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腸道菌群可能影響雄性生殖功能的健全

營養共筆
・2014/11/25 ・1093字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 577 ・九年級

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大腸桿菌,10000倍放大 來源:wiki

不管是哪種生物,一般都會跟許許多多的微生物一起生存著,這些微生物可能住在體表,也可能住在腸子裡面。現在已經又越來越多的研究發現這些微生物對宿主的生理功能佔有相當的影響力,像是腸道菌群,目前的研究已經知道它們對腸道功能、體重、免疫或是情緒…等有所關連,而新的研究則顯示它們可能還影響了雄性生殖功能的健全與否。

腸道菌群泛指腸道中的微生物與其代謝產物的生態環境。

2014 年 8 月,在 《Plos One》上有篇研究,該研究想要看的是腸道菌群對雄性生殖功能的影響為何。

營養狀況不佳、環境化學物質以及內分泌失調等因素或許與日趨增加的男性不孕有所關連,儘管現在沒有很確切的答案告訴我們原因是什麼,但這個動物試驗或許提供了一個新線索。

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研究的出發點是腸道有著相當廣大的面積與外在環境接觸,而這也是內部器官能被外界環境影響的主要區域。 說到雄性的生殖功能,最重要的就是睪丸要長得好,並且有功能完整的血睾屏障(blood-testis barrier, BTB)。BTB 是動物睪丸裡血管與曲細經管之間的物理障壁,包覆並保護生殖細胞不受外來的病原菌或是化學物質的攻擊。

研究者將剛出生的老鼠分成三群,一群養在無菌的環境(germ-free, GF);第二群養在一般但無特定病原的環境(specific pathgen free, SPG);最後一群養在是無菌環境,但讓老鼠與酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum, CBUT)接觸。

酪丁酸梭菌(Clostridium tyrobutyricum

革蘭氏陽性菌,厭氧細菌,會產生丁酸(butyric acid)、乙酸(acetic acid)還有氫氣,主要用來發酵的原料是葡萄糖與木糖(Xylose,來自植物,一般拿當代糖用)。

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在老鼠出生 16 天後採樣分析。在無菌環境生長的老鼠有了以下結果:

  • 曲細精管的發育遲緩:曲細精管能製造與輸送精子
  • BTB 的滲透度增加:這意味著 BTB 的屏障能力下降
  • 與細胞連結相關蛋白質的基因表現變少:細胞與細胞間的連結力變弱,導致 BTB 的保護能力下降
  • 睪丸內的睪固酮濃度較另外兩組低;血中的濾泡促進激素(FSH)黃體生成激素(LH)濃度較另兩組低,影響精子的生成。

當中值得我們關注的是 接觸細菌的 GF 老鼠,BTB 完整性比 GF 老鼠好,且連結蛋白質的表現正常 。研究的結果顯示腸道菌群能夠調節 BTB 的滲透度,並且可能在調控睪丸的內分泌功能上扮演重要角色。

 

文獻來源:“PLOS ONE: The Gut Microbiota and Developmental Programming of the Testis in Mice” 15 Aug. 2014

本文轉載自營養共筆

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營養共筆
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應該是有幾個營養師一起寫的共筆,內容與健康議題有關。可能是新知分享、經驗分享或是有的沒的同學們~如果對寫這個共筆有興趣的話,歡迎一起豐富它的內容喔。

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從奈米微塵到化學氣體, HEPA 與活性碳如何聯手打造純淨空氣?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/17 ・4433字 ・閱讀時間約 9 分鐘

本文由 Amway 委託,泛科學企劃執行。

很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網
在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢 / 圖片來源:envato

到底怎樣才算是「乾淨」?這不是什麼靈魂拷問,而是一個價值上億的商業命題。

在半導體產業的無塵室中,「乾淨」的定義極其殘酷:一粒肉眼看不見的灰塵,就足以讓造價數百萬美元的晶圓直接報廢。空氣品質的好壞,甚至能成為台積電(TSMC)決定是否在當地設廠的關鍵性指標。回到你的家中,雖然不需要生產精密晶片,但我們呼吸系統中的肺泡同樣精密,卻長期暴露在充滿 PM2.5、病毒以及各種揮發性氣體的環境中。為了守護健康,你可能還要付費購買「乾淨的空氣」來用。

因此,空氣議題早已超越單純的環保範疇,成為同時影響國家經濟與個人健康的重要問題。

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很多人可能沒想到,無論是家用的空氣清淨機,還是造價動輒百億的頂尖晶圓廠,它們對抗污染的核心武器並非什麼複雜的雷射防護罩,而是同一件看起來平凡無奇的東西:一片外觀像紙一樣的 HEPA 濾網。但你真的相信,就憑這層厚度不到幾公分的板子,能擋住那些足以毀滅精密晶片、滲透人體細胞的「奈米級刺客」嗎?

這片大家都聽過的 HEPA 濾網,裡面到底是什麼?

首先,我們必須打破一個直覺上的誤解:HEPA 濾網(High Efficiency Particulate Air filter)在本質上其實並不是一張「網」。

細懸浮微粒 PM2.5,是指粒徑在 2.5 微米以下的污染物,它們能穿過呼吸道直達肺泡,並穿過血管引發全身性發炎。但這只是基本,在工廠與汽車尾氣中,還存在粒徑僅有 1 微米的 PM1,甚至是小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」(UFP,即 PM0.1)。 UFP 不僅能輕易進入血液,甚至能繞過血腦屏障(BBB),進入大腦與胎盤,其破壞力十分可怕。

如果 HEPA 濾網像水槽濾網或麵粉篩一樣,單靠孔目大小來「過濾」粒子,那麼為了攔截奈米微粒,濾網的孔目只能無限縮小到幾乎不透氣的程度。更別說在台積電或 Intel 的製程工程師眼裡,一般人認為的「乾淨」,在工程師眼裡簡直像沙塵暴一樣。對於線寬僅有 2 奈米3 奈米(相當於頭髮直徑萬分之一)的晶片而言,空氣中一顆微小的塵埃,就是一顆足以毀滅世界的隕石。

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因此,傳統的過濾思維並非治本之道,我們需要的是原理截然不同的過濾方案。這套技術的雛形,最早可追溯至二戰時期的「曼哈頓計畫」。

HEPA 的前身,誕生於曼哈頓計畫!

1940 年代,製造濃縮鈾是發展原子彈的關鍵。然而,若將排氣直接排向大氣,會導致致命的放射性微粒擴散。負責解決這問題的是 1932 年諾貝爾化學獎得主歐文·朗繆爾(Irving Langmuir),他是薄膜和表面吸附現象的專家。他開發了「絕對過濾器」(Absolute Filter),其內部並非有孔的篩網,而是石綿纖維。

有趣的來了,如果把過濾器放到顯微鏡下,你會發現纖維之間的空隙,其實比某些被攔截的粒子還要大。那為什麼粒子穿不過去呢?這是因為在奈米尺度下,物理規則與宏觀世界完全不同。極微小的粒子在空氣中飛行時,並非走直線,而是會受到空氣分子撞擊,而產生「布朗運動」(Brownian Motion),像個醉漢一樣東倒西歪。

當粒子通過由緻密纖維構成的混亂迷宮時,布朗運動會迫使它們不斷轉彎、移動,最終撞擊到帶有靜電的纖維上。這時,靜電的吸附力會讓纖維就像蜘蛛網般死死黏住微粒。那些狂亂移動的奈米刺客,就這樣被永久禁錮迷宮中。

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現在最常見的 HEPA 材料,是硼矽酸鹽玻璃纖維。

現代 HEPA 濾網最常見的核心材料為硼矽酸鹽玻璃纖維。這些玻璃纖維的直徑通常介於 0.5 至 2 微米之間,它們在濾網內隨機交織,像是一座茂密「黑森林」。微粒進入這片森林後,並非僅僅面對一層薄紙,而是得穿越一個具有厚度且排列混亂的纖維層,微粒極有可能在布朗運動的影響下撞擊並黏附在某根玻璃絲上。

除此之外,HEPA 濾網在外觀上還有一個極具辨識度的特徵,那就是像手風琴般的摺紙結構。濾材會被反覆摺疊、摺成手風琴的形狀,中間則用鋁箔或特殊的防潮紙進行結構支撐,目的是增加表面積。這不僅為了捕獲更多微粒,而是要「降低過濾風速」。這聽起來可能有點反直覺:過濾不是越快越好嗎?

其實,這與物理學中的流速控制有關。想像一條水管,如果你捏住出口,水流會變得湍急;若將出口放開並擴大,雖然總出水量不變,但出水處的流速會變得緩慢。對於 HEPA 濾網而言,當表面積越大,單位面積所需承載的空氣量就越少,空氣穿透濾網的速度也就越低。

低流速代表微粒停留在濾網內的時間也更久,增加被捕捉的機會。此外,越大的表面積也為 HEPA 濾網帶來了高「容塵量」,延長了使用壽命,這正是它能夠稱霸空氣清淨領域多年的主因。

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然而,即便都叫做 HEPA 高效率空氣微粒子過濾網 (High Efficiency Particulate Air filter),但每個 HEPA 的成分與結構還是會不一樣。例如 安麗逸新空氣清淨機 SKY ,其標榜「可過濾粒徑最小至 0.0024 微米」的污染物,去除率高達 99.99%。

0.0024 微米是什麼概念?塵蟎、花粉、皮屑或黴菌孢子,大小約在 2 至 200 微米;細懸浮微粒  PM2.5 大小約 2.5 微米,細菌也大概這麼大。最小的其實是粒徑小於 0.1 微米的「超細懸浮微粒」,大多數的病毒(如流感、新冠病毒)都落在此區間。對安麗逸新 的HEPA濾網來說,基本上通通都是可被攔截的榜上名單。

在過敏防護上,它更獲得英國過敏協會(Allergy UK)認證,能有效處理 19 大類、102 種過敏原,濾除空氣中超過 300 種氣態與固態污染物。

同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」 / 圖片授權:Shutterstock

然而,同樣的過濾邏輯一旦進入半導體無塵室,就必須換一條更為嚴苛的技術路線。因為硼矽酸鹽玻璃纖維對晶圓來說有個致命傷,就是「硼 (Boron)」。

在半導體製程中,硼是常見的 P 型摻雜物,用來精準改變矽晶圓的電性。如果濾網有任何微小的破損、老化或化學侵蝕,進而釋放出極微量的硼離子,就可能直接污染晶圓,改變其導電特性,導致晶片報廢。

此外,無塵室要求的是比 HEPA 更極致的 ULPA(超低穿透率空氣濾網) 等級的潔淨度。ULPA 的標準通常要求對 0.12 微米 的粒子達到 99.999% 甚至 99.9999% 的超高攔截率。在奈米級的競爭中,任何多穿透的一顆微塵,都代表著一筆不小的經濟損失。

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為了解決「硼」的問題並追求極限的過濾效率,材料學家搬出了塑膠界的王者,PTFE 也鐵氟龍。鐵氟龍不僅耐酸鹼、耐腐蝕,還能透過拉伸製成直徑僅 0.05 至 0.1 微米 的極細纖維,其細度遠勝玻璃纖維。雖然 PTFE 耐化學腐蝕,但它既昂貴且物理上也很脆弱,安裝時若不小心稍微觸碰,數萬元的濾網就可能報銷。因此,你只會在晶圓廠而非一般家庭環境看到它。

即便如此,在空氣濾淨系統中,還有一樣是無塵室和你家空氣清淨器上面都有的另一張濾網,就是活性碳濾網。

活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附?

好不容易將微塵擋在門外時,危機卻還沒有解除。因為空氣中還隱藏著另一類更難纏的大魔王:AMC(氣態分子污染物)

HEPA 或 ULPA 這類物理濾網雖然能攔截固體微粒,但面對氣態分子時,就像是用網球拍想撈起水一樣徒勞。這些氣態分子如同「幽靈」一般,能輕易穿過物理濾網的縫隙,其中包括氮氧化物、二氧化硫,以及來自人體的氨氣與各種揮發性有機物(VOCs)。

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為了對付這些幽靈,我們必須在物理防線之外,加裝一道「化學濾網」。

這道防線的核心就是我們熟知的活性碳。但這與烤肉用的木炭不同,這裡使用的是經過特殊改造的「浸漬處理(Impregnation)」活性碳。材料科學家會根據敵人的不同性質,在活性碳上添加不同的化學藥劑:

  • 酸鹼中和:對付氮氧化物、二氧化硫等酸性氣體,會在活性碳上添加碳酸鉀、氫氧化鉀等鹼性藥劑,透過酸鹼中和反應將有害氣體轉化為固體鹽類。反之,如果添加了磷酸、檸檬酸等酸性藥劑,就能中和空氣中的氨氣等鹼類。
  • 物理吸附與凡德瓦力:對於最麻煩的有機揮發物(VOCs,如甲醛、甲苯),因為它們不具酸鹼性,科學家會精密調控活性碳的孔徑大小,利用龐大的「比表面積」與分子間的吸引力(凡德瓦力),像海綿吸水般將特定的有機分子牢牢鎖在孔隙中。
活性碳如何從物理攔截跨越到分子吸附? / 圖片來源:Amway

空氣濾淨的終極邏輯:物理與化學防線的雙重合圍

在晶圓廠這種對空氣品質斤斤計較的極端環境,活性碳的運用並非「亂槍打鳥」,而是一場極其精密的對戰策略。

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工程師會根據不同製程區域的空氣分析報告,像玩 RPG 遊戲時根據怪物屬性更換裝備一樣——「打火屬性怪要穿防火裝,打冰屬性則換上防寒裝」。在最關鍵的黃光微影區(Photolithography),晶圓最怕的是人體呼出的氨氣,此時便會配置經過酸性藥劑處理的活性碳進行精準中和;而在蝕刻區(Etching),若偵測到酸性廢氣,則會改用鹼性配方的濾網。這種「對症下藥」的客製化邏輯,是確保晶片良率的唯一準則。

而在你的家中,雖然我們無法像晶圓廠那樣天天進行空氣成分分析,但你的肺部同樣需要這種等級的保護。安麗逸新空氣清淨機 SKY 的設計邏輯,正是將這種工業級的精密防護帶入家庭。它不僅擁有前述的高規 HEPA 濾網,更搭載了獲得美國專利的活性碳氣味濾網。

關於活性碳,科學界有個關鍵指標:「比表面積(Specific Surface Area)」。活性碳的孔隙越多、表面積越大,其吸附能力就越強。逸新氣味濾網選用高品質椰殼製成的活性碳,並經過高溫與蒸氣的特殊活化處理,打造出多孔且極致高密度的結構。

這片濾網內的活性碳配重達 1,020 克,但其展開後的總吸附表面積竟然高達 1,260,000 平方公尺——這是一個令人難以想像的數字,相當於 10.5 個台北大巨蛋 的面積。這種超高的比表面積,是市面上常見濾網的百倍之多。更重要的是,它還添加了雙重觸媒技術,能特別針對甲醛、戴奧辛、臭氧以及各種細微的異味分子進行捕捉。這道專利塗層防線,能將你從裝潢家具散發的有機揮發氣體,或是路邊繁忙車流的廢氣中拯救出來,成為全家人的專屬空氣守護者。

總結來說,無論是造價百億的半導體無塵室,還是守護家人的空氣清淨機,其背後的科學邏輯如出一轍:「物理濾網攔截微粒,化學濾網捕捉氣體」。只有當這兩道防線同時運作,空氣才稱得上是真正的「乾淨」。

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益生菌不只顧腸道還可抗 PM2.5?益生菌功效怎麼吃?
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/03/19 ・2488字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 江欣樺營養師 委託,泛科學企劃執行。

健康是無價之寶,想要有好的健康,有很多種方法,像是規律作息、持續運動或是飲食管控,但在忙碌的生活之中,要做到以上這些,並不容易。益生菌或許是另一個解方,輕巧的小包裝,便於攜帶,沒有重量,沒有負擔。別小看這些益生菌,雖然外表不起眼,卻暗藏許多健康密碼。

2012 年,國衛院實驗團隊發現腸道菌和大腦發炎、神經退化、 阿茲海默症有關,腸道菌的健康可能影響大腦和各器官健康狀況,經更多實驗後,發現腸道菌健康與益生菌的使用,跟身體器官的運作有密切關聯。

益生菌、腸道健康與身體健康的關聯性

腸道是人體最大的免疫器官,存在許多共生細菌,以及僅次於大腦的神經細胞數量,全身近一半的淋巴球也分佈在此。

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淋巴球和神經元又與各器官產生相關的免疫及神經反應,像是常聽到腦-腸軸線、肺-腸軸線,都是指腸道與其他器官的連結。換句話說,腸道內的菌相,牽動的不只有腸道系統,而會透過腸道上的免疫及神經反應去影響其他器官。

腸道菌受飲食左右,像是亞洲人偏好澱粉,腸道用來分解醣類的普氏菌也較多;西方人喜好油炸物,腸道幫忙分解油脂的擬桿菌也較多。同理,補充益生菌也能改善菌相,進而影響身體健康。

腸道菌相與飲食習慣息息相關。 圖/Envato

益生菌?益生元?哪裡不一樣

益生菌可分為兩種:活菌、死菌,活菌能定殖在腸道,並不斷產生短鏈脂肪酸(如:乳酸、醋酸、丙酸、酪酸),能使腸道偏酸性,讓壞菌不易生存,有助於腸胃蠕動,降低腸道毒素。

死菌雖然不能像活菌一樣定殖在腸道,但有部分益生菌死掉之後所產生的代謝物,被研究證實是有幫助的,那麼這類型的死菌也可以被稱為後生元。
。腸道內存有好壞菌及伺機菌,益生菌的工作在於製造好菌、帶領伺機菌和抗衡壞菌,事實上益生菌並不會完全消滅壞菌,而是平衡好壞菌,讓菌相穩定,且適當的壞菌也有助於腸道健康。

在選購益生菌時,會發現市面上流通著許多種類,像是常見的 A 菌(嗜酸乳酸桿菌)、B 菌(比菲德氏菌)等,益生菌是以不同菌屬的開頭字母命名,不同的益生菌,就有不同的後生元,保健效果也不同。但這些菌都是指菌種,而菌種會因各廠商培育出的菌株產生差異,通常會以不同的專利名字區分(例如:TW01),效果當然也有差別。

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另外還會注意到,有些產品標示「益生質/益生元」,指的是益生菌的食物,益生元常見的成分為果寡醣、半乳寡醣等,由 2~10 個單醣所構成,不易被人體分解,能提供碳源成為益生菌的養分。益生菌與益生元結合的產品稱為合生素,兩者等同於補好菌加上養好菌,可大大提升保健效果。

益生菌怎麼吃

補充益生菌能夠維持腸胃道健康、幫助排便和調節過敏體質,但也須注意食用方法,否則就功虧一簣。為了確保益生菌能發揮作用,食用時不可搭配過熱的開水,避免失去效用。

吃益生菌時,一定要配冷開水。 圖/Envato

在選購益生菌時要注意!市面上常能看到各種口味的益生菌,希望透過豐富口味變化與繽紛的色彩來吸引消費者購買,但這類型的商品往往會添加大量的香料、甜味劑或者是果汁粉,但每條益生菌僅有兩公克的空間,你想吃的,是廉價添加物還是真正有幫助的好菌呢?

這類型的產品除了添加物的問題,還會養成小朋友嗜糖的習慣,糖類更是過敏的元凶之一,因此建議可以選擇有 100% 無添加認證的益生菌,來避免攝取不必要的人工添加物。基於健康考量,民眾可考慮選購含有益生元的產品。若是有服用抗生素的人,記得一定要使用益生菌恢復腸道菌相,但須與抗生素間隔 1-2 小時。

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益生菌功效有哪些

常見的益生菌功效為保持腸道健康、調整過敏體質,但益生菌功效遠不僅如此。目前台灣有一株三效合一益生菌 Lactobacillus acidophilus TW01 證實可降低大腸癌風險、抗 PM2.5、活化免疫平衡。

圖/江欣樺營養師提供

TW01 是由創辦人——江欣樺營養師領軍耗時三年開發,研發經費高達已高達 2 千萬台幣。於 2023 年獲得國家新創獎,獲得國家肯定,也是該年度益生菌品類中唯一獲獎者。

圖/江欣樺營養師提供

TW01 是從國人日常飲食所延伸的靈感,根據統計,台灣人平均每年喝掉 122 杯咖啡,TW01 則是從古坑咖啡豆發酵液裡的上千株菌中,發現的唯一有效菌株,符合台灣人的飲食習慣。

TW01 進行 TH1 和 TH2 的免疫調節,降低過敏反應,還能促使免疫球蛋白 IgA 分泌,阻擋細菌對上皮細胞破壞,減少腸漏現象,跑到呼吸道的 IgA 可以對抗細菌、病毒和 PM2.5。從科學實驗來看,TW01 還能抑制大腸癌並幫助傷口修復,效果十分廣泛。

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圖/ 江欣樺營養師 提供

益生菌的好處非常多,小至腸道順暢,大至身體機能,江欣樺營養師表示:「吃益生菌有一個很重要的目標就是占地盤,好菌越多,就可以壓制壞菌地盤,又影響伺機菌,往好的方向走,穩固整個腸道菌相。」

益生菌的重要性在於增加好菌,持續服用。在忙碌的生活中,找到適合自己的方式,養成健康的習慣是對身體最好的保障。找到將益生菌納入日常生活的方式,並保持適當的飲食、規律的作息和適量的運動,健康相伴左右。

延伸閱讀

重新定義益生菌功效!新創益生菌 TW01 可降低大腸癌、抗 PM2.5

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你家也有焦慮的膽小狗嗎?實驗證明狗狗吃益生菌可以穩定情緒!
Evelyn 食品技師_96
・2022/04/29 ・3284字 ・閱讀時間約 6 分鐘

不知現在有多少讀者還記得童年卡通《膽小狗英雄》呢?那恐怖、驚悚與詭譎的調性,與其他卡通別具一格。

主角是一隻叫做英雄的粉色小狗,每當牠一看到離奇恐怖的事,兩顆眼珠子就被嚇得掉出來,雙手因為緊張而快速揮動,快到就像蜜蜂正在震動的翅膀,而且大叫聲音持續很長,不可思議般的不會斷氣,也是這部卡通最有特色的地方。

圖/GIPHY

撇開可憐英雄每次被嚇得魂飛魄散的模樣,其實近期有研究發現,讓寵物吃益生菌是有助於減少寵物攻擊行為、舒緩分離焦慮,具有穩定情緒的作用喔!

我國實驗證明,狗狗定時吃益生菌可以舒緩焦慮

狗狗其實與人一樣,擁有豐富的情緒,亦有機會患上情緒方面的疾病。其中攻擊行為和分離焦慮 (separation anxiety) 是狗狗常見的問題行為[1]

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近年來許多研究發現,腸腦軸線(gut-brain axis)可能是憂鬱症的致病原因之一,腸道菌相的改變會影響動物的行為、神經化學、發炎反應等神經生理學表現,而補充益生菌可改善其情緒狀態[1]

延伸閱讀:有關腸腦軸線與大腦和情緒之間的關係,可見
腸道炎會導致憂鬱症?——淺談體內的腸腦軸線,揭露腸道菌的「腦控」機制!

對此我國最新研究,找了 45 隻具問題行為的狗狗們服用益生菌,觀察是不是真的有穩定情緒的效果。這些狗狗的問題行為,包括具攻擊性、分離焦慮和強迫症等行為,均會透過與狗狗最親近的訓練者,填寫諮詢問卷進行評分量化。

益生菌菌株使用「植物乳桿菌 PS128」(Lactiplantibacillus plantarum PS128),以膠囊的形式,讓狗狗每日定時定量服用長達兩週後,再進行一次上述的行為問卷評分。另外,在實驗前後均會幫狗狗抽血,透過儀器檢驗血漿瞭解血清素的代謝轉換狀況。

結果顯示,狗狗服用 PS128 兩週後,攻擊行為和分離焦慮問題確實獲得顯著改善,而血漿中的血清素代謝或消耗速率亦顯著降低。證實 PS128 有助於緩解狗狗的焦慮症狀,利於情緒穩定,具有作為寵物情緒方面的食品補充劑之潛力[1]

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Lactobacillus plantarum 的親緣圖,Lactobacillus plantarum PS128 是一種由福菜分離出來的一種益生菌。圖 / 參考資料 5

精神益生菌對人也有效!但作用機制尚待研究

除了狗狗之外,過往的研究是以小鼠或大鼠作為實驗對象居多。

據研究,服用植物乳桿菌 PS128 的小鼠不但能表現出較好的活動力,還能顯著降低類焦慮行為。進一步分析發現,是因小鼠前額葉皮質中多巴胺(dopamine)及血清素(serotonin)的總量提升,減少過度活化腸腦軸線的活性,降低發炎反應,而達到改善壓力所引起的情緒失調[2]

此外 PS128 近期也做過人體試驗,從電子業從業人員中篩選出高壓個案,安排每日服用益生菌膠囊長達 8 週,結果受試者在自覺壓力、失眠嚴重度、憂鬱、焦慮等指標皆獲顯著改善,還首度發現能降低人體唾液中壓力賀爾蒙皮質醇(cortisol)的含量[3]

針對這種能改善情緒失調的益生菌,2013 年有學者提出「精神益生菌」(Psychobiotics)這個全新概念,指的是經適量攝取該益生菌(活菌)後,有益於精神病患者的健康[4]

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雖然動物實驗證明,精神益生菌能產生或作為媒介傳遞神經活性物質(neuroactive substances)[註1],透過這些物質影響腸腦之間雙向溝通,進而產生類似抗焦慮或看憂鬱功效[2]

但是目前從口腔攝入的益生菌,是如何影響腦部的神經傳導物質,甚至是感覺與行為等機制尚不清楚,故相關研究仍備受質疑。

腸道細胞的受器可能是精神益生菌啟動調節的關鍵

不過根據「精神益生菌的作用機制探討 – 以 Pattern Recognition Receptors 為標的」研究計畫報告,目前認為哺乳類動物先天性免疫系統當中的 Pattern Recognition Receptors(PRRs)是精神益生菌啟動精神調節的重要機制[5]

先天性免疫反應(innate immunity)是哺乳類動物與生俱來的免疫反應,如巨噬細胞或樹突細胞等免疫細胞,受到病毒感染時,可利用辨識受體偵測入侵的病毒,產生發炎反應,以吸引更多的免疫細胞來清除病原菌。

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而益生菌是經由口服的方式進入人體,在胃腸道移動期間,細菌菌體表面分子或菌體內分子與人體細胞最早接觸的,便是胃腸道上皮細胞,而胃腸道上皮細胞的 PRRs,很有可能就是精神益生菌與人體細胞第一個產生反應的受器[2]

綜合上述,筆者歸納精神益生菌作用於動物身上的機制如下:

  1. 腸道之於人體健康的角色,從過去的營養消化吸收,拓展到與腦相關的調控神經系統與情緒等 。
  2. 精神益生菌可產生或作為媒介傳遞神經活性物質,影響腸腦之間的雙向溝通,進而產生類似抗焦慮或抗憂鬱功效。
  3. 因精神益生菌是由口腔攝入,經胃腸道進入人體中,胃腸道上皮細胞的 PRRs 為最早與益生菌接觸的人體細胞,故被認為是益生菌啟動調節的關鍵。

農委會成立「寵物管理科」,寵物健康意識興起

回到我們童年卡通《膽小狗英雄》,常常受到驚嚇的英雄,有許多嚴重的問題行為或焦慮現象,或許就可以透過補充精神益生菌來改善(笑)。

圖/GIPHY

不過,想不到連寵物都可以吃益生菌來保養身體吧!畢竟現今因少子化、年長者的空巢期,衍生出許多「被陪伴」的需求,寵物被視作「家人」的比率愈來愈高。

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依內政部與行政院農業委員會(以下簡稱農委會)資料,全臺犬貓數 2021 年已達 295 萬隻,首度超過 0 到 14 歲幼年人口數 289 萬[6]

且內政部統計,去年 1 到 9月新生兒的登記數大約 11 萬 2 千多人,但全臺犬貓新增登記數量去年 1 到 9 月卻超過 16 萬隻,正式超越新生兒登記數量[7]

面對國內寵物市場快速成長,今年 4 月 3 日農委會已宣布正式成立「寵物管理科」,全方位針對寵物管理展開完整制度規劃與推行[8]

身為家中重要一份子的寵物們,生命與身體健康愈來愈受到重視,相信未來不只有寵物益生菌,其他寵物保健食品的發展勢必也愈來愈多元。

註解

  1. 神經活性物質:泛指神經傳導物質,參與並且調節腦部神經元之間的溝通,如多巴胺(dopamine)、血清素(serotonin)或乙醯膽鹼(acetylcholine)等。

參考資料

  1. Yeh, Y. M., Lye, X. Y., Lin, H. Y., Lin, H. Y., Wong, J. Y., Wu, C. C., Huang, C. L., Tsaid, Y. C. and Wang, L. C. 2022.  Effects of Lactiplantibacillus plantarum PS128 on alleviating canine aggression and separation anxiety. Applied Animal Behaviour Science 247: 105569.
  2. 劉偉賢,2015。Lactobacillus plantarum PS128 對小鼠情緒行為之影響。國立陽明大學生化暨分子生物研究所博士學位論文。臺北。
  3. Wu, S. I., Wu, C. C., Tsai, P. J., Cheng, L. H., Hsu, C. C., Shan, I. K., Chan, P. Y., Lin, T. W., Ko, C. J., Chen, W. L. and Tsai, Y. C. 2021. Psychobiotic supplementation of PS128TM improves stress, anxiety, and insomnia in highly stressed information technology specialists: a pilot study. Frontiers in Nutrition 8: 130.
  4. Dinan, T.G., Stanton, C., Cryan, J.F., 2013. Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biological Psychiatry 74: 720-726.
  5. 劉燕雯,2019。精神益生菌的作用機制探討 – 以 Pattern Recognition Receptors 為標的。科技部專題研究計畫 (計畫編號:MOST 107-2320-B-010-003-MY2)。
  6. 李柏澔,2022。農委會「寵物管理科」正式成立 分級分類管理毛小孩。中國時報。
  7. 畢翠絲,2021。犬貓數量正式超越新生兒 養寵物陪伴老年生活。常春月刊 466 期。
  8. 農委會畜牧處,2022。寵物管理科成軍,毛小孩一生全面照顧。行政院農業委員會。
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Evelyn 食品技師_96
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一名食品技師兼食品生技研發工程師,個性鬼靈精怪,對嗅覺與味覺特別敏銳,經訓練後居然成為專業品評員(專業吃貨)?!因為對食品科學充滿熱忱,希望能貢獻微薄之力寫些文章,傳達食品科學的正確知識給大家!商業合作請洽:10632015@email.ntou.edu.tw