0

2
0

文字

分享

0
2
0

養蛆清傷口

科學人_96
・2013/05/13 ・913字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 508 ・六年級

蛆可以吃掉傷口壞死的血肉,但為何能幫助傷口復原?

撰文/阿諾德(Carrie Arnold)

從遠古時代一直到抗生素出現之前,醫生會使用蛆來幫助清理創傷並防止感染。這些蛆只吃壞死的血肉,醫生不需要擔心牠們吃掉健康的組織。但是抗生素的來臨,使得這些醫用蛆成為遠古的歷史遺跡。

然而抗藥性的泛濫,讓醫學界對於蛆的醫學應用重新感到興趣。2004年美國食品及藥物管理局認可醫用蛆為有效的「醫療器材」。現代的醫用蛆供應商以無菌方式把蒼蠅卵培養成蛆,並裝進如同茶包一般的包裝裡,讓醫生能直接施用在傷口上,這種包裝除了避免蛆爬出傷口也阻止牠們化蛹變成蒼蠅。正當越來越多的醫生使用這些昆蟲來處理傷口的時候,科學家也發現了讓蛆具有神奇功效的雙重機制。

2012年發表在《皮膚科檔案》(Archives of Dermatology)的研究顯示,將蛆放在手術後切口,比施行清創手術更能有效清除壞死的組織。目前標準的清創手術是由醫生使用手術刀或是剪刀來清理傷口,論文的主要作者法國卡昂大學醫學中心皮膚科醫師東普馬丁–布朗謝爾(Anne Dompmartin-Blanchère)表示,以蛆清創傷口能夠去除所有壞死及受感染的組織,而這對於手術後傷口癒合是必要的。清創手術往往耗時而且極為疼痛,但是使用蛆卻不會。

另外一篇由荷蘭來登大學醫學中心的卡山達(Gwendolyn Cazander)和同事2012年發表在《創傷復原與再生期刊》(Wound Regeneration and Repair)的研究發現,蛆分泌的化學物質能夠調節補體反應。補體反應是人體免疫系統中抵抗入侵體內病原的機制之一,對於消除感染十分重要,適度的補體反應是必需的,但是過度的補體反應則會延長發炎時間,使得傷口不能癒合而更容易受到感染。而蛆的分泌物能夠抑制健康成年人多種重要補體蛋白的製造,進一步降低血液中的補體反應。科學家發現,壓抑過度活化的免疫反應能夠加速傷口復原。卡山達總結表示,他們觀察到的傷口約有50~80%可以經由蛆而治癒。

養蛆療傷也許聽起來有著中古世紀情調,但是現代醫學似乎顯示它確實有功效。(宋鴻威 譯)

 

SA原文: New Science Shows How Maggots Heal Wounds. [ Apr 7, 2013]

研究文獻:Cazander, G., Schreurs, M. W., Renwarin, L., Dorresteijn, C., Hamann, D., & Jukema, G. (2012). Maggot excretions affect the human complement system. Wound Repair and Regeneration, 20(6), 879-886.

刊載於《科學人》2013年第135期05月號

文章難易度
科學人_96
39 篇文章 ・ 3 位粉絲
《科學人》雜誌-遠流出版公司於2002年3月發行Scientific American中文版,除了翻譯原有文章更致力於本土科學發展與關懷。

0

3
0

文字

分享

0
3
0
采采蠅與寄生蟲,以及空氣中的油膩愛情
寒波_96
・2023/04/04 ・4059字 ・閱讀時間約 8 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

非洲的采采蠅(tsetse fly)以吸血維生,但是它們也時常是錐蟲的宿主,如果吸食人血,便有機會將錐蟲傳染給人類,引發昏睡病,在非洲導致不少問題。

昆蟲常以費洛蒙作為溝通媒介,采采蠅也不例外。2023 年發表的新研究,找到幾款采采蠅使用的費洛蒙,能促進情慾交流;而且又發現感染錐蟲會改變費洛蒙組成,求偶時還會降低身價。

在非洲體驗大自然,務必注意采采蠅!圖/TripSavvy / Nez Riaz 

昆蟲的氣味語言

舌蠅屬(Glossina)旗下有多個物種統稱「采采蠅」,這項研究著重的是 Glossina morsitans,為求簡便,本文之後直接稱之為「采采蠅」。要注意還有不一樣的其他款采采蠅,本文後面會登場一種。

費洛蒙是生物排放到體外,用於溝通的訊號分子,可謂是昆蟲的化學語言。一如人類的花言巧語或暴言各有巧妙,各種昆蟲使用不同費洛蒙,能達到不同效果。

從前對采采蠅的費洛蒙也不是一無所知,以前知道有一種化學分子 15,19,23-trimethylheptatriacontane,也叫作 morsilure,被采采蠅當作費洛蒙。此分子是主鏈為 37 個碳鍊長,總共有 40 碳的脂肪酸衍生物,而且含量非常多,5 天大的女生超過 4 mg。

有些費洛蒙輕盈,可以揮發;也有的飄不起來,要直接接觸。40 碳的分子體重太胖,只能直接碰觸,可以說是一種接觸式的油膩情慾。

傳宗接代,迅速而持久

新研究的目標是探討:采采蠅是否存在揮發性費洛蒙,又如何作用。比較效果之前,要先了解采采蠅情慾交流的正常狀況。

把沒有性經驗的一男一女擺在一起,20 組幾乎都迅速合體,在 15 秒內開始啪啪啪(請自行腦補音效);而且平均 do 愛 58.5 分鐘之久,持久力一級棒。

讓一女一男共處一室,紀錄它們的交配過程。所有沒有性經驗的采采蠅,都在幾分鐘內合體,延續超過 55 分鐘。圖/參考資料1

拿來對照的對象,是常被當作實驗動物的黃果蠅(Drosophila melanogaster)。黃果蠅和采采蠅雖然都叫蠅,但是親戚關係比人和猩猩之差還要遠,不是最合適的比較對象,不過是最方便取得的材料。

黃果蠅平均要等 22 分鐘才男女合體,維持 20 分鐘左右,明顯不如采采蠅對性的渴望。然而,采采蠅的實驗,假如一方換成交配過的女生,原本興致高昂的男生竟然會完全不想 do 愛,判若兩蠅。

總之,采采蠅情慾交流的正常狀態是,由男生向女生求偶,女生很快接受。過程中吸引男生辨識的「女蠅味」是哪些費洛蒙呢?

空氣中充滿愛情的味道

采采蠅的費洛蒙是脂肪酸衍伸物,和果蠅、螞蟻一樣,能用有機溶劑己烷(hexane)分離。

可是一開始實驗,把接觸采采蠅 10 分鐘的己烷塗在棒棒上,結果不論是有或沒有性經驗的男女,4 類原味樣品對男生都毫無吸引力。

做過實驗都知道,沒反應不能寫論文 💔。所以又把搜集費洛蒙的時間延長到 24 小時,這下就對惹 ❤️!

觀察得知,沒有性經驗的處女原味,能吸引 60% 男生;有性經驗的女生則是 27%;男蠅味對男生依然缺乏吸引力。

把采采蠅身上萃取的氣味,塗在棒棒上,觀察是否會吸引采采蠅。圖/參考資料1

「女蠅味」具體是什麼呢?用氣相層析質譜儀(Gas Chromatography Mass Spectrometry,簡稱 GC-MS)分離可得到 6 種化學物質。

3 種是脂肪酸:16 碳的棕櫚酸、棕櫚油酸,以及 18 碳的油酸。3 種是脂肪酸加上甲基酯(methyl ester)的衍生物:methyl palmitoleate(MPO)、methyl oleate(MO)、methyl palmitate(MP)。

就算是做這一行的,大部分也會覺得那一串名詞彷彿火星文,反正就是好幾種結構略有不同的油。但是以訊號分子來說,重點不是有多油膩,而是這些分子會啟動哪些神經反應,又影響哪些行為。

費洛蒙有時候化學結構只差一點點,意義完全不同,就像人類講話,「我日常生性活潑,想要多交朋友」和「我日常性生活潑,想要多交朋友」意思就很不一樣。

采采蠅身體外,存在感最明顯的 6 種分子,包括 3 種脂肪酸以及 3 種脂肪酸衍生物。圖/參考資料1

饞她身子的味道,油膩的情慾語言

女蠅味 6 種成分逐一測試,女生們完全不為所動。至於男生,3 款脂肪酸都缺乏吸引力,不過 3 款衍生物都有吸引力,尤其是塗抹 MPO 的棒棒,能吸引 87% 男生,效果最強(有人覺得奇怪,比前述實驗 60% 更高嗎?應該是因為濃度更高,效果更強)。

費洛蒙有具體的收訊器,訊號應該是透過觸角(antenna)上的感覺受器傳達,因為如果把觸角切除,男生也不會起反應。

為了進一步認識費洛蒙的效果,研究者又將費洛蒙塗在近親物種 Glossina fuscipes 身上。正常時這次的主角 Glossina morsitans 采采蠅男生,對異種女生不會有性趣;但是近親女 MPO 上身後,有 60% 男生會撲上來。

可見單單 MPO 這種化學分子,便對男生有強烈的誘惑力。可是這只是單方面的喜歡,近親女依然對異種男生毫無感覺,會把他們馬上踢開。

感受情慾的神經元

不一樣的費洛蒙,會激發不同感覺神經元,就像把某個開關打開。采采蠅的觸角上有許多微小的感覺零件(sensilla),各自配備不同的受器神經元。被激發的 sensilla 上存在兩款神經元 A 與 B,對不同物質起反應。

MPO 會刺激 B 神經元,而且分隔一段距離,透過氣流傳送便有效果。由此判斷 MPO 是揮發性作用的費洛蒙。

但是同樣的距離,MO 與 MP 都不起反應。不過縮短到距離 1mm 後,MP 就能刺激 B 神經元,MO 則能同時刺激 A 與 B。這兩款費洛蒙僅管結構類似 MPO,卻要近到快直接接觸才有作用。顯然這種事不能看結構鍵盤辦案,要實測才知道。

測試費洛蒙是否可以透過氣流飄送,只有 MPO 能在比較遠的距離起作用。圖/參考資料1

奇妙的是,這些費洛蒙對近親物種 Glossina fuscipes 的神經元,幾乎都不起作用。因此上述費洛蒙與受器的組合,僅限於 Glossina morsitans 這款采采蠅,和其他物種未必有共通語言,近親即使收到也理解不能。

寄生錐蟲降低身價,采采蠅也是受害者

不少采采蠅體內存在錐蟲,吸血時成為傳播媒介。檢驗發現,錐蟲對采采蠅的影響也非常明顯,會大幅影響求偶選擇。

采采蠅的求偶是男生提出要求,女生決定是否接受。觀察得知,有或沒有感染的兩男,如果和處女共處一室,女生接受兩者的機率差異不多。但是有或沒有感染的兩女,給男生選擇,男生 100% 挑選沒有感染的女生。

這麼看來,有錐蟲寄生的女生,在男生眼中是比較差的對象,但是不知道男生如何分辨。費洛蒙方面,被寄生的采采蠅又會多出 21 種揮發性小分子,也許有所影響,可惜這些氣味的具體作用仍不清楚。

采采蠅感染錐蟲與否,費洛蒙們明顯有別。圖為氣相層析在不同時間點,陸續分離出的分子,感染錐蟲的采采蠅多出許多種分子。圖/參考資料1

上述結果都是實驗室中的測試。采采蠅在野外活動時,或許大部份候選蠅都是感染錐蟲的不理想對象。野生的采采蠅實際上如何擇偶,也許是另一番光景。不過應該能推測,它們也不喜歡錐蟲。

食慾與情慾的開關一同打開,吃飯,順便do愛?

野生的采采蠅,要自己尋找對象。最容易碰到異性的場合是采采蠅餐廳,也就是被吸血的動物周圍。實際觀察到,采采蠅常常在獵物附近順便情慾交流。

動物散發的氣味分子,就像餐廳飄出的香味,吸引采采蠅前來覓食。有趣的是,獵物排放的 4-methylphenol、1-octen-3-ol 兩種揮發性物質,和采采蠅的揮發性費洛蒙 MPO 使用同一套神經受器。

或許采采蠅去吃飯,開啟食慾的同時,也一同釋放情慾的開關。交配和吃飯是兩回事,如果能一次滿足,也很棒。

如果對氣味在各種生物的角色有興趣,可以閱讀科普書你聞到了嗎?:從人類、動植物到機器,看嗅覺與氣味如何影響生物的愛恨、生死與演化》。

延伸閱讀

參考資料

  1. Ebrahim, S. A., Dweck, H. K., Weiss, B. L., & Carlson, J. R. (2023). A volatile sex attractant of tsetse flies. Science, 379(6633), eade1877.
  2. Chemical notes of tsetse fly mating

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

寒波_96
184 篇文章 ・ 797 位粉絲
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》。

2

133
1

文字

分享

2
133
1
蟻巢營養內循環,螞蟻的蛹不動也能貢獻社會
寒波_96
・2022/12/20 ・2477字 ・閱讀時間約 5 分鐘

人類對螞蟻可謂無比熟悉,許多人還不識字就認識螞蟻了;相關的科學研究也十分豐富,產出如威爾森(E. O. Wilson)這類科學大師。2022 年底問世的一篇論文,卻出乎意料地報告一條普遍存在,此前卻一直受到忽視的現象:

螞蟻的蛹會分泌液體,作為成蟲與幼蟲的營養液。

圖/drawception

螞蟻社會的內循環營養液

螞蟻是完全變態的昆蟲,有卵、幼蟲、蛹、成蟲 4 個階段。眾所皆知螞蟻是社會性昆蟲,整個蟻巢運轉精密,但是蛹有好幾天固定不動,除了佔空間以外,在蟻巢裡好像沒什麼存在感。

這項研究主要的對象是畢氏粗角蟻 (Ooceraea biroi) ,近年成為探索螞蟻奧秘的主力。照論文的寫法,一開始目的很單純,就是把蛹從蟻巢中移出,看看孤獨對螞蟻有什麼影響。

被移出巢穴的蛹,羽化成蟲的比例有 90% ;即使周圍沒有同儕,絕大部分的蛹似乎也能成功轉大蟲。然而過程沒這麼簡單。

將螞蟻的蛹由巢中取出,搜集分泌液體的裝置。羽化前幾天,蛹會由白轉而黑化,羽化前 6 天開始分泌液體。圖/參考資料 1

蛹在成功羽化的前幾天會黑化,論文觀察到當蛹開始黑化不久,也就是羽化的 6 天之前,每天都會分泌出液體。留著液體會害蛹被自己淹死,人為將液體移除,蛹才能順利羽化。

如果是在原本的蟻巢中,蛹排放的液體還來不及把自己淹死,就會慘遭黴菌入侵感染而亡。所幸慘劇實際上不會發生,因為成年螞蟻會將液體去除。

將藍色染劑注入蛹,一天後觀察到成蟻的消化道都出現藍染,可見蛹產生的液體,都隨即轉移進入前輩同儕的肚子。分析蛹產生的液體,得知營養十分豐富。

把食用藍色染料注入蛹,便可觀察蛹分泌液體的轉移。圖/參考資料 1

完全變態的昆蟲,從幼蟲到成蟲的過程中經過蛹的階段,將幼年的身體砍掉重練。螞蟻蛹分泌的液體顯然來自蛹期分解的身體,可謂原汁原味的液化螞蟻。這些容易吸收的成分,在巢穴中直接轉移給同類,毫不浪費。

這些幼體原汁原味形成的液體營養豐富,其他會化蛹的昆蟲也會產生類似的產物,為什麼不會把自己淹死,或是被黴菌感染?應該是由於那些昆蟲會將其回收利用,轉化為成年身體的建材。社會性生活的螞蟻卻是直接排放出去,變成其他個體的食物。

同時餵養更老與更小的同儕

成年螞蟻以外,蛹產生的液體也是寶寶的營養補充液。螞蟻幼蟲移動能力有限,成年螞蟻會將寶寶放到蛹的旁邊,方便它們液來伸口。沒有液體也能正常長大,不過有得吃的幼體,生長速度更快、存活率更高。

幼蟲破蛋出生的之後一天,蛹也開始分泌液體。圖/參考資料 1

近來在台灣出名的紅火蟻(Solenopsis invicta)雖然兇狠,卻也是畢氏粗角蟻的菜單美食之一。有個實驗是給予紅火蟻和蛹,讓成年蟻選擇,結果大部份都優先將寶寶放在蛹旁邊,可見它們認為蛹提供的善液,是更佳的育幼食品。

換句話說,螞蟻在幼年階段到成年之間的蛹,同時支持更老與更小的同儕。

奧妙還不僅如此,和一般印象不同,畢氏粗角蟻沒有特定蟻后,也缺乏男生,所有成員皆為工蟻,再透過孤雌生殖進入生殖時期。

奇妙的是,蟻巢中處於不同階段的螞蟻,時程非常協調。當卵孵化出寶寶的一天後,蛹也開始分泌液體。也就是說寶寶從出生以後,馬上就能獲得營養補充液,概念實在很像哺乳動物的哺乳。

檢視螞蟻大家族 5 大群各自的代表,都觀察到蛹分泌類似的液體。圖/參考資料 1

畢氏粗角蟻只是一種螞蟻,論文還調查螞蟻分類上其他 4 大群的成員,發現各種螞蟻的蛹都會分泌液體,而且內容物極為相似。由此推敲,這是螞蟻大家族的普遍現象,可能在眾蟻尚未分家之前已經存在。

螞蟻巢穴的內部循環如此協調,充分反映出社會性昆蟲的優點,但是同為社會性昆蟲的蜜蜂沒有。這應該是螞蟻演化為社會性的重要一步,卻不是其他社會性昆蟲的特徵。

想來也很奇妙。人們對螞蟻很熟,研究螞蟻、養螞蟻的人一大堆,可是這回報告的現象儘管普遍,卻只是首度被明確指出。我猜以前應該有人發現這件事,只是沒有深入鑽研。

等待探討的問題,無所不在,只要有心。

延伸閱讀

參考資料

  1. Snir, O., Alwaseem, H., Heissel, S., Sharma, A., Valdés-Rodríguez, S., Carroll, T. S., … & Kronauer, D. J. (2022). The pupal moulting fluid has evolved social functions in ants. Nature, 1-7.
  2. A fluid role in ant society as adults give larvae ‘milk’ from pupae
  3. Anatomy of a superorganism: Ant pupae secrete fluid as ‘milk’ to nurture young larvae
  4. Pupating ants make milk — and scientists only just noticed

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

所有討論 2
寒波_96
184 篇文章 ・ 797 位粉絲
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》。

0

2
0

文字

分享

0
2
0
小傷口大學問!居家傷口照護要點,幫助癒合、預防疤痕
careonline_96
・2022/12/06 ・1897字 ・閱讀時間約 3 分鐘

國小高年級科普文,素養閱讀就從今天就開始!!

「醫師,我的傷口越來越嚴重!」老伯指著膝蓋抱怨,「本來只是跌倒擦傷,我就自己換藥,結果越搞越糟糕…」老伯的膝蓋上貼了一大塊紗布,沾滿了滲液與血漬。

醫師小心移除紗布後,發現患者原本的傷口大約只有 2*2 公分,但是傷口周遭的皮膚發紅、起疹,還有幾處明顯是在撕膠帶時造成的破皮,皮膚損傷的範圍已是原本傷口的好幾倍。

臨床上常會遇到一些患者,在居家傷口照護的過程中,遇到皮膚過敏、搔癢破皮,而產生很多問題。三軍總醫院整形外科喬浩禹醫師說,當時請患者使用低過敏性敷料、矽膠型膠帶,在小心照顧後,才漸漸痊癒。

日常生活中我們常會遇到一些小傷口,例如做菜時的切割傷、燒燙傷,或是跌倒、碰撞造成的擦傷、鈍挫傷等。喬浩禹醫師指出,雖然是小傷口,但依然要好好照顧,才能降低感染的機會。

建議要每天以生理食鹽水清潔傷口,並以敷料覆蓋,請盡量保持乾淨、避免沾濕。喬浩禹醫師說,針對感染風險較高的傷口,可以使用優碘妥善消毒。

過去大家常用紗布覆蓋傷口,現在有很多人會使用人工皮覆蓋傷口。喬浩禹醫師說,人工皮能夠吸收傷口滲液,在剛受傷的前幾天,傷口滲液較多,可能需要增加更換頻率,避免過度潮濕。

換藥時,要仔細觀察傷口,如果出現發紅、腫脹、發熱、疼痛等感染跡象,便要盡快就醫。

善用進階人工敷料

傳統紗布的可及性高,也被廣泛使用,不過較容易乾掉黏在傷口上,而在換藥時造成不適。

目前有很多種進階人工敷料被用來照顧傷口,喬浩禹醫師解釋,進階人工敷料能夠吸收傷口滲液,形成濕潤的凝膠體保護層,提供良好癒合環境。

為了避免傷口遭到汙染,通常會請患者避免沾濕敷料,以減少感染的風險,但是在日常生活或工作中,很難完全不碰到水。喬浩禹醫師說,若有需要時,可以使用具有防水外膜或防水黏邊的敷料,提升日常的便利性。

在傷口癒合期間給予妥善照護,對傷口預後非常重要。提供良好癒合環境、避免感染都有助於減少疤痕的形成。

在照顧傷口的同時,也要留意傷口周邊的皮膚,喬浩禹醫師提醒,因為人工皮在吸收滲液後形成水凝膠,若滲液較多,會讓傷口附近的皮膚也浸潤得很嚴重。除了增加更換頻率之外,也可以考慮使用皮膚保護的噴劑、塗層,避免傷口附近的皮膚持續浸潤。

小心預防黏膠相關皮膚損傷

因為需要使用膠帶、黏膠固定敷料,所以得小心預防黏膠相關皮膚損傷,常見的問題包括過敏、破皮、水泡、撕裂傷等。

在固定敷料時,要盡量減少膠帶與皮膚的接觸面積。如果皮膚已經有發紅、過敏的現象,便要盡量避開,以免狀況惡化。

若希望降低過敏的機率,可以使用低過敏膠帶、矽膠型膠帶。喬浩禹醫師說,患者對矽膠發生過敏的機率較低,有助減少黏貼膠帶造成的搔癢不適。移除敷料的時候,請一手輕輕固定皮膚,一手慢慢撕除膠帶,不可快速撕除膠帶,以避免造成破皮或撕裂傷。

癒合不良、慢性傷口是健康警訊

多數的表淺小傷口可以在家裡照顧,但是如果發現傷口經過 2、3 禮拜仍然沒有癒合,或沒有明顯縮小,便得盡快就醫,讓醫師評估是否有感染、是否需要進一步介入治療。

部分患者的慢性傷口是因為糖尿病、周邊動脈阻塞、靜脈阻塞、或壓瘡,必須矯正背後的原因,才有辦法讓傷口癒合。慢性傷口是健康警訊,若沒有妥善處理,恐怕會出現更多棘手的併發症。

喬浩禹醫師叮嚀,各種傷口都不能大意,請依照醫護人員的指示妥善照護,才不會讓小傷口變成大麻煩!

careonline_96
389 篇文章 ・ 257 位粉絲
台灣最大醫療入口網站