生物醫學的智慧飛彈 -膠原蛋白複合支架

阿 Q 為了救回被黑暗料理界綁架的父親，與小當家一行人前往樓麟艦，接受黑暗料理界所下的戰帖，展開四回合的宴席料理戰。第一回合的對決主題是「湯」，自告奮勇擔任先鋒的阿 Q，以「彈跳甲魚湯」這道料理，漂亮地戰勝錦毛虎駱可的頂級雞湯。

彈跳甲魚湯因為凝固成魚凍不會灑出來，評審們紛紛驚嘆這是需要嚼的湯？為什麼會變成這樣呢^[1]？

甲魚即是鱉，在亞洲經濟、營養價值皆高

甲魚其實就是鱉，又名圓魚、團魚或王八，是一種高經濟價值的水產養殖物種，其肉、 血、膽、脂肪，甚至是甲殼皆可以被利用。

中華鱉（Pelodiscus sinensis 或 Trionyx sinensis）目前是亞洲最普遍的品種，主要分布於中國大陸，其次為日本、臺灣、韓國、馬來西亞和泰國等，估計阿 Q 就是拿中華鱉去料理的。

鱉在部分亞洲國家已經有很長的食用歷史，大多是當作食物或傳統藥材使用，中國明朝《本草綱目》中記載「鱉甲乃厥陰肝經血分之藥，肝主血也。試常思之，龜鱉之屬，功各有所主。鱉色青入肝，故所主者，瘧勞寒熱，痃瘕驚癇，經水癰腫陰瘡，緣厥陰血分之病也。」，說明鱉具有滋陰潛陽、清熱消淤等多種漢方保健效果。

當然，鱉肉營養價值的確很高，其肉質細嫩、味道鮮美、營養豐富，是蛋白質、膠原蛋白和礦物質良好的來源。成分包含 20 種必需胺基酸、EPA、DHA 和其它不飽和脂肪酸，豐富的微量元素包含鋅、錳、鐵、銅、鈣、磷、維生素 A、B1、B2 及 D 等^[2]。

凝膠性是蛋白質重要的功能特性之一

這就不得不說明，蛋白質的功能特性。

蛋白質是細胞重要的組成分，人類從食物中攝取蛋白質，不外乎就是為了補充營養上所需的必需胺基酸。

但是蛋白質在食品的應用上，具有一些功能特性，例如凝膠性（gelation）、黏彈性（viscoelasticity）、乳化性（emulsification）或起泡性（foaming）等，這些特性在生活中隨處可見，舉例來說：

做麵包時，將麵粉（小麥蛋白）加水攪打成具有彈性的麵團，就是黏彈性；製作蛋黃醬時，將蛋黃跟醋酸、沙拉油這兩樣油水不溶的材料均勻混合在一起，就是乳化性；做蛋糕時，將蛋白打發成乾性發泡的蛋白霜，就是起泡性。

而彈跳甲魚湯所牽涉到的蛋白質功能特性，就是凝膠性。

蛋白質凝膠，是變性的蛋白質分子在一些作用力包括氫鍵、疏水交互作用或靜電斥力交互作用等影響下，蛋白質分子互相聚集、吸引或排斥達成平衡，以至於形成能保持大量水分的高度有序之三度網狀結構，是一個動態的過程^[3]。

彈跳甲魚湯會凝膠是因為明膠

鱉所富含的「膠原蛋白」是彈跳甲魚湯「凝膠」的關鍵，鱉肉經過長時間的熬煮，膠原蛋白轉變成「明膠」，靜置冷卻後便凝固成果凍狀，是一種肉凍料理^[4]，像豬肉凍、水晶肴肉都是類似的料理。

P.S. 鱉的脂肪也有可能影響到這道料理的形成，但並非主因，本文為避免複雜，就不再探討脂肪的食品化學。

明膠（gelatin）為膠原蛋白（collagen）熱變性後的產物，大量存在脊椎動物中，動物性蛋白質約有 30% 是由膠原蛋白構成，含量會隨著年紀及季節的不同而改變，存在腱、皮膚、骨、血管、結締組織等^[5]。

膠原蛋白係由三條多胜肽鏈 (polypeptide chain) 相互纏繞而成的三股螺旋結構，多胜肽鏈上以甘胺酸（glycine, Gly）為最豐富的胺基酸，約佔 33%，其次為 13% 羥脯胺酸（hydroxproline, Hyp）、 12% 脯胺酸（proline, Pro）、11% 丙胺酸（alanine, Ala），以及稀有之 1% 羥離胺酸（hydrolysine,Hyl）等^[4]。

這三條多胜肽鏈相互以氫鍵緊密纏繞連結，如同堅韌的繩索一般，所以肉的膠原蛋白含量愈多時，肉質就較硬。不過當以攝氏 40 度以上加熱時，膠原蛋白分子間的氫鍵被打斷，破壞三股螺旋結構，即轉化為水溶性之明膠^[5]。

而明膠冷卻後，分子間再度以氫鍵鍵結而「凝膠」形成果凍狀，這個凝膠只要再加熱破壞分子間氫鍵，又會恢復成流動狀，是熱可逆反應。

吃膠原蛋白不能補膠原蛋白？

膠原蛋白是維持人體肌膚彈性的要素之一，隨著年紀增長，皮膚真皮層的膠原蛋白含量減少，令愛美女性在意的皺紋就會出現。

那喝彈跳甲魚湯，或是香甜滑溜的銀耳湯，可以幫助我們補充膠原蛋白嗎？

事實上，膠原蛋白本來就是人體可自行合成的物質，以不同的形式存在於皮膚、骨骼、軟骨、韌帶、肌腱、血管壁和結締組織等部位，並不需要額外補充。

不管是從食物攝取，或是吃膠原蛋白補充品，一樣都會經過人體消化作用，變成小分子的胺基酸，未必能在體內重新合成膠原蛋白^[7]。

且豬腳、雞爪要是吃過量，反而容易攝取到過多的油脂與熱量，不但沒達到美容效果，還導致肥胖。

銀耳是植物，植物不含膠原蛋白

另外，許多女性喜愛的銀耳湯，其實是不含膠原蛋白的。

許多人以為，滑溜溜的銀耳含大量的膠原蛋白，事實上，膠原蛋白多存在於動物中，植物不含膠原蛋白。銀耳屬於蔬菜類中的菇類，那滑溜的口感是來自於「多醣體」。

銀耳含有豐富的多醣體，屬於水溶性纖維，能吸收水分、增加飽足感、延緩血糖上升，同時也是腸道好菌的食物來源。

只要均衡飲食、適量攝取蛋白質、少吃高油炸食物、補充維生素 C 或維生素 E 等抗氧化物質，並且生活作息正常，就能減少體內膠原蛋白的流失，達到維持肌膚彈性的目的^[8]。

參考資料

1. Muse木棉花，2021。中華一番(舊版小當家) 第36話【阿Q特製！冷卻煮凝湯】。
2. 陳思宇，2008。甲魚 (中華鱉) 蛋理化特性之探討。輔仁大學食品科學系碩士論文。新北。
3. 劉展冏、韓建國、劉冠汝、李嘉展、虞積凱、孫芳明、蘇敏昇、馮惠萍、謝秋蘭、饒家麟、梁弘人、林聖敦、江伯源、李政達、盧更煌、周志輝，2020。最新食品化學（最新修訂版）。於陳建元修編，顏國欽總校閱。臺中市：華格那出版有限公司。
4. 唐嘉憶，2006。明膠作為配料利用添加於肉凍製品之研究。國立屏東科技大學食品科學系碩士學位論文。屏東。
5. 黃鈺茹、蕭泉源，2011。不同水生生物來源所得之膠原蛋白物理與生物化學相關特性。海大漁推 41，17-52。
6. Woodhead-Gallowy J. 1980. Collagen: the Anatomy of a Protein. Journal of Anatomy 132: 3 433-437.
7. 衛生福利部食品藥物管理署，2015。市面上有許多含膠原蛋白的保養品，請問真的能有效維持肌膚彈性嗎？。食藥闢謠專區。
8. 衛生福利部食品藥物管理署，2022。滑溜溜的銀耳湯，真的能補到妳的膠原蛋白嗎？。藥物食品安全週報 876：7。

高 176 公分，重 57 公斤，身上多處刺青，雙臂有頻繁注射的疤痕。曾經是個毒蟲兼老菸槍的他，7 年前因持有並販賣毒品遭到判刑；如今，這名阿爾巴尼亞男子 30 歲了，依然被關在義大利米蘭的監獄裡。低安全等級的牢房，每間容得下兩個受刑人。最近前獄友刑期剛滿，床位尚且無人替補，所以過去二天他都獨自一人。長期低落的情緒缺乏出口，而他基於良好表現所獲得的特別待遇，也不過就是打掃飯廳的機會。^[1]

他勢必得用萬無一失的方法，脫離困境：用完餐後，穿著囚衣的他靜靜地躺下。當獄方打開房門，眼前竟是一具屍體。三天後，鑑識團隊奉命驗屍。^[1]

死者身上無明顯外傷，呼吸道也沒有阻塞。口腔與唇黏膜輕微充血（hyperaemia）；肺、肝以及腎臟鬱血（congestion）；^[註]而氣管與支氣管流著泛紅的黏液和血液。150 毫升的胃部內容物中，包含部份消化的帶皮植物性殘渣。此外，根據醫療紀錄，他生前患有氣喘，對花粉過敏，但平時沒有服用任何藥物。以上線索都不足以用來推論確切的死因。^[1]

該名阿爾巴尼亞受刑人的口袋裡，有一張手寫的字條提到「我受夠了」、「我過敏」，還有最重要的「我吃了已知能自殺的東西」。在與獄方既有的文件比對後，確認二者筆跡相符，確實為他親筆所寫。鑑識團隊做的血清分析，也證實他的 IgE 抗體濃度偏高。這就耐人尋味了：IgE 抗體是診斷過敏反應的指標。^[1]既然監獄中理論上沒有花粉，除非有人偷渡進來，不然就是死者還有不為人知的過敏原？

他生前最後一餐吃剩的桃子，擺在身旁。這一點和花粉過敏的病歷，給了鑑識團隊一個靈感，並決定朝此方向，縮小調查範圍：檢驗與桃子以及樺樹有關的特定 IgE 抗體。^[1]

花粉食物過敏症候群（pollen food allergy syndrome）是一種同時對特定花粉和食物過敏的毛病。^[2]其中樺樹果實症候群（birch-fruit syndrome）的意思，不是說吃了樺樹的翅果會出事，而是對樺樹花粉以及桃子、梨子、李子、蘋果、草莓、櫻桃、杏桃和杏仁等薔薇科（Rosaceae）的果實過敏。^[2-4]此症患者多半會在食用上述果實後的 5 至 15 分鐘內，出現發炎反應。^[3]不過，也不是每個對樺樹花粉過敏的人，都不能碰此類果實。樺樹果實症候群的盛行率，還有這兩種過敏原之間的關係，在各地差距甚大。比方說，美國有 75.9% 的樺樹花粉過敏者，吃蘋果也會產生症狀；丹麥 34%；而義大利只有 9%。^[4]為了預防發作，盡量避開這些果實是最簡單的作法。但有趣的是，其實果實只要被煮過了，例如：製成果醬，患者通常便可盡情享用，不會有事。^{[2, 3]}

話說回來，如果食用者是刻意藉此自殺，那存活率就看個人造化了。花粉食物過敏症候群所造成的症狀，一般侷限在食物觸碰到的範圍，例如：嘴巴、嘴唇、舌頭和喉嚨等部位，會腫脹或搔癢。^{[2, 5]}這些症狀大多不會維持太久，因此無需用藥治療。^[2]偏偏就有那麼倒楣的少數人，光是吃顆桃子，便會腹痛、腹瀉、嘔吐、氣喘、咳嗽，還有皮膚紅疹和眼皮浮腫；更誇張的話，甚至會血壓下降，並產生致命的休克現象。^[3]

最後，鑑識團隊從桃子和樺樹特定的 IgE 抗體濃度，確定這名阿爾巴尼亞囚犯應該是嚴重過敏患者。^[1]他在不會被及時搶救的狀況下，成功地吞桃自盡。

延伸閱讀

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備註

充血（hyperaemia）是發炎反應中，主動增加輸入的血液所致；而鬱血（congestion，又譯「被動充血」）則是減緩的回流，造成血液被動聚積。^[6]

參考資料

1. Tambuzzi S, Gentile G, Boracchi M, et al. (2021) ‘Postmortem diagnostics of assumed suicidal food anaphylaxis in prison: a unique case of anaphylactic death due to peach ingestion’. Forensic Science, Medicine, and Pathology, 17, pp. 449–455.
2. ‘Pollen Food Allergy Syndrome’. (21 MAR 2019) American College of Allergy, Asthma & Immunology.
3. Manchester Academic Health Science Centre. (18 OCT 2006) ‘Allergy information for: Peach (Prunus persica)’. The University of Manchester.
4. Wang J. (2013) ‘Chapter 12 Oral Allergy Syndrome’. In Metcalfe DD, Sampson HA, Simon RA, Lack G (Eds.), Food Allergy: Adverse Reactions to Foods and Food Additives. John Wiley & Sons.
5. Kim JH, Kim SH, Park HW, et al. (2018) ‘Oral Allergy Syndrome in Birch Pollen-Sensitized Patients from a Korean University Hospital’. Journal of Korean Medical Science, 33 (33): e218.
6. López A, Martinson SA. (2017) ‘Chapter 9 – Respiratory System, Mediastinum, and Pleurae’. Pathologic Basis of Veterinary Disease (Sixth Edition), pp. 471-560.e1.

泰國衛生部長 Anutin Charnvirakul 最近為了響應即將在六月上路的新法－－家戶種植大麻合法化－－並加速大麻轉型為該國的經濟作物，在今年五月八號時宣佈政府即將在下個月發放百萬棵大麻植株，以鼓勵民眾種植^[3]。這些大麻為醫藥用大麻，但若要轉為商用大麻，只要向地方政府申請即可。雖然聽起來可能讓很多人躍躍欲試，但是目前在泰國娛樂性使用大麻，仍然會面臨牢獄之災。

泰國新法上路，那台灣呢？

至於台灣，雖然大麻仍然被列為二級毒品，近年來台灣也逐漸有大麻合法化、放寬大麻管制等等的聲音。綠色浪潮是台灣民間推動大麻合法化的主要團體之一，在今年四月更舉行了第一屆的「大麻祭」。近期積極推動的連署主要訴求有三：上修四氫大麻酚（THC）容許值，與美國同步（美國規定 0.3%，原因是有證據支持 0.3% 以下不會有成癮性，台灣目前容許 0.001%）；比照聯合國最新版本的《麻醉品單一公約》來修法來管制大麻；以及將大麻從反毒宣導中移除^[6]。而在政府層級，大法官於 2020 年於釋字第 790 號中，宣布毒品管制條例中的「意圖供製造毒品之用，而栽種大麻者，處 5 年以上有期徒刑，得併科新臺幣 500 萬元以下罰金。」違憲。因為其不論情節輕重，都處以五年以上的有期徒刑，違反比例原則^[9]。

從醫學角度看大麻

大麻是什麼，每個人腦袋裡大概都會有些既定印象，就讓我們以醫學的角度來看看大麻。大麻為一種草本植物，而既然是自然界的生物，組成成分想當然耳非常複雜。但是引發最多討論的是對人類中樞神經有作用的化學成分四氫大麻酚（tetrahydrocannabinol, THC），以及有藥用潛能但不影響精神狀態的大麻二酚（cannabidiol , CBD）。進入生物體內後，四氫大麻酚會由體內細胞上的 CB1 受器（cannabinoid receptor 1）以及 CB2 受器（cannabinoid receptor 2）接收，引發細胞下游反應。四氫大麻酚接上大腦的 CB1 受器後，就可以產生欣快感。大麻二酚反而不太愛接上 CB1 受器，甚至有時候會在旁邊干擾四氫大麻酚與 CB1 受器的接合。大麻二酚主要接到 CB2 受器，非但沒有讓人「變嗨」的作用，研究還指出醫用大麻二酚會降低焦慮症的症狀，有止痛功效，也運用在一些運動神經疾病^[7]。

當攝取方式為「抽」大麻時，由肺臟吸收大約 50%，當以食品方式「吃」的話，大約 10% 會被吸收。吸食未經萃取大麻相關的副作用包括：認知功能改變、慢性支氣管炎、及肺癌、生育力下降、精子動力降低、睪固酮濃度降低等等^[5]。胎兒在子宮中暴露到大麻，會增加低體重嬰兒以及早產的可能性、也會增加新生兒加護病房住院率^[1]。成癮性的大麻使用者腦部的獎賞迴路會被大麻所改變，而無法控制對於大麻的依賴程度。而在驟然停止使用大麻時，成癮性的大麻使用者也會出現戒斷症狀，包括焦躁易怒、睡眠障礙、食慾下降、體重減輕、憂鬱等等。

大麻與心臟疾病

一般人聽到「心臟病」、「心肌梗塞」應該會聯想到比較有年紀的病人。但在一篇研究中指出，古柯鹼以及大麻的使用在「年輕」的病人（總共收案 2,097 位 50 歲以下心肌梗塞病人）中，會增加心肌梗塞後的心因性死亡率以及總死亡率^[4]。原因之一是四氫大麻酚會造成血管內皮細胞的發炎，進而造成血管粥狀硬化。同樣的血管變化也會發生在腦部，如果血管斑塊破裂，就有可能造成阻塞性中風。而這些過程都跟前面提到的 CB1 受器有關。CB1 受器除了存在於腦部，引發止痛鎮靜甚至欣快的效果，也存在於血管內皮細胞上。當四氫大麻酚接上這個受器之後，會引發細胞內一連串的生物化學作用，增加氧化壓力，進而引發發炎，以及血管粥狀硬化^[2]。

吸食大麻引起的心血管疾病有解嗎？

於是由目前任教於台大藥理所的魏子堂副教授，領導史丹佛團隊，發起了尋找 CB1 拮抗劑之旅，結果發現在大豆內的 Genistein 是天然的 CB1 拮抗劑^[8]。所謂的拮抗劑就是會在結合受器後，不引起下游的反應，如此一來，同樣在尋找同樣受器的不同受質，就無法結合到該受器，而引起下游反應。

在老鼠的模型中發現同時給予 Genistein 以及四氫大麻酚的老鼠，比起單獨使用四氫大麻酚的老鼠有表現較低的發炎物質。而且在犧牲老鼠後得到的病理切片也有同樣的結論。在另一組實驗中，本來被為了高脂餐的「胖胖鼠」，在經過單獨給予四氫大麻酚之後，血管斑塊增大的幅度，也比同時給予 Genistein 的胖胖鼠還要更多。

與此同時，可能有些醫用大麻擁護者會擔心，那我們想要從醫用大麻得到的中樞神經系統止痛與鎮靜效果呢？在這個實驗裡發現 Genistein 並不會擾這方面的效果。

不過目前在 Cell 發表的這篇實驗仍在動物模型階段，如果要進一步在臨床醫學上使用，還是需要長期的臨床試驗觀察。Genistein 已經可以在一些補品或是健康食品中看到，所以安全性應該是無虞，但是若要證明它能讓吸食大麻的「人」避免掉心血管副作用，還是要經過二期、三期、四期臨床試驗。何況通常心血管疾病的病程需要數年，甚至數十年的時間才能看到變化。最有名的心血管研究是在二十世紀中期的佛萊明漢研究（Framingham study），一開始的設計為一個長達 20 年計畫，而也是因為這個重要的研究，得以奠基當代心臟科學的基礎。

結語

大麻除罪化、合法化、醫療化等議題，在大部份台灣人腦海裡可能還有毒品管制條例中深植的「二級毒品」形象。這不僅僅是科學證據上的辯論，更有著歷史文化、社會觀感的拉扯。但隨著越來越多國家對大麻管制鬆綁、醫用大麻的出現、甚至泰國鼓勵轉植大麻當經濟作物的風氣開始興盛，以及台灣民間團體的推動，公民討論勢必會越來越多。新研究的出現－－譬如本文中 Genistein 在未來臨床試驗後，可能可以保護大麻使用者，免於心血管副作用－－可以豐富公民討論的內容。如何創造社會對於大麻議題，一個理性討論的空間，值得大家一起關注。

參考資料

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4. DeFilippis, E.M., Singh, A., Divakaran, S., Gupta, A., Collins, B.L., Biery, D., Qamar, A., Fatima, A., Ramsis, M., Pipilas, D., Rajabi, R., Eng, M., Hainer, J., Klein, J., Januzzi, J.L., Nasir, K., Di Carli, M.F., Bhatt, D.L., Blankstein, R., 2018. Cocaine and Marijuana Use Among Young Adults With Myocardial Infarction. J. Am. Coll. Cardiol., SPECIAL FOCUS ISSUE: CARDIOVASCULAR HEALTH PROMOTION 71, 2540–2551. https://doi.org/10.1016/j.jacc.2018.02.047
5. Pathophysiology – Elsevier eBook on VitalSource, 7th Edition – 9780323169448 [WWW Document], n.d. URL https://evolve.elsevier.com/cs/product/9780323169448?role=student (accessed 5.13.22).
6. petition – 綠色浪潮 GreenWave, 2021. URL https://greenwavetw.com/ (accessed 5.13.22).
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8. Wei, T.-T., Chandy, M., Nishiga, M., Zhang, A., Kumar, K.K., Thomas, D., Manhas, A., Rhee, S., Justesen, J.M., Chen, I.Y., Wo, H.-T., Khanamiri, S., Yang, J.Y., Seidl, F.J., Burns, N.Z., Liu, C., Sayed, N., Shie, J.-J., Yeh, C.-F., Yang, K.-C., Lau, E., Lynch, K.L., Rivas, M., Kobilka, B.K., Wu, J.C., 2022. Cannabinoid receptor 1 antagonist genistein attenuates marijuana-induced vascular inflammation. Cell 185, 1676-1693.e23. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.04.005
9. 釋字第 790 號-全國法規資料庫 [WWW Document], n.d. URL https://law.moj.gov.tw/LawClass/ExContent.aspx?ty=C&CC=D&CNO=790 (accessed 5.13.22).
10. 大麻究竟有多可怕？ – PanSci 泛科學