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睡前滑手機讓你失眠?──《知識大圖解》

知識大圖解_96
・2015/12/23 ・1038字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 468 ・五年級
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Photo credit: Alyssa L. Miller @Flickr

多數人一生中都曾經為失眠所苦,儘管有很多入睡的機會,但某些時候就是很難睡著或持續睡眠。造成失眠的原因通常包括壓力與焦慮,但你知道電子裝置也要為你的失眠負點責任嗎?

我們從早到晚的睡眠與清醒狀態是由晝夜節律負責調節,其概念如同所謂的人體時鐘,專門調控人體在24小時內發生的生理、心理和行為變化。晝夜節律會由身體機制自然創造,大至動植物,小至渺小的微生物等多數生物都有晝夜節律;晝夜節律也會對來自環境的訊號(例如光線)有所反應,這是為了讓我們與地球的運轉保持同步。

所有光線的種類,包括天然與人造光線,都會影響我們的人體時鐘,因為視網膜中的光敏感神經節細胞能偵測光線,並將資訊送到視上交叉核(suprachiasmatic nucleus,簡稱SCN),也就是大腦中控制晝夜節律的神經群。偵測到光線後,視上交叉核會延遲讓人想睡的荷爾蒙──褪黑激素的產生。

另外,研究發現,視網膜的光敏感神經節細胞對於電腦、智慧型手機和平板電腦螢幕所放射的480奈米短波長藍光特別敏感。研究已證實睡前曝露在這種光線下幾個小時,將導致褪黑激素濃度被抑制,讓人變得非常難以入睡。

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本圖節錄自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第15期(2015年12月號),全見版請點擊本圖放大。(2015.12.28 勘誤:視上交叉核Suprachiasmatic nucleus正確位置請參考此圖片網址;松果體Pineal gland則誤標至小腦處,正確位置請參考此圖片網址。)

阻擋藍光

降低曝露在藍光之下的最佳方式是睡前兩小時內不要盯著螢幕,臥室的照明也最好使用暖色系的長波長光源,例如一般的白熾燈泡或蠟燭。

不過,如果你實在無法抗拒在睡前盯著電腦或手機,仍然有些方法能讓你不用離開螢幕前,也能獲得一夜好眠。只要配戴染成琥珀色的特殊眼鏡,就能幫你過濾掉藍色的短波長光線,讓你盯著螢幕多久都行。Uvex公司就有製造藍光眼鏡和各種形式的護目鏡。

另一種方法則是使用f.lux公司的電腦軟體或智慧型手機的應用程式(例如Twilight),這些軟體能在日落與日出之間自動調節你的螢幕光源,不只能過濾掉藍光,還能以較柔和的紅光取代。

 

本文節錄自《How It Works知識大圖解 國際中文版》第15期(2015年12月號)

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為什麼吃甜的會蛀牙?——《生活中的東西都可以寫成化學式》

快樂文化
・2022/05/09 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘

來談談我們的敵人——蛀牙。

蛀牙的化學物語

導致蛀牙的主要原因有兩個。前面提過的蛀牙菌是其中一個因素,而蛀牙菌具體的名稱為「轉糖鏈球菌」,據說這種細菌常在孩童約三歲以前經由大人傳染,原因包括使用父母用過的筷子和湯匙,或輪流喝飲料等;另一個因素就是食物中所含的糖分,主要成分為「蔗糖」。

這兩個因素結合在一起時,就會發生以下情況:首先,轉糖鏈球菌利用蔗糖製造一種稱為「葡聚糖」的分子。葡聚糖的化學式為(C6H10O5)n,後面會再詳細說明。葡聚糖附著在牙齒表面,會成為轉糖鏈球菌的棲息地。此外,口腔中的其他細菌(根據統計,口腔中的細菌有 600 多種)也會混入其中。

這些附著在牙齒上的組合物稱為「牙菌斑」,有時也被稱為「齒垢」或「生物膜」(biofilm,又稱菌膜)。你可能在牙膏等的廣告中有聽過這些名詞。

之後,獲得棲息地的轉糖鏈球菌會產生大量的「酸」,引發去礦質作用,最終導致蛀牙。這個過程如下列所示。

轉糖鏈球菌生活在溫暖的葡聚糖裡,並分解出乳酸;事實上它們也會分解出醋酸,及一種稱為甲酸(HCOOH)的酸,但乳酸所佔的比例較高。這些酸會引發強烈的去礦質作用,溶解牙齒並造成蛀牙。

在這種情況發生前,必須好好刷牙,以澈底清除黏附在牙齒上的牙菌斑(葡聚糖+細菌)!即使是漱口,具黏性的牙菌斑也不易脫落,最有效的方法還是好好刷牙。而牙膏中含有研磨劑(可幫助去除汙垢的顆粒),能有效去除黏黏的牙菌斑。

不易蛀牙的甜食

上個單元我們說明了糖是如何引起蛀牙的。事實上也有一些分子的味道就和糖一樣甜,但卻不太容易引起蛀牙,其中最有名的分子之一就是「木糖醇」,你可能有聽過加了木糖醇的口香糖吧!這個分子的化學式為 C5H12O5,詳細的結構如下圖。

為什麼木糖醇味道甜甜的,卻不容易引起蛀牙呢?在回答這個問題前,我們先回想一下為什麼蔗糖(糖)會導致蛀牙。蔗糖是轉糖鏈球菌用來製造葡聚糖的材料,而反應過程中產生的果糖,會被轉糖鏈球菌做為養分來源,並分解出乳酸分子。

那木糖醇呢?首先木糖醇不像蔗糖是製造葡聚糖的材料,另外轉糖鏈球菌不會把木糖醇當成養分來源,所以也不會分解出乳酸。因此它們的味道雖然很甜,但卻不容易引起蛀牙。

這裡出現了一個問題。木糖醇和蔗糖的結構看來截然不同,但為什麼味道也是甜甜的呢?若像下圖一樣,稍微改變一下木糖醇的畫法,就會發現它的結構與構成蔗糖的葡萄糖和果糖很像,具有許多羥基這點也非常相似。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》,2021 年 11 月,快樂文化


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