食物之一,吃的量可能也不大。馬乳在草原西部,至少到青銅時代結束時,應該都不是普遍的食物。馬被馴化的動機,或許和需求馬乳的關係有限。

蒙古草原在青銅時代,率先出現馴化馬的鹿石文化遺址中,出土的雙輪馬車。圖/參考資料 13

草原東方的蒙古,距今 3200 年前才傳入馴化馬(中原也差不多是這個時期)。可以肯定存在過馬車,不過不清楚有多普及。

乳製品方面有趣的是,馬傳入蒙古後,蒙古居民的牙結石中馬上能偵測到馬乳蛋白,和草原西部的利用方式明顯有別。草原東西兩邊為什麼發展出不同的遊牧文化,也是有趣的問題。

已知樣本不多,不過馬引進蒙古以後,青銅時代晚期、鐵器時代、匈奴、蒙古帝國時期的蒙古人都會吃馬乳。馬奶適合發酵製成馬奶酒,可能在蒙古帝國時期已經流行。

歐亞草原東方,和馴化馬有關的幾個年代。圖/參考資料 12

草原遊牧新文化

草原位於歐亞大陸的中央,與周圍地區屢有互動,互相影響。

許多我們印象中最能代表草原特色的事物,最初其實是外地引進,卻非常適合草原,經過一段時間的磨合後大放異彩,反而成為長久以來的草原招牌。牧牛、牧羊、酪農業、車輪、金屬裝備等都是如此。另一方面,從草原向外傳播的馬,也徹底改變了人類大歷史。

從五千年前開始,歐亞草原就成為流動性很強的地帶。近來新研究比較出乎意料的發現是,草原最初期大規模遷徙時,還沒有馬的戲份,卻與乳製品關係密切。後來在四千多年前加入的馬,很快成為草原遊牧文化的重要角色,而人與人的連結一旦建立,就再也回不去了。

延伸閱讀

參考資料

  1. Wilkin, S., Ventresca Miller, A., Fernandes, R., Spengler, R., Taylor, W. T. T., Brown, D. R., … & Boivin, N. (2021). Dairying enabled Early Bronze Age Yamnaya steppe expansions. Nature, 598(7882), 629-633.
  2. Milk enabled massive steppe migration
  3. Milk fueled Bronze Age expansion of ‘eastern cowboys’ into Europe
  4. Anthony, D. W., & Brown, D. R. (2011). The secondary products revolution, horse-riding, and mounted warfare. Journal of World Prehistory, 24(2), 131-160.
  5. Wilkin, S., Miller, A. V., Taylor, W. T., Miller, B. K., Hagan, R. W., Bleasdale, M., … & Hendy, J. (2020). Dairy pastoralism sustained eastern Eurasian steppe populations for 5,000 years. Nature ecology & evolution, 4(3), 346-355.
  6. Jeong, C., Wang, K., Wilkin, S., Taylor, W. T. T., Miller, B. K., Bemmann, J. H., … & Warinner, C. (2020). A dynamic 6,000-year genetic history of Eurasia’s Eastern Steppe. Cell, 183(4), 890-904.
  7. Zhang, F., Ning, C., Scott, A., Fu, Q., Bjørn, R., Li, W., … & Cui, Y. (2021). The genomic origins of the Bronze Age Tarim Basin mummies. Nature, 1-6.
  8. McClure, S. B., Magill, C., Podrug, E., Moore, A. M., Harper, T. K., Culleton, B. J., … & Freeman, K. H. (2018). Fatty acid specific δ13C values reveal earliest Mediterranean cheese production 7,200 years ago. PloS one, 13(9), e0202807.
  9. Ségurel, L., & Bon, C. (2017). On the evolution of lactase persistence in humans. Annual review of genomics and human genetics,, 18.
  10. Burger, J., Link, V., Blöcher, J., Schulz, A., Sell, C., Pochon, Z., … & Reyna-Blanco, C. S. (2020). Low Prevalence of Lactase Persistence in Bronze Age Europe Indicates Ongoing Strong Selection over the Last 3,000 Years. Current Biology.
  11. Librado, P., Khan, N., Fages, A., Kusliy, M. A., Suchan, T., Tonasso-Calvière, L., … & Hansen, S. (2021). The origins and spread of domestic horses from the Western Eurasian steppes. Nature, 1-7.
  12. Taylor, W. T. T., Jargalan, B., Lowry, K. B., Clark, J., Tuvshinjargal, T., & Bayarsaikhan, J. (2017). A Bayesian chronology for early domestic horse use in the Eastern Steppe. Journal of Archaeological Science, 81, 49-58.
  13. Taylor, W. T., Cao, J., Fan, W., Ma, X., Hou, Y., Wang, J., … & Miller, B. (2021). Understanding early horse transport in eastern Eurasia through analysis of equine dentition. Antiquity, 1-17.

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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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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翻越性別高牆 打破生乳營養迷思 埃凡斯促成牛奶滅菌(1)
顯微觀點_96
・2024/07/24 ・1686字 ・閱讀時間約 3 分鐘

本文轉載自顯微觀點

顯微鏡後的女性科學家系列

顯微鏡學的蓬勃發展,不僅促進了醫學﹑公共衛生的發展,而在這背後也有許多偉大的女性科學家參與其中。

屏東縣九如鄉一處養羊場有 3 頭羊確診「布氏桿菌病」,為台灣約 30 年來首例,動防所已撲殺感染羊隻並進行消毒。由於「布氏桿菌」為人畜共通傳染病,衛福部疾病管制署匡列 4 名牧場員工…。2023 年 12 月 9 日報導

由於乳製品滅菌的觀念普及,現在已很少聽聞布氏桿菌感染。這都得歸功於首先發現經由飲用感染布氏桿菌的生牛乳而導致人類得馬爾他熱,進而促成乳品全面巴氏消毒的細菌學家艾莉絲.埃凡斯(Alice Catherine Evans)。

Alice C Evans。圖片來源:PICRYL public domain

從偏鄉教師到微生物學家

埃凡斯的祖父 1831 年從英國威爾斯移民至美國,她於 1881 年 1 月 29 日出生在美國賓州尼斯威爾斯社區的一戶農家。

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埃凡斯在出生地念中小學,因當地沒有高中,她到了賓州托旺達(Towanda)的薩斯奎漢納學院(Susquehenna)就讀。1901 年畢業後,進入大學就讀的夢想因家裡無法負擔而破碎,且當時小學教職幾乎是唯一對女性開放的非基層勞力職業,因此她沒有多想就進入一所小學擔任 1 至 4 年級的教師。

她在家鄉和外地的小學共教了 4 年書後,得知有康乃爾大學農學院提供偏鄉教師免學費的自然科學課程。當時康乃爾大學的農學院院長貝利(Liberty Hyde Bailey)希望藉由受過訓練的教師,培養學生對大自然的熱愛、對植物和動物以及無生命世界的興趣。

埃凡斯申請了這項計畫,並用她四年教書的積蓄來到康乃爾大學,並選擇細菌學作為研究領域,指導教授是研究乳製品的微生物學家史托金(William A. Stocking)。

1908 年她獲得康乃爾大學農學院的學士學位,經指導教授推薦,獲得威斯康辛大學的獎學金;這是專門提供給專攻農化或細菌學研究的獎學金,且在此之前未曾頒給女性。於是埃凡斯前往威斯康辛大學繼續碩士學業。

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但她雖然是拿細菌學獎學金,但在農業細菌學指導教授黑斯廷斯(Edwin George Hastings)的要求下,埃凡斯花了三分之二的時間研讀化學,並於 1910 年獲得碩士學位。 碩士學業最後一年,教授希望埃凡斯留下來繼續攻讀博士學位。雖然意識到這是不錯的機會,但大學和碩士學業已帶給她不小的經濟和精神負擔,加上博士學位在當時對科學家並非必要,因此她選擇不再繼續攻讀。

與布氏桿菌相遇

每個人都有自己的天職,天賦就是呼喚,有一個方向,所有的空間都向他敞開。他擁有靜靜地吸引不斷往前努力的能力。

——愛默生

幸運的是,埃凡斯獲得了農業部動物產業局(Bureau of Animal Industry)的研究職位。由於乳酪是威斯康辛州的重要產業,當時威斯康辛大學化學系和細菌學系與乳製品部門合作,研究更好的乳酪製作方法。

埃凡斯是該單位首位女性員工。當時的動物產業局官員沒有想到可能會選擇女性。據傳聞,官員們在一次會議中聽到一名女科學家將加入他們的工作行列的「壞消息」時,他們充滿了驚愕,甚至「差點從椅子上跌下來」。

埃凡斯的回憶錄寫到:「就我而言,進入動物產業局純屬意外,因為長官在女性就業屏障上留下了一個漏洞,我不知不覺地就鑽了進去。」但這在女性就業可說是一個重要的里程碑,因為除非對美國公務員提出嚴重的投訴,否則埃凡斯不會被任意解僱。

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所幸埃凡斯的頂頭上司,乳製品部長羅爾(B. H. Rawl)與研究主任羅傑斯(Lore A. Rogers),都不認同其他高級官員對女性的敵意。她在此研究主題是牛乳中各式各樣的細菌,並了解這些類型細菌的來源。同時,她也每年在大學選修一門課,以充實知識。

研究過程中,她的目光漸漸集中到一個特定的對象,一種致流產的傳染性微生物。

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顯微觀點_96
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從細微的事物出發,關注微觀世界的一切,對肉眼所不能見的事物充滿好奇,發掘蘊藏在微觀影像之下的故事。