太空人只能尿在尿布上？誤會比無知更危險—NASA特展搶先看（三）

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。

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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。

那純白的銀色世界啊

現在我想到地球的時候，想的都是顏色。

這種看東西的方式和我們一般在地球上很不一樣。2010 年 2 月，我的第一次太空飛行因為軌道路線的關係，整個任務期間我們都是白天飛在歐洲和亞洲上空，晚上在北美洲上空。

在第一次視野清晰的白天飛越（daylight pass）期間，我只見到一種顏色徹底凌駕所有顏色之上：白色。歐洲、俄羅斯、西伯利亞──都蓋上了一層白，尤其是冬天的時候。

這樣的白不是只出現在歐亞大陸的某一個角落，或是某個特定區域，而是從一邊的地平線開始，連綿不絕地一直延續下去，彷彿包住了半個地球。

從西邊的歐洲平原到東邊的堪察加半島，這是多麼大的一片土地啊，上面居然可以有這麼多的雪，連續幾千公里都是白的。我透過奮進號的窗戶，望著浩瀚無邊的色彩，才意識到在太空中我可以從一個多麼不同的角度來看國家。地球上的雪當然並不是都下在俄羅斯。2014 年 11 月，進入太空的幾天後，我們在一次白天飛越中剛好通過加拿大正上方，當時已經是一片白茫茫。

從那天第一次看見加拿大起，一直到後續幾天的觀察，有一件事是非常清楚的：加拿大從太平洋岸到大西洋岸這幾千公里都蓋滿了白雪，這個景象會一直持續到入春以後。除了雪原之外，還有令人驚豔的冰紋。

我看到加拿大東部和哈德遜灣時，根本無法分辨哪裡是陸地，哪裡是結冰的水域。聖勞倫斯河看起來很奇怪，它的冰紋像雲一樣呈漩渦狀，也像一幅現代油畫作品。加拿大的雪原一直往南延伸到我的家鄉美國。

迷人的冰雪景觀

2015 年住在美國東岸的人都知道，那年冬天下了非常多的雪。不過美國和加拿大或俄羅斯這些非常寒冷的地區不一樣，美國的雪似乎總是有邊界的──你一定可以找到雪在哪裡結束，不是在亞利桑納州或新墨西哥州的沙漠（這裡是洛磯山脈的終點），就是在美國南方，紐約州和賓州的雪到了馬里蘭州和維吉尼亞州就會消失，變成較溫暖的森林。

不過最迷人而壯麗的冰雪景觀之一，是南美洲巴塔哥尼亞的冰川。這些深藍色高山湖被冰原圍繞，四周盡是雪與冰川形成的驚人紋路。在我想要造訪的新景點口袋名單中，巴塔哥尼亞冰原是第一名！

那些在太空中度過的節慶

我在太空中慶祝過幾乎每一個節日：感恩節、耶誕節、新年、復活節，當然還有棒球的開幕式，以及美式足球超級盃。每個組員也都有生日會，我們還會慶祝國際婦女節（3月8日）和國際勞動節（5月1日）。在太空中多的是舉行派對的理由。

2014 年秋天，我在感恩節前幾天抵達太空，這裡的節日氣氛當然和地球上很不一樣。作為一名軍方飛行員，我曾經派駐過世界各地，在韓國，中東和德國都曾經度過耶誕節和感恩節，所以不在家過節早就不是第一次了。但對我來說，確保在太空中也能慶祝這些特別的日子是很重要的。

我只有三天的準備時間，而且還在適應無重力狀態，所以準備工作得盡量簡單。我去食物儲藏室找關鍵食材，先抓了幾包火雞肉，然後去找配菜。到了感恩節那一天，我已經備妥了一整個夾鍊袋的傳統感恩節食物要和組員分享，尤其是我們的俄羅斯太空人，因為他們不熟悉美國人過節會吃什麼東西。

我們有輻射照射火雞肉、復水玉米麵包餡、玉米、糖漬山藥、馬鈴薯泥、各式各樣的茶和咖啡、還有藍莓櫻桃水果派。雖然我們沒有一整天都聞到火雞的香味，沒有每年都在感恩節舉行的達拉斯牛仔隊對決底特律雄獅隊的美式足球賽可以看，也沒有可以留到下個星期的剩菜，但我們能吃到這頓大餐確實要感謝很多人哪！

時間似乎過得和我們的飛行速度一樣快，轉眼就到了和第 42 號遠征的隊友一起在軌道上慶祝耶誕節的時候了，雖然我們的家人都在地球上。任務控制中心特別在耶誕節前夕為我們安排了自由時間，也給我們準備了一些特別的驚喜。

我們在日本任務控制中心「太空站綜合推廣中心」（SSIPC）^註1 的同事，為我們製作了一部短片，大約 25 名飛行控制員穿著耶誕帽、貼上耶誕老人的鬍鬚，用日語一邊跳舞一邊唱〈鈴兒響叮噹〉。組員都愛死了！不過我生日那天獲得的特別待遇幾乎和這個一樣棒，當時任務已經進行了一個星期，我們超酷的座艙通訊員（CAPCOM）^註2雷斯利．林果（Leslie Ringo）特別找人裝扮成瑪麗蓮．夢露，在任務控制中心唱她那首著名的〈生日快樂，總統先生〉給我聽。

說驚喜實在不足以形容我當時的心情。而且那一整天所有控制中心（休士頓、莫斯科、日本、慕尼黑、亨茨維爾）都叫我「總統先生」，感覺很爽。可惜第二天我就被降回到「飛行工程師」的頭銜，讓我稍微體會到即將卸任的總統在接班人就職典禮上的心情。不過生日那天實在很有趣，更何況要在太空中待 200 天，有好玩的當然要儘量把握了！

太空中，食物成為任務的亮點

感恩節大餐之後，我理解到食物對我每天的飛行有多重要，不只在節日的時候。休士頓的詹森太空中心的食品實驗室要面對的挑戰，就是如何讓太空人健康快樂。我們所有的食物都要在好幾個月前就製作包裝完成，所以能帶上太空的食物種類非常有限。例如我們不吃麵包，因為保存期限不夠久，而是用墨西哥玉米餅代替麵包──有的太空人每一餐都配玉米餅吃。

我們還有幾種不同類型的食物，有「包裝食品」，如袋裝鮪魚、牛肉乾，或是 M&M 巧克力；也有脫水食品，很多人認為的太空食品就是這一類，這是把肉類或蔬菜經過加工除去所有水分，然後真空密封在塑膠袋中。要吃的時候把這些袋子放進一臺機器，機器會把冷水或熱水灌進去，把它壓一壓搖一搖，等個十分鐘，一頓塑膠袋餐就完成了！我們還有用綠色金屬袋裝的即食菜，類似軍隊吃的口糧。

各式各樣的肉類、蔬菜和甜點都是這種形式的包裝，用食物加熱器──和公事包差不多大的加熱板──加熱一下就行了，非常適合我這種人。我不想讓太空愛好者失望，不過我們的食物裡面沒有「太空人冰淇淋」這種東西，就是在世界各地博物館都可以找到的冷凍乾燥拿破崙派。我自己是很喜歡，但是我從來沒有在國際太空站上看到過。

在太空中，異國食物是我們的救星。上太空半年後，再美味的食物也會讓人吃膩，這時食物的變化就是提升士氣最重要的助力之一。我選了歐洲和俄羅斯風味的食物作為獎勵食品，這對於我在整個任務期間的幹勁有很大的幫助。

我最喜歡的歐洲食物是魚，我們的美國貨櫃裡沒有這玩意兒；他們還有一種很有趣的提拉米蘇。俄羅斯的食物很讚，特別是他們的馬鈴薯泥和魚，當然還有我最喜歡的湯，羅宋湯。在太空中「吃」這件事變成我任務中的亮點，我在太空絕對吃得比我在地球上自己做飯的時候好。

比食物本身更重要的是大家一起吃飯那段時間。我們的主餐桌位於太空站的俄羅斯艙段，我發現來到這裡，花點時間和大夥兒聊聊今天過得怎麼樣，想想回到地球時打算做些什麼事，是讓我們日子過得下去的關鍵，也讓太空任務成為這麼美好的經驗。

註解：

1. SSIPC
   日本任務控制中心位於筑波市，在東京北方約一個半小時車程。我去過那邊幾趟接受飛行前的訓練，在實驗進行期間，或在太空站的日本區域做維修工作時，每天都會和他們通話。
2. CAPCOM
   任務控制中心裡代表飛行主任和組員溝通的人。飛行主任負責指揮飛行控制小組，對任務的執行下達關鍵決定。

本文接續下一篇：從太空往下看！我們生活的地球究竟長怎樣呢？——《俯視藍色星球》中

——本文摘自《俯視藍色星球：一位 NASA 太空人的 400 公里高空攝影紀實》，2019 年 4 月，大石國際文化出版。