如何預測來年楓糖漿的產量？

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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？

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，同時產生抗發炎與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。

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。

• 文／Carol Hsu｜生科系畢業，目前工作與臨床試驗相關。喜歡植物，想要小丑魚。

今早，我想來點麥當勞的美式煎餅配咖啡?

等等，你是不是忘記給我楓糖漿。

其實，楓糖漿( Maple Syrup )可不只是搭配美式煎餅的小角色。在加拿大，人們更加楓糖漿視為國寶，楓糖漿更有著「液體黃金」的響亮稱號。

楓糖漿不只擁有甜而不膩的好滋味，更是富含維生素以及胺基酸等養分，且具有高營養價值，有益於身體健康；此外，相較於其他糖類，楓糖漿的熱量也較低，因此食用時較不會為身體帶來過多的負擔。

那麼，楓糖漿究竟是如何製成的？又是從何而來的呢？

鑿開楓糖樹幹收集汁液，甜滋滋糖水就此攻佔餐桌

早在 17 世紀時，居住在北美大陸的印地安人，就已經開始食用楓糖漿。

在印第安語中，楓糖叫做「Sinzibuckwud」，意思是「汲取自樹木」 （Drawn from the wood )。在春天來臨時，他們會將糖楓樹（sugar maple）剖開或是鑿洞，藉此收集樹幹的汁液，並且將其加熱蒸煮，蒸發掉多餘的水分，熬製成我們所熟知的楓糖漿。

楓糖漿主要成分是蔗糖（sucrose），但是楓樹的汁液，是含有葡萄糖、有機鹽類、胺基酸、酵素等有機物質。楓糖漿嘗起來有著不同風味，除了因為來自不同樹種、地區之外，還有在於這些成分比例上的不同。

那麼，這甜甜的楓樹汁液又是如何形成的呢?

夜晚結凍、白天融化，溫差大讓楓樹汁液被擠出

有別於普遍認知中，植物輸導組織中的木質部（xylem）是負責運輸水分及礦物質，韌皮部（phloem）負責運送養分。這含有蔗糖的楓樹汁液，是源自於楓樹木質部的汁液（sap）。

在北美大陸，冬季與春季的交替之時早晚溫差很大，溫暖的白天與凍結的夜晚週期地更替，此時，楓樹中的水分正處於凍融循環之中，不斷地結冰、融化，然後再結冰。

當午夜來臨，環境溫度降低，此時楓樹中木質部的水氣遇冷結凍成冰；到了白天，溫度漸漸升高，夜晚形成的冰融化，進而導致樹幹中的氣體膨脹，對於外壁產生壓力，這壓力會將楓樹汁液從根部推向莖頂，然後從最近的出口離開樹幹。因此，在收集糖楓樹汁液時，若是對糖楓樹施加壓力，可是能獲得正常產量的三倍以上的楓樹汁液呢！

可不是所有的楓樹都能用來製作糖漿。在眾多種類的楓樹種中，糖楓、紅楓以及黑楓最常被拿來製作楓糖漿，其樹幹枝葉的含糖量平均有 2~3%；以糖楓樹為例，其汁液的含糖量大多落在 2 至 3 %，含糖量較高的樹汁液還可以達到 5 至 6%甚至 10%。

那影響楓糖漿的產量及甜度的因素是什麼呢？

天氣因素、種子產量，都會影響楓糖甜度與產量

影響楓糖汁液含糖量的因素，除了樹種間的差異，另一因素則是取決於楓樹冬季時儲存多少的糖。楓樹枝液的糖分，主要是來自於秋冬時儲存於根部的養分，楓樹在秋季時落葉及儲備養分，待春季時，再將養份分解，提供給初生的新芽。

像楓樹這種耐蔭樹種，會傾向在冬季貯藏較多的糖。只要照射到足夠的陽光及擁有充足的水分和養分，楓樹就可不斷地行光合作用，製造出更多的糖。這糖份的產量，是遠比自身生長所需的量來的更多，因此才能在樹蔭遮蔽的貧瘠時提，維持基本生命所需。

此外，楓樹汁液在樹幹中的流動也會受到夜晚結凍與白天溶融的溫度差所影響，對於楓糖漿生產者而言，出太陽的時候，是收集楓糖汁液的好日子，因此，3、4月時的最高溫與最低溫溫差，會影響楓樹汁液的產量。

不只有天氣因素會影響楓糖產量，近期研究指出，楓樹種子的散播量，在楓糖漿產量預測上扮演著重要的角色。

研究團隊收集了過去 17 年來佛蒙特州 28 個站點，楓糖漿的產量以及糖楓樹總種子含量，結果發現，當楓樹的種子產量爆發時，隔年的楓糖漿的產量都會下降，因此可知，楓糖漿的產量會隨著糖楓樹種子的產量增加而降低。

楓樹汁液所含的糖以及種子需要的養分，都是由楓樹中的碳水化合物合成，因此樹木生產大量種子的時候，其所能生產的楓糖的量就大幅降低。

雖然楓樹種子產量明顯影響楓糖漿的產量，天氣對於楓樹汁液的影響仍是不容小覷的。因此，如果把種子的產量、天氣以及溫度都一起列入考慮的話，或許就能更準確預測明年楓糖漿的產量囉！

對了，楓樹喜歡寒冷的環境，太過炙熱的環境，對於楓樹的生長以楓糖漿的產量都會造成衝擊。在享用楓糖漿帶來的美味同時，也別忘了好好愛護地球，一起減緩全球暖化的速度。

參考資料

1. Rapp, J. M., & Crone, E. E. (2015). Maple syrup production declines following masting. Forest Ecology and Management, 335, 249-254.
2. Duchesne, L., Houle, D., Côté, M. A., & Logan, T. (2009). Modelling the effect of climate on maple syrup production in Québec, Canada. Forest ecology and management, 258(12), 2683-2689.
3. Pallardy, S. (2008). Physiology of woody plants Third edition.
4. http://susan-plant-kingdom.blogspot.com/2014/11/maple-syrup.html
5. https://www.sciencedaily.com/releases/2014/11/141103102440.htm
6. https://botanistinthekitchen.blog/2013/03/18/maple-syrup-mechanics/