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聽搖擺樂治糖尿病?研究證實重節奏能激活細胞產生胰島素

「We will, we will rock you.」幾下沉厚的鼓聲,帶出經典搖擺樂隊「皇后」(Queen)的名曲《We Will Rock You》,樂迷都隨著節奏舞動起來。

搖擺樂除了令人興奮外,瑞士最新一項研究發現,搖擺樂可能剌激身體釋出胰島素,糖尿病患者無需以注射攝取胰島素。

糖尿病是很常見的慢性病,患者因發炎導致胰島素分泌不足,或身體對胰島素的反應減低,引致血糖水平上升,僅在美國就有超過3,700萬人罹患糖尿病。目前最有效的治療是以注射補充胰島素。據美國糖尿病協會(American Diabetes Association)的資料,在2022年約有840萬病人需要注射胰島素。

研究人員一直尋求注射以外的方式來提高患者體內的胰島素水平。國際權威期刊《刺針糖尿病與內分泌學》(Lancet Diabetes & Endocrinology)今年4月發表的一項研究顯示,音樂產生的聲波可以令患者身體釋出胰島素,為治療帶來新方向。

鈣離子通道是一種蛋白質結構,存在於細胞的細胞膜上,開啟一道可以開關的「門」。它藉著允許某種特定類型的離子穿過該通道來調控細胞膜內的離子濃度。
鈣離子通道是一種蛋白質結構,存在於細胞的細胞膜上,開啟一道可以開關的「門」。它藉著允許某種特定類型的離子穿過該通道來調控細胞膜內的離子濃度。

這項研究由瑞士巴塞爾聯邦技術學院聯邦理工學院(Swiss Federal Institute of Technology in Zurich,簡稱ETH Zurich)生物工程教授馬田‧芙森格(Martin Fussenegger)領導,研究人員從大腸桿菌中提取了一種蛋白質,用以控制鈣離子流入細胞的過程。隨後,他們將這種蛋白質結合胰島素細胞,在細胞開出一條鈣離子通道(Ion channel),神奇的是,當這些細胞暴露於聲音時,會讓鈣離子進入,促使其中的胰島素與膜融合並釋放出來,供身體使用。

研究團隊將研究延伸,使用對機械敏感的離子通道作為遙控器,向細胞發出訊號,以響應特定的聲波來製造胰島素。實驗結果表明,當音量達約60分貝,低音頻率約50赫茲時,這些通道最為活躍,音樂播放不少於三秒,間隔不超過五秒,最能夠促使胰島素釋放。

研究者將細胞植入老鼠體內,並播放不同風格、節奏的歌曲,包括米高‧積遜 (Michael Jackson)的《Billie Jean》、「皇后」樂隊的《We Will Rock You》、「飛鷹」(Eagles)樂隊的《Hotel California》,還有古典樂典如貝多芬的《給愛麗絲》(Fur Elise)和莫扎特的《土耳其進行曲》(Alla Turca),以及電影《復仇者聯盟》的主題曲等。

結果發現,重低音的搖擺音樂效果最佳,《We Will Rock You》高達85分貝,相等於大家家中立體聲音響的音量,在五分鐘內可釋放大約70%胰島素,並在15分鐘內完全釋放。不過實驗也證明,音樂需要在靠近植入改造細胞的腹部播放才能產生效果,而耳機或其他周圍的噪音均不會對細胞造成影響。

建立「離子通道」是一種細胞工程(Cellular Engineering)技術。人體由數百種不同類型的細胞組成,各種細胞分別執行專門的功能。糖尿病患者的問題是產生胰島素的胰臟β細胞出現故障或死亡。細胞工程對細胞進行基因改造,以執行特定功能,例如將產生胰島素的基因安裝到細胞中。安裝並不困難,但控制細胞何時產生胰島素卻是挑戰。

糖尿病患者注射胰島素,降低血糖。
糖尿病患者注射胰島素,降低血糖。

科學家一直在探索使用離子通道,調節鈣或氯等離子的流動,就像遙控裝置一樣激活細胞活動,令細胞可以對某些刺激作出反應,如受到光、電、磁場或機械刺激而激活。

然而,這項技術還有局限,例如細胞可能會受剌激產生過多胰島素,同樣會導致健康問題。

研究員認為,目前只是驗證到這項概念,要真正利用音樂觸發胰島素釋放,還有很長的路要走。另外,細胞工程除了可能取代頻繁注射的胰島素外,未來也可以改造不同類型的細胞,方便在體內釋放其他藥物。

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