生活好科學

策展人:朱玉娟

科學不必很嚴肅,科學也能很好玩!
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睡眠中的科學

有人說,人的一生,有三分之一的時間是在睡眠,雖然對於工作繁重的人們來說,往往長期處於睡眠不足的狀態。也有人說「人一生會做十萬個夢」,不過會被我們記住的夢似乎少之又少。本集教育電台「微型點子對撞機」邀請到高雄醫學大學心理系蔡宇哲教授,探討與睡眠有關的科學,與夢有關的科學,以及當睡眠不足時,會發生什麼事?又該注意些什麼?   我們都知道睡眠很重要,沒睡飽會很難過,對身體不好。不過,要睡多久才夠呢?常常聽到有人說在晚上特定時間是身體不同部位的休息時間,也有時候會聽過睡眠不足容易變胖,工作讀書效率會不好,這些建議的背後,有其科學根據嗎?   過去生物學上有一些略殘忍的研究,例如將老師剝奪睡眠三至四個星期後,老鼠才會死亡。但也發現,長期減少睡眠,其實對健康與認知功能的影響有限,這可能是因為身體的適應能力夠強,例如我們可以利用周末補眠的方式,來補足平常上班上學時的睡眠不足。   只是當睡眠處於長期性的缺乏的時候,會使得對身體健康的影響慢慢地浮現。目前研究比較明確地知道,睡眠之於大腦的好處,主要是體力恢復、排除大腦中的代謝物、以及讓大腦中的資訊可以重整,建構記憶的機會。一旦睡眠不足,並不只是會影響隔天上班上學的工作表現,還會影響到前一天需要記憶的東西。主流學界建議,成年人一天的睡眠時間應該要約有八個小時。不過,過多過少都不會比較好,除了睡的太少讓身體無法休養生息以外,睡過多可能代表睡眠品質或健康狀況有問題,而需要更多睡眠時數才能達到相同效果。   而睡眠過少的影響,也不僅只有跟大腦休息有關,還有可能會導致肥胖!過去曾有研究找了一千多位受試者做調查,發現這些受試者睡眠時數只有在6小時的時候,身體質量指數(BMI)最高,而睡眠時數慢慢增加後,身體質量指數則開始減少,在接近8小時時達到最低點。而當樹眠時數繼續增加,則身體質量指數又開始遞增。   進一步了解背後的原因,這可能就是當睡得過多或過少時,都代表健康狀況有某一種程度的問題,而身體表現出來的一個反應,就是增加食慾讓你吃進更多的能量儲備起來,當身體真的出狀況時,有足夠囤積的預備能量。此外睡眠不足還會使衝動控制的能力變差,對於美食當前能克制住的能力,或是買食物時少買一點的控制力都會下降而不小心多吃了一點。   我們可以說,睡眠不足這件事,就如同是一個生理和心理的多重失調。不僅只反映在單純不足時的影響,也會間接影響到我們的其他行為與決策。如同對於食物,我們會很重視要營養充足、要各類營養均衡,同樣的,如果希望能有更健康的人生與更好的工作效率,我們也應該避免熬夜苦讀趕工的方式,而以充足的睡眠和良好的睡眠品質,作為正常生活的必要條件。 更多生活好科學節目內容請按此

怎麼當隻壞細菌?

西元1346至1353年,人類史上最嚴重的傳染病之一,黑死病,在中世紀的歐洲蔓延。造成了大約七千五百萬人死亡。大量人口的喪失,改變了歐洲的社會結構、嚴重打擊了農業發展、也減少了人們對宗教的信心,不過也間接促成了日後的宗教改革。今天,科學家與歷史學家認為,黑死病是來自一種已經滅絕的細菌,鼠疫桿菌所造成。 歷史的恐怖教訓,似乎也證成了今日人們對細菌的恐懼,並表現在我們的日常生活中,例如市面上廣泛銷售的抗菌容器或材質;標榜提高抵抗力來防禦細菌的健康食品;或是各種滅菌的產品或方法等等。但是,這些對細菌恐懼是生存的必要還是過度恐慌了呢?小小的細菌又如何導致旁大的人體如此受創呢?本集教育電台「微型點子對撞機」邀請到花蓮慈濟大學生科系,江湖人稱細菌人的陳俊堯老師,與我們分享細菌致病的原因與迷思。 要談論細菌致病前,恐怕得先了解一下細菌這個龐大的群體。如同人類般,其實多數人們都是善良的,壞人雖然猖狂且危害甚大,但往往只是少數了。細菌的世界中也是如此,2016年,Sender R等人的研究指出,人體裡的細菌,數量跟我們的人體細胞幾乎差不多。我們幾乎可以說是與細菌共生。統計至今,全世界有百萬種不同的細菌,事實上能夠造成生病的「病原菌」,其實只是少少幾種而已。這些能致病的病原菌,在造成傷害之前,必須先設法進入人體中。以我們常常聽過吃到不 潔的海鮮,或是生食海產而導致的食物中毒為例。這很長是因為吃到了腸炎弧菌的原因。首先這種具有致病的細菌,他需要能在環境中存活。例如雖然許多生物無法在高鹽份的海水中存活,但腸炎弧菌剛好能適應海水的環境。這些弧菌必須先進入到海洋生物體內,對抗海洋生物的免疫系統來繁衍到一定數量,而當海洋生物被漁船捕獲時,如果沒有經過充分加熱煮食或是醃漬殺菌而生食。就剛好給了這些腸炎弧菌進到身體裡的管道。不過,剛被吃進肚子裡的腸炎弧菌,並不代表就能造成傷害。腸炎弧菌必須先通過胃酸的考驗,才能進入腸子,再依序鑽過腸子的組織、進入人體循環系統、打敗免疫系統,才會開始產生病症。在多數情況下,人體的重重關卡與免疫系統默默地擋掉了許多病原菌的侵入,真正會造成病症的,往往都是在瞬間吃下過多的病原菌,或是身體抵抗力剛好低落不足時,才導致了令人痛苦的病症。 對抗病原菌,並非一定要靠抗菌產品,理解病原菌的在人體中是怎麼引發生病和傳染的機制,善用人體與生俱來的保護機制與免疫系統。同時也避免濫用抗生素而製造出更恐怖的細菌!適當謹慎地運用科技,才能與細菌共生共存,打造更健康的生活。 更多生活好科學節目內容請按此

地球上的好微生物

你可能聽過許多號稱能夠延年益壽、養顏美容,甚至是讓身體變得更健康的益生菌相關產品,例如優酪乳裡的乳酸菌可以幫助消化;2012年一份針對泰國學童的研究中,科學家發現食用比菲德氏菌的益生菌,可以降低罹患感冒的比例。在細菌這個龐大的群體中,除了有會致病的細菌外,更多的是幫助身體健康,讓自然生態環境得以穩定的細菌。本集教育電台「微型點子對撞機」,邀請到花蓮慈濟大學生科系,江湖人稱細菌人的陳俊堯老師,探討微生物在地球上所承擔的重要工作。 為能理解微生物的腳色,俊堯老師建議我們可以試著從不同的「受益者」,作為思考細菌角色的出發點。先從植物的角度來看微生物。植物的生長過程,需要用到含氮的氮肥,雖然大氣中有五分之四的氮氣,但並無法被直接吸收利用,植物必須吸收已經轉化的硝酸鹽,才能得到氮。例如在氮循環中,大氣中的氮氣,就是藉由固氮細菌將氮轉化為氨,再藉由亞硝化菌與硝化菌將氨轉化為硝酸鹽來被植物吸收利用。又例如植物需要吸收來自土壤的養分,為能促使吸收更有效率,在許多植物的根部,我們可以看到「菌根菌」與植物的共生現象。菌根菌是一種真菌,他的菌絲會穿透深入植物體內,同時菌根菌也會將他的菌絲伸出植物根外。植物根部以外的菌絲可以分解土壤中的有機物,並吸收水分、無機養分等,再送至植物體內,由植物的導管系統書送給植物各組織生長所用。因此,與菌根菌的共生,如同讓植物根部,有了更大的吸收面積。 在動物的部分,包括人在內的各種動物,也仰賴著大量與微生物的共存共榮。例如蜜蜂的腸道細菌,可以保護蜜蜂不受到寄生蟲的感染;夏威夷短尾烏賊烏賊,也是利用體內共生的費雪氏弧菌(Vibrio fischeri ),當費雪氏弧菌成長到一定數量形成菌落時,就會呈現出發光的效果,烏賊會利用這樣的發光效果,偽裝成海面上透下來的光線,來遮蔽身形輪廓以躲避捕食者;對於人類來說,我們的消化系統並無法分解纖維素,但是我們的腸子中也共生了一些能夠分解纖維素變成養分的厭氧菌。更有趣的是,在人類還是胎兒時,腸道裡幾乎是無菌的狀態,不過從生產過程開始,到出生以後所有接觸到的空氣、喝到的奶等,都會將細菌帶到嬰兒的腸內,迅速地變成嬰兒的腸道菌共存一生。 對於整體自然環境來說,微生物也扮演著分解者的角色,讓動植物等的屍體,透過微生物的分解作用,重新變成物質與能量回到大自然中,再繼續被植物吸收進入食物鏈。這些微生物不只是參與了各種生物機制的運作,更是當生命消逝時,讓一切元素重新回到物質循環,如輪迴一般的關鍵基礎。雖然我們很容易在市面上看到各種滅菌、抗菌的產品。但其實如果沒有了微生物,我們也無法維持基本生活所需,與微生物共存共榮,才是發生在所有生命體上的真實故事。 更多生活好科學節目內容請按此

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