0

5
1

文字

分享

0
5
1

都是尼古丁惹的禍?——戒菸後變胖,與腸道菌叢代謝物有關?

Charlotte 熊_96
・2022/01/10 ・2953字 ・閱讀時間約 6 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

吸菸對健康的危害眾所皆知,許多吸菸者為了身體健康而嘗試戒菸,但戒菸過程卻遇到體重發胖的難題,導致許多吸菸者難以成功戒菸。長久以來,科學家們試圖了解戒菸導致體重發胖的生理機制。

過往研究發現吸菸會讓人沒有食慾,是因尼古丁作用在位在下視丘的尼古丁乙醯膽鹼的受器,改變人類體內能量供需的平衡。一直以來,科學家相信戒菸後體重增加,是因為戒菸後,體內少了尼古丁抑制食慾。

然而,來自以色列魏茲曼科學研究所(Weizmann Institute of Science)的 Leviel Fluhr 卻有不一樣的看法[2],他認為抽菸可能也會改變「腸道內的微生物群系」,並且試圖從其差異找到戒菸與體重變化的關係。

腸道內的微生物群系

腸道內微生物群系(microbiome)由上兆的微生物組成,包括病毒、細菌、真菌。這些腸道內的小小居民們其實對主人的健康有很深刻的影響。有許多疾病都被證實和腸道內微生物群系有關,包括自體免疫疾病、過敏、癌症等等[1]。這些微生物也會影響食物以及藥物在腸道的吸收。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

「You are what you eat.」所代表的意義,可能超越字面上的翻譯。我們每天攝取的食物、添加物、環境荷爾蒙,都會改變腸道內的微生物群系。而 Fluhr 正是由這個角度,來探討戒菸之後體重的變化趨勢。

戒菸變胖,不單只是缺少尼古丁而已

在 Fluhr 的第一個實驗中,他們將老鼠分成四組,分別是不暴露菸害暴露菸害接受抗生素但不暴露菸害接受抗生素且暴露菸害

暴露菸害是模擬人類的抽菸行為,不暴露菸害當然就是模擬從未抽菸的人。其中兩組老鼠還有在實驗介入前使用抗生素,使用抗生素是為了控制老鼠腸道內的微生物群系,更精確地來說,是剔除微生物群系中的「細菌」,以此作為對照組,證明「戒菸後體重增加不單是尼古丁消失」造成的。

最終實驗發現,比起沒有使用抗生素的老鼠,在接受菸害前使用過抗生素的老鼠,暴露後戒斷時期體重增加的趨勢相對比較低,而且差異非常顯著。換句話說,在正常狀況下(也就是沒有接觸抗生素,腸內有菌的狀況下),戒菸後的體重增加與腸道內微生物群系有關。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
實驗發現,吸菸者戒菸後體重增加,不單是尼古丁消失造成的。圖/Pixabay

移植「暴露菸害的微生物群系」,有同樣效果

在第一個實驗確認了戒菸後體重增加並非只是缺少尼古丁,腸道內微生物群系也可能影響體重後,Fluhr 的第二個實驗就決定來測試看看,這些微生物群系的影響有多大:他把先前實驗老鼠的腸道微生物群系(也就是糞便)移植到原本無菌的老鼠體中。

一組是移植「有暴露過菸害的老鼠腸道內微生物群系」,另一組則移植「未暴露過菸害的老鼠腸道內微生物群系」。移植了先前接觸過菸害的老鼠的腸道菌叢後,被移植的老鼠體重增加的幅度,大於移植了未暴露過菸害的老鼠的腸道菌叢。

微生物菌叢的代謝差異,是戒菸者變胖的主因

上述的實驗結果表明了尼古丁在下視丘的抑制食慾訊號,並不是戒菸後體重增加的唯一解釋,腸道微生物群系的差異也是原因之一。

Fluhr 為實驗結果提供了新的說法。暴露過菸害的微生物菌叢產生了許多不同的代謝產物,部分的代謝產物能幫助個體由攝取的食物中提煉出更多可利用能量

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

其中,一種名叫二甲基甘氨酸(Dimethylglycine)的分子,就是這些代謝產物的一員。二甲基甘氨酸是甘氨酸(Glycine)的衍生物。食物中的蛋白質在腸道消化後,分解成各式多肽,進一步再被分解成胺基酸,而甘氨酸就是其中一種胺基酸。菸害會讓腸道內促進二甲基甘氨酸生成的酶增加,令二甲基甘氨酸變多。

實驗發現,暴露了菸害的老鼠,血清中的二甲基甘氨酸含量比較高。給了二甲基甘氨酸添加劑的老鼠,不論有沒有經過抗生素處理,體重都會增加比較多。相反來說,如果剔除了老鼠們的食物中產生二甲基甘氨酸的前驅物質硫酸膽鹼(choline sulfate),老鼠暴露菸害後的體重增加就沒有那麼顯著。

實驗發現,暴露了菸害的老鼠,血清中的二甲基甘氨酸含量比較高。給了二甲基甘氨酸添加劑的老鼠,不論有沒有經過抗生素處理,體重都會增加比較多。圖/Pixabay

從腸道微生物組成角度,檢視吸菸對健康的影響

微生物菌叢在暴露過菸害後產生的代謝產物,除了解釋戒菸後體重增加,也可能解釋菸害如何造成其他疾病。

甘氨酸,除了是組成蛋白質的其中一種氨基酸,也是一種組成神經傳導物質的原料。神經傳導物質就是在神經突觸間,接替神經脈衝,傳遞神經訊息的化學物質。當癮君子拿起香菸、將裊裊煙霧吸入肺葉、進入肺泡、擴散入血流,腸道內的菌叢組成就再也不同。而這些腸道內的變化,改變了甘氨酸以及其衍生物的代謝。甘氨酸多才多藝的特性,讓它在腸道內的濃度變化,有如蝴蝶效應般,影響許多不同系統。譬如說,甘氨酸在人體內濃度的多寡,就與糖尿病有關[4],甘氨酸的代謝出現異常也會導致神經性疾病[5]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

儘管有許多動物實驗提供戒菸後體重增加的生理證據,但真正的議題是:如何從動物模型轉到人類臨床現象。目前我們只知道戒菸後體重增加的高危險群是女性、低收入、飲食不良、缺乏運動、重度煙癮者。

逆向思考:運用微生物代謝或可幫助其他疾病

了解菸害的代謝物如何影響戒菸後的體重增加,甚至改變個體的健康後,Fluhr 試著從臨床治療的角度來看這個發現。有沒有可能把老鼠的模型實驗結果帶到臨床醫學,突破醫學瓶頸呢?就戒菸後體重增加的現象來說,只要改變這個微生物叢的變化,這個現象就可能有解!

譬如說,如果做出可以降低甘氨酸前驅物的藥物,或是發明可以降低微生物菌叢產生的代謝物的療法,戒菸後的體重增加可能就不復存在。從另一個角度切入,如果之後的實驗,破解出到底是哪些代謝物質重塑了腸內菌叢,並且由香菸中剔除這些物質,也可能是解法之一。

從另外一個完全相反的思維來看,對於急需增加體重的人,這些代謝物質可能是這群人的神藥。舉例來說,因為被癌症侵襲,而體重直直掉的病人(惡體質),就可能很需要這些代謝物質。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

Fluhr 的實驗讓戒菸後體重增加的現象有新的解釋,他把焦點由先前的尼古丁在腦中的作用,轉移到腸內的菌叢組成。不僅如此,他的實驗更開啟了除了體重變化以外,香菸對健康影響的新的討論方向,並且不落窠臼的從臨床角度出發,企盼由老鼠實驗,解答戒菸以及體重變化的難題。

延伸閱讀:菸煙相報何時了?關於香菸、加熱菸和電子煙你該知道的事

參考資料

  1. The gut microbiome​​
  2. 以色列魏茲曼科學研究所
  3. Metabolomics in Prediabetes and Diabetes: A Systematic Review and Meta-analysis
  4. Chapter 21 – Disorder: Glycine encephalopathy
  5. Gut microbiota modulates weight gain in mice after discontinued smoke exposure

 

文章難易度
Charlotte 熊_96
5 篇文章 ・ 7 位粉絲
著迷於世界的多彩,也希望帶給人對生命的熱愛。現任美國愛因斯坦醫學中心小兒科住院醫師,畢業於台大醫學系。目前最希望成為小兒心臟科醫師,也沒忘從高中就想去無國界醫生當臨時醫師的夢想。 https://www.instagram.com/charlottethesunbear/

1

14
0

文字

分享

1
14
0
法國兒歌竟然唱「我有超棒的菸草,你沒有…」?!——《植物遷徙的非凡冒險》
時報出版_96
・2023/09/03 ・1869字 ・閱讀時間約 3 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

我有超棒的菸草,但你沒有!

法國兒歌〈我有超棒的菸草〉唱道:「我的菸盒裡有超棒的菸草。我有超棒的菸草,你沒有⋯⋯」超棒的!

我們讓天真的孩子知道抽菸能帶來愉悅感(雖然抽菸有害健康),以及要如何輕蔑地挖苦朋友(這菸超棒,但你沒有!)。

傳說這首兒歌的作者是作曲家暨詩人拉泰尼昂(Gabriel-Charles de Lattaignant, 1697–1779),這代表兩件事:當時菸草已經遍布法國,而且是最令人開心的作物之一。

發現菸草的尼古丁

菸草的學名是 Nicotiana tabacum,自十六世紀起引入法國。拉丁文屬名「Nicotiana」的取名緣由並不是因為菸草含有尼古丁(nicotine),正好相反,1828 年人類分離出尼古丁時,使用菸草的學名為這種惡名昭彰的物質命名。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
菸草的學名是 Nicotiana tabacum。圖/wikipedia

而「Nicotiana」又來自菸草的「發現者」尼柯(Jean Nicot, 1530–1600)。這裡的引號十分必要。

首先,早在歐洲人之前,美洲印第安人自古以來都有使用菸草的習俗。接著,尼柯不是在亞馬遜發現菸草的人,他甚至從來沒離開歐洲!

尼柯只是將菸草引進法國。最後,雖然他享有引入這種害草的光環,但他甚至不是第一個引入菸草的人。他真的不是!尼柯偷走了另一個人的貢獻,真正引入菸草的人是個更富有冒險精神的修士,名字叫做特維(André Thevet, 1516–1592)。

特維才是真正的菸草引入者

特維的貢獻經常遭人遺忘。如果惡名昭彰的尼古丁叫做「特維丁」,那我們可能就比較記得他(不過黃夾竹桃糖苷的法文的確是「特維丁」,得名自拉丁文學名為「Thevetia」 的黃花夾竹桃──命名緣由的確就是特維)。凱撒的該還給凱撒,那特維的也該還給特維。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

特維生於 1503 或 1504 年的法國西南小鎮安古蘭⋯⋯也 有可能是 1516 年(畢竟太久以前了,沒有人清楚)。他生於農家。

10 歲時,可憐的特維即便不樂意,仍然被送到修道院,之後成了修士。他曾短暫念過書,但沒念過植物學。很驚人嗎?他的這點缺陷瑕不掩瑜,畢竟他讀了不少名家鉅作,包括亞里士多德和托勒密等等。

德勒(Thomas de Leu)筆下的特維。圖/時報出版

此外,他尤其有著強烈的好奇心,十分渴望認識這廣大的世界。這並不意味著他想還俗,只是書籍和旅行都比修道院生活還來得有趣太多了。

如果你去了里約,別忘了帶點菸草回來

他從短程航行開始:義大利、巴勒斯坦、小亞細亞。特維回來時簡直興高采烈,而命運很快又帶給他另一個機會,得以參與一場宏大的冒險。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

國王亨利二世派出軍官暨冒險家維爾蓋尼翁(Nicolas Durand de Villegagnon, 1510–1571),希望在巴西建立法國殖民地。

於是我們天真無邪的僧侶特維啟程前往南美洲,但他不是為了參加里約熱內盧的嘉年華,也不是要去度假勝地科帕卡巴納享受日晒,更不是要大跳森巴舞。

要記得,特維是名僧侶,而巴西也只是葡萄牙人在五十年前發現的一個新興地區。而且,新建立的殖民地將命名為「南極法蘭西」(France antarctique)。共有 600 名移民隨著維爾蓋尼翁和特維一起前往新大陸。

特維對他發現的一切事物都感到驚奇不已。他彷彿不停地低聲唱著名曲:「如果你去了里約,不要忘記登高望遠」。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
安德烈·泰維特《黎凡特宇宙學》。圖/wikipedia

他還將所有的新鮮事物稱為「singularitez」(特維自創的字,與「singularité」〔獨特性〕發音相同且拼寫相似)。

當時仍 是文藝復興時代,人類對世界的認識還相當有限,因而還請各位讀者海涵特維看似幼稚的傳奇行徑。

他履行冒險家的職責,蒐集不少樣本:植物、鳥類、昆蟲,甚至還有印第安人的武器、物品和一件羽毛長袍(當然不是為了嘉年華的扮裝,而是為了學術用途)。

有些人嘲笑不務正業的特維其實最想抱回家的是獎盃。別忘了,他在船上的職務其實是神父,而不是博物學家。但無論如何,他有著觀察入微的靈魂,並且渴望知識。可惜他在新殖民地的時光很快就落幕了⋯⋯

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

——本文摘自《植物遷徙的非凡冒險》,2023 年 6 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

時報出版_96
174 篇文章 ・ 34 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。

1

2
1

文字

分享

1
2
1
鑑識故事系列:韓男跨國尼古丁謀殺詐保案
胡中行_96
・2023/08/28 ・1718字 ・閱讀時間約 3 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

2017 年 4 月 25 日,一對韓國的新婚夫婦,前往日本大阪度蜜月。[1, 2]22 歲的丈夫聲稱,發現 19 歲的妻子倒臥旅館浴室地板,毫無意識。急救團隊 1 小時後趕抵現場,判斷女子呼吸心跳停止,但仍將她送醫。女子才到醫院,就被宣告死亡。[3]

日本大阪市景。圖/Nomadic Julien on Unsplash

證物

根據男子的說法,妻子生前有割腕等憂鬱的症狀,而且會喝酒及服用不明藥物。日本警方查扣浴室衛生紙架上的針筒;以及房間裡,裝著雙氧水的綠瓶子與同色紙盒。[註1]男子解釋,針筒的用途為混合電子菸的菸油。既然他也說亡妻不抽菸,[3]那東西大概是他的。

驗屍

大阪市立大學的法醫團隊,於估計的死亡時間後 36 小時,進行驗屍:女子高 159 公分,重 45.3 公斤。外觀上,背部有暗紅紫的屍斑與瘀點;臉龐與瞼結膜鬱血;雙臂因注射而皮下出血。電腦斷層掃描顯示肺水腫,且周邊輕微氣腫。從解剖可見心臟裡的血液呈深紅,無血塊;腦部水腫;肺臟及其他諸多內臟鬱血;[3]而負責氣體交換的肺實質出血。[3, 4]另外,有些胃部的食物殘渣,跑進她的細支氣管。[3]

女子的右臂注射處。圖/參考資料 3,Figure 1a(CC BY 4.0)

法醫團隊採集了多種體液送驗,其中心臟左邊血液的白血球介素-6(interleukin-6);以及心包液和腦脊髓液的兒茶酚胺(catecholamine)濃度超標。前者意味早期系統性發炎;後者表示藥物中毒。此外,大量尼古丁(nicotine)遍佈大腦等諸多內臟、某些體液,還有注射處一帶;而其代謝物可替寧(cotinine),主要是在肌肉、內臟和注射處附近,測量得到。至於血液等各種體液裡的過氧化氫(hydrogen peroxide;H2O2),即雙氧水有效成份,濃度均未超出正常範圍。[3]

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

死因

尼古丁能經由呼吸道、消化道或血管等途徑,進入人體。[註2]女子的胃裡,沒驗到太多。抽菸的話,血液中的濃度,幾分鐘內便能上升至 10 ng/mL。不過,檢驗結果遠超過該數字,所以應該是注射所致。隨血液流動的尼古丁,會率先湧向腦部,因為該處佈滿菸鹼型乙醯膽鹼受體(nicotinic acetylcholine receptors),之後才去其他器官。當肝臟代謝尼古丁,短短 1 小時內產生的可替寧,濃度即能達到尼古丁的 2 至 4 倍。尼古丁的半衰期為 20 分鐘到 2 小時;而可替寧則是 20 個鐘頭,它會在體內停留較長的時間,才經腎臟代謝,然後跟著尿液排出。由於這名女子的所有檢體中,尼古丁的含量皆高過可替寧,因此可以推測她注射不久便死亡。[3]

判刑

男子經亡妻的家屬同意,於日本火化遺體後返鄉。韓國警方則請國際刑警組織幫忙,從日本取得驗屍報告;並於男子住處找到籌劃謀殺的日記。[5]2018 年 3 月 28 日,世宗市的警察逮捕男子,指控他毒死妻子,好詐領 1.5 億韓圓(美金 14 萬零 187 元)的保險金。[2]事實上,這不是他第一次以此手法殺人。警察發現男子曾於 2016 年 12 月 20 日,將尼古丁摻入飲料給當時的女友喝。所幸後者覺得味道奇怪,沒喝完而逃過一劫。[5]2018 年 8 月 30 日,大田市的法庭駁回其協助妻子自殺的說法,認為男子的行為「破壞了社會基本價值」,判處他無期徒刑,以儆效尤。[2]

  

備註

  1. 原個案報告的摘要,說警察還找到尼古丁菸油;描述事件的段落,卻只提及針筒和雙氧水,而且沒講針筒裡有無菸油。[3]
  2. 儘管注射處的尼古丁濃度甚高,法醫團隊依舊在論文中,分析食用和吸入的假設性情形。不過,沒有解釋如何排除尼古丁貼片等,經皮膚吸收的可能。

參考資料

  1. Lim CW. (28 MAR 2018) ‘Man arrested for killing newly-married wife with nicotine for death benefit’. Aju Korea Daily (아주경제).
  2. Lim CW. (31 AUG 2018) ‘Husband sentenced to life for killing wife with lethal dose of nicotine’. Aju Korea Daily (아주경제).
  3. Aoki Y, Ikeda T, Tani N, et al. (2020) ‘Evaluation of the distribution of nicotine intravenous injection: an adult autopsy case report with a review of literature’. International Journal of Legal Medicine, 134, 243–249.
  4. Chaudhry R, Bordoni B. (25 JUL 2022) ‘Anatomy, Thorax, Lungs’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
  5. Chung C. (28 MAR 2018) ‘Man investigated for killing newlywed wife with nicotine’. The Korea Herald (코리아헤럴드).
所有討論 1
胡中行_96
169 篇文章 ・ 65 位粉絲
曾任澳洲臨床試驗研究護理師,以及臺、澳劇場工作者。 西澳大學護理碩士、國立台北藝術大學戲劇學士(主修編劇)。邀稿請洽臉書「荒誕遊牧」,謝謝。

1

2
1

文字

分享

1
2
1
一個願打一個願挨?亦敵亦友的漸狹葉菸草和菸草天蛾——《惡棍植物》
時報出版_96
・2023/08/09 ・1437字 ・閱讀時間約 2 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

會召喚捕食者天敵的野菸草

有種名為「漸狹葉菸草」(Nicotiana attenuata)的品種非常特別,具有溝通的能力,還有非常奇特的行為模式。這種菸草在法文稱為「野菸草」或「郊狼菸草」,生長於美國和墨西哥北部。

漸狹葉菸草。圖/wikipedia

當毛毛蟲向漸狹葉菸草發動進攻時,這種菸草會向毛毛蟲的天敵發送化學訊息來呼救。真令人驚奇!漸狹葉菸草之所以產生尼古丁,是為了避免害蟲啃食。不過尼古丁並非每次都能發揮作用。

菸草天蛾(Manduca sexta)的幼蟲便是這種菸草的天敵之一,牠們能夠大口吃下足以致人類於死地的尼古丁量,再將尼古丁排泄出來。這種毛毛蟲甚至透過這種方式來躲過狼蛛(Camptocosa parallela)等天敵。

菸草天蛾的幼蟲把口臭當成武器

每次呼吸,菸草天蛾的幼蟲都會排出尼古丁,以臭氣保護自己。換句話說⋯⋯牠把口臭當成防禦武器!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
菸草天蛾的幼蟲把口臭當成防禦武器!圖/GIPHY

如果你覺得前面的描述已經夠驚人了,底下還有更勁爆的!當漸狹葉菸草遭受毛毛蟲攻擊時,會分泌氣態的揮發性化合物,藉此吸引一種名為「大眼長椿」(Geocoris)的椿象。

這種椿象將為蟲卵及幼蟲帶來生命的終結。這種揮發性化合物的味道和割草後的味道相同。事實上,割草後出現的味道,其實是植物遭攻擊後散發的不特定分子。

2011 年,學者發現漸狹葉菸草只會分泌特定的分子,可以分類為兩種 配置:「同分異構物 Z」和「同分異構物 E」。通常菸草會釋放較多的同分異構物 Z。但毛毛蟲唾液的化合物可以轉化同分異構物 Z 和 E,進而吸引大眼長椿。

野菸草的保命方案不只一種

不過,大眼長椿不會攝食肥大的毛毛蟲。因此,漸狹葉菸草又準備了備案:透過毛狀體(細小的凸起處)分泌毛毛蟲喜愛的甜液,貪吃的蟲隻將因此付出代價,畢竟貪吃是種罪惡。牠們吃下的甜液將讓牠們散發出瓊漿玉液般的美味⋯⋯讓這些毛毛蟲變得更令人垂涎三尺!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這種香味將吸引牠們的天敵──前來大快朵頤的羅紋鬚蟻(Pogonomyrmex rugosus)。這些毛毛蟲彷彿是敢死隊,自己召喚了會將自己生吞活剝的其他昆蟲。

野菸草和菸草天蛾究竟是敵是友

菸草天蛾幼蟲和漸狹葉菸草的關係十分複雜,但這還不是故事的全部!

雖然菸草天蛾幼蟲是漸狹葉菸草的天敵⋯⋯但菸草天蛾的成蟲卻會協助漸狹葉菸草散播種子!這麼說來,菸草天蛾到底是敵是友?漸狹葉菸草陷入了兩難,既不能讓自己被啃食殆盡⋯⋯又不能消滅協助繁殖的菸草天蛾!

菸草天蛾的成蟲會協助漸狹葉菸草散播種子。圖/wikipedia

此時,一種具有調節機制的物質出現了!漸狹葉菸草的基因 能夠調節揮發性化合物「(E)-α- 香檸檬烯」的產生。白天,葉子會產生這種化合物,以便吸引大眼長椿來消滅菸草天蛾幼蟲。晚上,又由花朵來產生這種化合物,藉以吸引菸草天蛾的成蟲。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

大自然可真是無奇不有!我相信漸狹葉菸草的這個特殊策略肯定十分成功!

——本文摘自《惡棍植物:關於刺痛、燃燒、致死植物的驚人故事》,2023 年 6 月,時報出版,未經同意請勿轉載。

所有討論 1
時報出版_96
174 篇文章 ・ 34 位粉絲
出版品包括文學、人文社科、商業、生活、科普、漫畫、趨勢、心理勵志等,活躍於書市中,累積出版品五千多種,獲得國內外專家讀者、各種獎項的肯定,打造出無數的暢銷傳奇及和重量級作者,在台灣引爆一波波的閱讀議題及風潮。