[謠言粉碎機]飯後一瓶優酪乳有助消化嗎？

牛奶、羊奶等生乳中含有乳糖（lactose），可以被乳糖酶（lactase）分解。但是小朋友長大以後，乳糖酶基因便不再表現，失去消化乳糖的能力。幾千年前，世界各地卻出現多款基因突變，讓人能一輩子保有乳糖酶。2022 年一項針對歐洲的研究提出觀點：這項能力之所以受到天擇喜好，是因為能避免拉肚子！？

史上最強遺傳適應，演化過程出乎意料？

人類原本和眾多哺乳動物一樣，小時候依賴母乳餵食，長大後不再喝奶，乳糖酶也失去作用。但是隨著人類馴化牛、羊等動物，即使是成年人也常有機會吃奶。

另一方面，由於乳糖酶基因外頭的調控位置突變，使得許多歐洲、非洲人的酵素在成年後可以持續作用，稱為乳糖酶持續性（lactase persistence，簡稱 LP，也就是乳糖耐受），而且同樣效果的不同突變，至少獨立誕生過 5 次。

具有某方面優點，使得存在感增加的 DNA 變異，稱作遺傳適應（genetic adaptation）。已知的人類案例非常多，天擇的影響力有強有弱，LP 算是受到最強烈天擇力量的基因之一。

由此推敲，當人類開始養牛、養羊，又吃奶以後，同時衍生 LP 應該是順理成章的事？然而，一系列考古學、遺傳學、古代遺傳學的探索，卻徹底打破上述看似合理的推論。

首先，考古學調查發現人類在中東馴化牛、羊，吃奶的歷史至少有 9000 年，接著距今 7000 年前已經引進歐洲多處。再來，由遺骸中直接取得古代 DNA 得知，LP 遺傳變異要等到 4000 多年前才出現，而且超過 3000 年前都還很小眾，最近 2000 年內才大幅提升存在感。

• 延伸閱讀：起司、優格與馬奶酒：歐亞草原的乳製品，開啟遊牧民族新時代！

顯而易見，人類開始吃奶的年代，比獲得成年後消化乳糖的能力，更早好幾千年。 2022 年新發表的研究透過更廣泛的取樣分析，再度確認這件事。

再度確認：吃奶比遺傳突變更早好幾千年

隨著技術進步，如今有好幾種方法判斷古代人會不會吃奶，像是分析牙結石中的乳蛋白、容器中的乳脂質等等。新研究偵測陶器中的乳脂質，包括以前發表 188 處，以及新取得 366 處，總共 554 處中東、歐洲的遺址中，得知 6899 件乳製品存在的紀錄。

吃奶的文化能追溯到中東，新石器時代擁有農業的人群，帶著他們的牛、羊一起移民歐洲，也將吃奶文化傳入歐洲。到了距今 7000 年前，歐洲各大地區已經出現乳製品。也許不見得會直接喝生乳，不過肯定存在起司等生乳加工的食品。

比較特殊的是巴爾幹半島，現在的希臘。那時居民會養牛，養羊，吃肉肉；但是分析超過 870 件陶器，完全見不到乳脂質的蹤影。此處或許更晚才建立起吃奶文化。

總之，7000 年前吃奶文化已經廣傳歐洲各地。相比之下，比對不同年代、地點的死人骨頭取樣，消化乳糖的 LP 遺傳變異最早在 4600 年前現蹤，比吃奶晚很多。

而且 LP 出現一段時間後，存在感依然非常低，距今 3000 到 5000 年前的青銅時代，LP 並沒有什麼過人之處。到此為止，LP 只能說是人類族群中的一款普通變異，還不能算是遺傳適應。

• 延伸閱讀：不同地區的 LP 上升年代不一致，例如不列顛就比較早 〈青銅時代晚期，不列顛大量移民，和凱爾特語有關？〉

現代社會：能代謝乳糖沒有好處，不能代謝只有小小壞處

儘管比本來以為的晚很多，LP 遺傳變異在歐洲族群的比例，還是於最近 3000 年內明顯上升。它到底因為什麼優點才受到天擇青睞，歷來爭論不休，有人提出營養、維生素D 等假說，可是都缺乏決定性的證據。

搜集幾十萬人遺傳資訊的英國生物樣本庫（UK Biobank），近來被大量用於各色分析。這項研究從中探討 LP 的影響，分析對象中大部分人具有 LP，少數人沒有（論文用語是 lactase non-persistent，縮寫為 LNP，也就是乳糖不耐）。比對得知，LP 並不會影響喝奶、食用乳製品的行為。

直接喝奶才有乳糖代謝的問題，加工成起司等乳製品可以避免，但是「問題」也許不是真的問題。更進一步比對，LP 對於健康狀況也沒什麼影響。簡單說就是：對 33 萬位英國人的分析發現，LP 與否，無關緊要。

加上其餘資訊推論，現代社會在正常情況下，缺乏 LP 大概就是喝奶拉肚子，不是什麼嚴重的問題。例如隨著中國經濟發展，沒有 LP 的中國人大量喝奶，多數也沒怎麼樣。

這也符合台灣人的經驗，台灣人配備 LP 的比例不高，可是隨著飲食習慣改變，多數人也就是這樣喝奶。另外喝奶會改變人的腸道菌，影響消化狀況，也是一個影響因素。

飢荒、疾病，時代力量的逆境考驗？

為了解釋歐洲歷史上 LP 比例的大幅上升，許多論點提出喝奶的優點，但是想想頗有可疑。把鮮奶加工製成乳製品，就能輕易抵銷 LP 問題，即使是飢荒時節也不例外；不能直接喝奶也不會餓死，吃起司就好。在營養加分方面，能喝奶真的有什麼優勢嗎？

由人群中遺傳變異的比例變化，我們能評估天擇影響的結果，但是不見得能抓到當初天擇真正的目標。新研究的分析指出，LP 的意義似乎不在創造優勢，而是避免劣勢。

跑完一大堆統計分析後，有兩項因素和 LP 的關聯性最高。一項是人口數量的波動，另一項是人口的密度。論文的解釋是，人口數量波動和飢荒有關（飢荒讓人口減少），密度和傳染病有關（人變多會增加傳染病的機率）。

沒有 LP 的人直接喝奶，副作用往往是腹瀉，在豐衣足食的現代社會多半沒有大害，還能刺激代謝，順便減肥；雖然對某些人而言，拉肚子依然是困擾的問題。

至於營養不良的人，腹瀉更可能出問題；某些疾病下，拉肚子造成脫水，容易重傷害健康。時常被營養不良、傳染病、飢荒等災厄糾纏，是古代的常態。

由此推論，不論是饑荒的短期逆境，或是傳染病的長期逆境（論文沒有特別討論，我想也包括寄生蟲？），配備 LP 的人由於能少拉肚子，生存機率也會大一點。

魔鬼藏在拉肚子？

影響最大的年齡層可能介於 5 到 18 歲。此一小大人的階段，乳糖酶將漸漸失去作用；營養不良、體弱多病的人身體比較脆弱，拉肚子是要命的事，這或許正是天擇的目標！

古時候衛生狀況不佳，拉肚子大概很常見，而未成年人的死亡率也遠勝現在，小孩死掉並不意外。在此之下，能減少拉肚子的 LP 遺傳變異，長期累積下來，正面影響力或許頗為可觀。

這項研究的說法是否正確？它仍不足以算是決定性的證據，不過脈絡頗有道理。非洲也有多個獨立誕生的 LP 遺傳變異，相較於歐洲了解少很多，這是個潛在的研究方向。

另外不可忽視，讓乳糖酶維持作用的 LP 遺傳變異，也受到飲食習慣、生活背景影響，不單純是遺傳的事。例如自古牧業發達的蒙古、哈薩克，居民的 LP 比例一直很低，幾千年來也活得很好。少拉肚子也許能解釋歐洲的狀況，其餘地區不宜過度延伸。

延伸閱讀

• 起司、優格與馬奶酒：歐亞草原的乳製品，開啟遊牧民族新時代！
• 德國青銅時代的戰士們，大多乳糖不耐
• 短篇  新石器時代適應歐洲北部，不吃魚的乳酪理論？
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• 6000年前非洲人，牙結石中的乳蛋白
• 蒙古5000年，牛羊馬駱駝，乳製品的歷史 
• 小河公主等4000年前新疆人，遺傳不是西方人，也不是現在的東方人
• 巴瑤人x脾臟x基因變異：讓真人版水行俠潛水很久的秘密是？

參考資料

1. Evershed, R. P., Davey Smith, G., Roffet-Salque, M., Timpson, A., Diekmann, Y., Lyon, M. S., … & Thomas, M. G. (2022). Dairying, diseases and the evolution of lactase persistence in Europe. Nature, 1-10.
2. The mystery of early milk consumption in Europe
3. Famine and disease drove the evolution of lactose tolerance in Europe
4. How humans’ ability to digest milk evolved from famine and disease
5. Ancient Europeans farmed dairy—but couldn’t digest milk

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。

國安危機！為什麼葡萄酒變酸了？

在上一集中，我們聊到了十七世紀，荷蘭科學家 aka 手作達人雷文霍克，以他那充滿手工溫度的兩百五十臺顯微鏡，以及一百七十二塊鏡片，為世人展示了「微型動物」（微生物）的世界。

然而在雷文霍克之後，除了斯巴蘭札尼神父曾經投以關愛的眼神，做了一些相關的實驗與研究，微生物似乎逐漸被眾人遺忘。

一直到微生物學的奠基者，巴斯德（Louis Pasteur）的出現，微生物的存在終於開始閃閃發光。一開始，巴斯德是打算進行「自然發生說」的相關實驗，沒想到，一個可能動搖國本的問題卻找上了他。

在浪漫優雅的法國，飲酒文化與釀酒事業同樣歷史悠久，然而，當時的酒商與釀酒廠負責人卻天天急得跳腳，一點也浪漫不起來。

原來，釀酒這門手藝太過精細，只要一不小心，酒廠生產的酒很可能就會酸化變質，不僅造成商譽與營運的巨大損失，也會影響市場供應的穩定性。

生活不能缺少微醺的感覺，釀酒業的危機，簡直就是國安危機，巴斯德義無反顧的決定伸出援手。

於是，巴斯德拿出科學家的精神，仔細研究了整個釀酒過程，收集、觀察製程中，不同時間的發酵液，並且分析、比較這些酒液的不同。

經過一次一次的培養與試驗，巴斯德終於發現，在顯微鏡下，正常的發酵液中，有一種形狀圓圓的球體小生物（也就是酵母菌）；而那些發酵失敗、變酸的酒液中，則可以看見一種又細又長的桿狀小生物（乳酸菌是也）。

抓出讓酒精變質的小小兇手

一八五七年八月，巴斯德發表了他的研究成果，這篇論文，可以說是現代微生物學的開山之作。論文中指出，發酵，是涉及某些特定的細菌、黴菌、酵母菌等微生物的活動。

這些研究不僅拯救了釀酒業，也影響著食品業與醫藥產業。當時的科學界一度認為，發酵與食物腐敗、傷口發炎等現象，是可以畫上等號的，因此啟發了一名外科醫師的抗菌革命之路（這段故事我們後面再聊，先賣個關子）。

回到釀酒業的危機處理之上，雖然揪出了讓酒變酸的凶手，但巴斯德的工作還沒有完成，還得找出一勞永逸的方法，才算是功德圓滿。

經過一番苦思冥想，巴斯德最後採用的是加熱滅菌法，這種方法，如今也被稱為「巴斯德消毒法」（pasteurization）。

我們都知道，加熱是個有效的滅菌方式，巴斯德將釀好的酒，短暫、而且小心翼翼的加熱，直到攝氏五十至六十度，藉此殺死那些可能讓酒變質的細菌。如此一來，不僅能讓酒長斯保存，也不會犧牲酒的口感，是不是很讚！

陷入絕境的養蠶業：蠶寶寶為什麼會生病？

感謝飛天小女警，啊不，是巴斯德的努力，一天又平安的過去了，釀酒業終於恢復了平靜。然而，一八六五年，法國農村再次遭遇危機。

雍容華貴的絲綢，是廣受貴族喜愛的高級布料，養蠶、攪絲、織布，也是當時法國農村的一大主力產業。沒想到，一種傳播快速、並且容易致死的疾病，卻在蠶寶寶界蔓延開來，蠶農們對此束手無策，養蠶業因此陷入絕境。

在昔日師長的建議之下，巴斯德決定投身於蠶病研究，為蠶寶寶尋得一線生機。

在此之前，他並沒有養過蠶，也缺乏相關知識。於是他動身前往法國南部，花了五年的時間，在第一線的蠶病疫區進行研究。

透過顯微鏡，巴斯德在病蠶的身體裡，發現了一些微小的病原體。

同樣的，溯源之後還得找出根治方法，巴斯德除了研究鑑定方法，以幫助蠶農辨認染病的蠶寶寶之外，也建議蠶農對病蠶進行隔離。

篩檢與隔離，加上選擇性育種與提高蠶群的清潔度，巴斯德提出的「蠶界防疫新生活」，不但拯救了無數蠶寶寶的性命，也讓瀕臨崩潰的法國絲綢獲得喘息。

在釀酒業與養蠶業分別取得成功之後，巴斯德於是將目光從經濟產業轉向醫療產業。

這些肉眼看不見的微生物，既然可能讓酒變酸，也可能讓蠶生病，是不是也可能引發人類的疾病？如果真是如此，只要知道如何躲避生物的攻擊，或許就能增加戰勝疾病的可能性。

──本文摘自《厲害了，我的生物》，2022 年 9 月，聚光文創，未經同意請勿轉載。

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。

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]。

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]。

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]。

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。

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）。

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。

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 PS128^TM 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。