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跨動物與植物界的賀爾蒙

葉綠舒
・2016/04/21 ・1674字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 503 ・六年級

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之前曾經有廠商張冠李戴,把植物的生長素當成了動物的生長激素,宣稱吃了含有生長素的植物果實恐怕會性早熟;其實植物的生長素與動物的生長激素相差得非常遠,也沒有任何證據顯示,植物的生長素可以當作動物的生長激素來使用。

動植物通用的賀爾蒙

不過,植物的六大賀爾蒙:生長素、細胞分裂素、芸苔素、乙烯、吉貝素與離層酸裡面,倒是真有一種是動植物通用的!這種賀爾蒙是離層酸(ABA,abscisic acid)。

355px-Abscisic_acid.svg_
離層酸(ABA)。圖/wikipedia

離層酸被發現跟動物有關,是 2001 年在海綿的研究。研究團隊發現,當海水溫度上昇(或機械壓力)時,海綿的陽離子通道會開啟,造成離層酸分泌上昇,接著便活化蛋白質激酶 A(PKA),啟動一連串的信息傳導,最後鈣離子上昇。這個發現,使得科學家們對這個植物賀爾蒙非常感興趣。離層酸在植物裡也主導了一部份的壓力反應(缺水、缺養分、紫外光照射),那麼高等動物是否也會分泌離層酸呢?

答案是肯定的。高等動物,包括人類,都會合成離層酸;但是人類合成離層酸的主要用途,卻不是用來處理壓力反應。離層酸在人體內,由與免疫相關的細胞負責合成:包括顆粒性白血球(granulocytes)、單核球(monocyte)以及巨噬細胞(macrophage),都會合成離層酸。更有意思的是,胰腺的 β 細胞(pancreatic β-cell)也會合成離層酸喔!而且 β 細胞要在受到葡萄糖刺激後,才會分泌離層酸呢!

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由於 β 細胞的角色主要就是分泌胰島素(insulin)來調節血糖濃度,因此使得研究團隊覺得非常好奇。是否離層酸也與血糖調節相關呢?如果這樣,那麼口服離層酸是否會有調節血糖的效果?

於是,研究團隊找來富含離層酸的水果,並製作萃取物。為什麼要製作萃取物呢?因為做實驗,一定要有控制組;如果給實驗組吃了富含離層酸的水果、給控制組吃不一樣的水果或不吃水果,那麼控制組的人的心情可能會受到影響,或許就會讓實驗變得不準確。因此,研究團隊拿了(apricot)來製作萃取物,提供給參與實驗的對象(老鼠與人)與葡萄糖一起服用。

640px-Apricots_Drying_In_Cappadocia
正在曬乾的杏。圖/wikipedia, By Bjørn Christian Tørrissen – Own work by uploader, http://bjornfree.com/galleries.html, CC BY-SA 3.0.

結果發現,只要口服每公斤體重 0.5~1 微克(μg)的離層酸,就可以有效降低血糖和胰島素的分泌。而且吃得多的效果好,顯示了離層酸的確有降血糖的效果。

過去也有許多觀察發現離層酸與降血糖之間的關係。研究團隊發現,正常人在進行葡萄糖耐受性試驗時,血清中的離層酸濃度會上昇;但是類似的現象在第二型糖尿病病人以及妊娠糖尿病病人的血清裡是看不到的。而當第二型糖尿病病人進行膽胰分流手術(biliopancreatic diversion)一個月後,或妊娠糖尿病病人產後一個月,他們的血清離層酸濃度的變化,隨著血糖值回歸正常後,也跟著回復正常了。

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獲取天然的離層酸

有趣嗎?這可說是另一個打破動植物疆界的發現,而且有許多觀察都發現,離層酸可能是經由刺激肌肉細胞加速吸收血糖,來達成降血糖的目的。由於血糖上昇的幅度小了,當然胰島素也不用分泌那麼多,於是胰島素的量也減少了。胰島素分泌量減少,還有「防肥」的效果唷!

相信讀者們看到這裡一定大為興奮,但想到臺灣不產杏大概又有點悲傷。除了杏以外,還有什麼水果富含離層酸呢?事實上,離層酸含量最高的水果是無花果,第二名是覆盆子(bilberry),第三名才是;不過第四名可是臺灣土產——香蕉喔!

不過,究竟離層酸在高等動物與植物之間,是否真的完全沒有扮演相同的角色呢?其實有的,人的角質細胞(keratinocyte)與阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)在受到 UV 照射時,都會先釋放離層酸,然後離層酸再引發一氧化氮(NO)的產生呢!

參考文獻:

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  1.  Elena Zocchi, Armando Carpaneto, Carlo Cerrano, Giorgio Bavestrello, Marco Giovine, Santina Bruzzone, Lucrezia Guida, Luisa Franco, and Cesare Usai . 2001.The temperature-signaling cascade in sponges involves a heat-gated cation channel, abscisic acid, and cyclic ADP-ribose. PNAS  98 (26) 14859-14864
  2.  Mirko Magnone, Elena Zocchi et. al. 2015. Microgram amounts of abscisic acid in fruit extracts improve glucose tolerance and reduce insulinemia in rats and in humans. FASEB J. 29(12):4783-4793

 

本文原出自臺灣大學科學教育發展中心其他單位需經同意始可轉載。

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葉綠舒
262 篇文章 ・ 9 位粉絲
做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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糖尿病治療不只控制血糖,慎防心腎共病保護器官!
careonline_96
・2023/10/19 ・2408字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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50 多歲李先生有糖尿病,但是因為沒有明顯症狀,就沒有好好服藥,平時的血糖控制不甚理想。台灣基層糖尿病協會理事長李洮俊醫師指出,長期血糖超標會對心臟、腎臟造成傷害,所以患者在一次感冒之後,病情急速惡化,出現雙腳水腫,走路也會喘。

經過治療,狀況穩定下來後,患者才終於體會到控制血糖的重要性。李洮俊醫師說,由於有蛋白尿,且心臟功能、腎臟功能較差,所以有搭配口服 SGLT2i 抑制劑幫助控糖,希望在控糖的同時,也能夠發揮保護心、腎功能的效果。

想要把血糖控制好,除了按時服藥之外,還要做好飲食管理、規律運動,維持良好的生活習慣,並持續監測血糖。台灣基層糖尿病協會常務理事徐慧君衛教師說,因為糖尿病可能導致急性或慢性併發症,所以要留意各種併發症、定期接受檢查,才能早期發現、早期治療。

「長期處在血糖偏高的狀態,就像把心臟、腎臟、眼睛、血管、神經泡在糖水裡面。」李洮俊醫師說,「初期可能沒有明顯症狀,但是經過幾年後,便會出現併發症。」

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心腎共病問題多,嚴重影響存活期

糖尿病的共病很多,包括高血壓、高血脂、腎臟病等。李洮俊醫師說,糖尿病患中每 10 個有 6 個高血壓,如果血糖沒有控制好,將使心臟衰竭、心肌梗塞、腦中風等風險上升,影響存活期。

腎臟病算是台灣的國病之一,透析發生率與盛行率相當高,在全世界名列前矛,其中約有一半的透析患者是糖尿病所導致。李洮俊醫師說,根據統計每 10 個糖尿病病患就有 3 個合併腎臟病變。早期的腎臟病變是出現蛋白尿,若長期控制不佳,腎功能就會漸漸惡化,最後會進入透析。

腎臟與心臟兩者的關係非常密切,心臟衰竭患者的腎功能通常不太好,相反的,慢性腎臟病患的心臟功能也會受到影響。

想預防心腎共病,必須了解心腎共病的危險因子。心腎共病的危險因子包括高血糖、高血壓、高血脂、抽菸、肥胖、缺乏運動、家族病史等。李洮俊醫師說,最好把血糖、血壓、血脂控制在正常範圍,並調整生活習慣,譬如戒菸、規律運動、健康飲食、正常作息、充足睡眠等,才能改善整體的狀態。

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徐慧君衛教師說,「透過持續的衛教宣導,希望糖友與家屬都能認識糖尿病相關併發症,共同留意,並著手調整與改善。」

每天關心血糖,定期接受檢查

在血糖方面,一方面要按時服藥,做好飲食管理,並維持規律運動。另一方面便是定期接受檢查,包括抽血檢驗血糖、糖化血色素、血脂、腎臟功能等,尿液檢驗蛋白尿,眼底檢查評估視網膜的狀況。

「醫師在照顧糖尿病患的時候,都會盡量達到全人照顧,不只看血糖、糖化血色素,還會注意血壓、血脂,並定期安排心臟功能、腎臟功能、眼睛的檢查。」李洮俊醫師說,「提早發現慢性併發症的徵兆,才能及早介入治療。」

「慢性共病的篩檢是每個糖友的重要功課!」徐慧君衛教師提醒,「即使血糖控制得不錯,也必須定期追蹤檢查。」

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不只控糖,還要保護器官

隨著醫學進步,大家對於糖尿病的認識越來越深入,控糖的觀念也持續進化。除了達到血糖目標(飯前血糖:80~130 mg/dL、飯後兩小時血糖:小於 180 mg/dL、糖化血色素 HbA1c:小於 7%),還會希望能夠保護器官,減少併發症發生的機會。

目前的糖尿病藥物,例如 SGLT2i 抑制劑等,有助降低心血管疾病風險(包括心肌梗塞、心血管疾病相關死亡、缺血性腦中風等),也可發揮保護腎臟的效果,延緩腎功能惡化,減少腎臟相關不良事件(包括血液透析/腹膜透析、腎臟相關死亡等)。

李洮俊醫師說,因為研究顯示 SGLT2i 抑制劑對於具有心腎共病的患者有顯著幫助,所以若是糖尿病病人有心腎共病的風險因子,或是已有心臟衰竭、腎功能損傷(包括蛋白尿、腎絲球過濾速率下降等),醫師大都會處方具有器官保護功能的藥物。

保腎護心卓越機構,糖友照護好夥伴

「心腎共病是非常重要的併發症,必需積極預防與治療!」李洮俊醫師強調,「透過定期追蹤、篩檢找到病人,並使用合適的藥物幫助病人。糖尿病的藥物持續在進步,糖友要跟醫療團隊密切配合,千萬別聽信偏方!」

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台灣基層糖尿病協會致力於糖尿病照護,近年也持續積極推動「保腎護心卓越機構」認證。

李洮俊理事長說,「治療糖尿病不是只有看血糖,還需要針對各種併發症提供預防、篩檢。糖友們若對各種共病風險與慢性併發症有疑問,都可以就近到生活周遭的保腎護心卓越機構接受風險指數篩檢,讓專業醫療團隊成為您的慢性病照護好夥伴!」

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越南兩千年古早味咖哩?香料的食慾流動
寒波_96
・2023/09/06 ・3133字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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大多數台灣人對東南亞、南亞風格的香料不陌生,甚至有些常見的香料,不特別查詢還不知道起源於東南亞。

一項 2023 年問世的研究,調查將近兩千年前,越南南部的遺址,見到多款香料植物的蹤跡。證實那個時候已經有多款香料,從南亞或東南亞外海的島嶼,傳播到東南亞大陸。

很多香料,搭配是魔法。圖/參考資料3

越南兩千年古早味咖哩?

讀者們對咖哩(curry)想必都很熟悉,不過還是要先解釋一下。現今咖哩的定義範疇很廣,南亞、東南亞等地存在風味各異的香料混合料理,都能算是「咖哩」。此一名詞的讀音轉化自印度南部的泰米爾語,源自大英帝國對南亞的殖民,不過混合使用香料的料理,歷史當然更加悠久。

由澳洲國立大學的洪曉純率領的考古調查,地點位於越南南部的喔㕭(Oc Eo)遺址。這兒在公元一到七世紀,是「扶南國」的重要城市。這個政權以湄公河三角洲為中心,統治東南亞大陸的南部;柬埔寨的吳哥波雷(Angkor Borei)與喔㕭,為扶南國最重要的兩處遺址。

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東南亞大陸南部的喔㕭,與延伸的地理格局。圖/參考資料1

喔㕭地處湄公河三角洲的西南部,離海 25 公里。這兒一到八世紀有過不少人活動,四到六世紀最興盛。遺址中出土的 12 件工具,外型看來相當類似年代更早,南亞用於處理食物的工具。

進一步分析發現,工具上總共保存著 717 個澱粉顆粒,大部分年代可能介於距今 1600 到 1900 年左右的數百年間。不同植物產生的澱粉形狀有別,有時候可以用於識別物種,近年常用於考古學。

喔㕭遺址出土的研磨工具。圖/參考資料1

這批澱粉中有 604 個可以分辨物種,作為糧食的稻以外,還有八種常用於香料的植物,以薑科植物(Zingiberaceae)的存在感最高,包括五種:薑黃、薑、高良薑、凹唇薑、山奈;還有今日依然常見的丁香、肉豆蔻、肉桂。

解讀這些材料時必需注意,出土工具上能見到的澱粉,只是當年的一小部分,不能直接代表古代使用的比例,只能證明確實有過那些種類。

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越南南部,曾經相當繁榮的喔㕭遺址遠眺。圖/參考資料1

來自亞洲大陸:薑黃、薑、高良薑、凹唇姜、山奈

喔㕭遺址中出土數目最多的是薑黃(turmeric,學名 Curcuma longa)。薑黃的家鄉應該在南亞,早於四千年前的哈拉帕遺址中已經存在;後來薑黃向各地傳播,遠渡至地中海地區。這項發現則是東南亞大陸最早的紀錄。

台灣人大概對薑(ginger,學名 Zingiber officinale)更熟悉,薑可能起源於東亞與南亞,一路向西傳到歐洲。台灣飲食習慣中,薑不只是特定用途的香料,從海鮮湯中的薑絲,到餃子肉餡的蔥薑水與薑末,可謂無所不在的添加物(對!薑默默躲在很多食物中)。

另外三種比較少見的薑科植物,如今東南亞都有種植,包括高良薑(galangal,學名 Alpinia galanga)、凹唇姜(fingerroot,學名 Boesenbergia rotunda)、山奈(sand ginger,學名 Kaempferia galanga,也叫沙薑)。

香料考古的世界觀。圖/參考資料1

來自亞洲海島:丁香、肉豆蔻、肉桂

三種不屬於薑科的香料,如今台灣也都不陌生。肉豆蔻(nutmeg,學名 Myristica fragrans)原產於摩鹿加群島南部的班達群島。摩鹿加群島就是大航海時代歐洲人稱呼的「香料群島」,雖然算是東南亞外海的島嶼,不過靠近新幾內亞,和東南亞大陸有相當距離。

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丁香(clove,學名 Syzygium aromaticum)也原產於摩鹿加群島,早在公元前便已經傳播到歐亞大陸。越南南部的丁香應該是進口產品,不過無法判斷原本種在哪兒,是摩鹿加群島或更西邊的爪哇。

肉桂(cinnamon,學名 Cinnamomum sp.)可能源自好幾個物種,這回光靠澱粉無法準確判斷。不過從其餘植物遺骸看,喔㕭人使用的肉桂,大概是原產於斯里蘭卡,印度外海島嶼上的錫蘭肉桂(Ceylon cinnamon,學名 Cinnamomum verum)。

跨越空間,貫穿時間,香料的食慾流動

喔㕭出土的研磨器具上,除了澱粉還有另一種植物遺骸:植物矽酸體(phytolith),根據型態差異,也能用於植物的分門別類。棕梠、香蕉屬(Musa)植物的矽酸體,見證當時利用的植物種類相當多樣。

公元 1870 年,印度南部泰米爾的留影。 越南南部出土的工具,與她們使用的極為相似。圖/參考資料1

儘管缺乏直接證據,不過以常理推敲,東南亞大陸南部的喔㕭人,使用源於南亞的道具,研磨多款外地引進到當地種植,或是直接進口的香料植物,可能的一項目的,就是製作混合香料的咖哩料理。

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喔㕭遺址也保存許多稻米的碳化穀粒遺骸,稻米飯應該是當時菜單中的重要組成。我猜,當時的人會吃咖哩飯。

越南等地,香料搭配的魔法,顯然將近兩千年前已經存在惹。時至今日,和出土古物超過 87% 相似的研磨器具,依然有人使用。食慾流動的慾望,跨越空間,貫穿時間。

延伸閱讀

參考資料

  1. Wang, W., Nguyen, K. T. K., Zhao, C., & Hung, H. C. (2023). Earliest curry in Southeast Asia and the global spice trade 2000 years ago. Science Advances, 9(29), eadh5517.
  2. Researchers find evidence of a 2,000-year-old curry, the oldest ever found in Southeast Asia
  3. Curry may have landed in Southeast Asia 2000 years ago

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

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寒波_96
193 篇文章 ・ 1016 位粉絲
生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格《盲眼的尼安德塔石器匠》、同名粉絲團《盲眼的尼安德塔石器匠》。

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肥料、炸藥和香蕉裡都有它!對人體超級重要的「鉀」——《原子有話要說》
azothbooks_96
・2023/05/25 ・1052字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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植物灰燼中含有鉀,自古以來一直為人們所利用,因此草木灰燼就成了鉀的命名來源。鉀也是製造肥皂、玻璃、火藥等的原料。

可是,鉀遇到水會產生激烈的反應,具有容易產生化學反應的另一面。

維持神經及肌肉活性 人體中重要的微量營養素

再者,鉀也是人體每日所需的營養素之一,是維持神經及肌肉活性不可或缺的重要物質。當腎臟功能降低的時候,會造成體內的鉀囤積過量,恐導致身體產生機能障礙。但是一旦鉀不足,有時也會造成肌耐力低下或疲勞,出現高血壓等症狀,嚴重時可能連身體都法動彈。由於偏食或飲酒過量也是導致鉀離子不足的原因之一,單身的年輕男性要特別小心。

缺乏鉀離子的人要補充鉀,最簡單的方法就是吃幾根香蕉。香蕉除了含維他命和食物纖維之外,還有豐富的鉀離子,好處是攝取方式十分方便,即使香蕉加熱,營養也不會流失。

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圖/原子有話要說!元素週期表
圖/原子有話要說!元素週期表

化學性質活潑 容易發生化學反應

鉀對人體來說是不可或缺的礦物質,對植物也十分重要,因為鉀和氮、磷為肥料的三大要素。可是,鉀與鈉一樣,必須保存在石油之中(編按:鉀碰到水會爆炸)。

也可當做火藥使用(編按:因為鉀的化學性質非常活潑,容易和其他化學物質產生激烈的反應,有爆炸性且易燃),可做為火柴、煙火或是炸彈的材料。此外,氰化鉀雖然含有劇毒而小有名氣,但是也能用於金屬電鍍,在工業領域是很重要的物質。

【常溫狀態】固體 

【原子量】39.0983

【熔點】63.38˚C

【沸點】759˚C

【密度】0.89 g/cm3

【發現】1807 年,英國化學家戴維

【語源】阿拉伯文 al-quali,意思是草木灰燼,也是鹼的語源。英文名稱的語源也是草鹼(potash)。

——本文摘自《原子有話要說!元素週期表》,2023 年 4 月,漫遊者文化出版,未經同意請勿轉載。

azothbooks_96
53 篇文章 ・ 21 位粉絲
漫遊也許有原因,卻沒有目的。 漫遊者的原因就是自由。文學、人文、藝術、商業、學習、生活雜學,以及問題解決的實用學,這些都是「漫遊者」的範疇,「漫遊者」希望在其中找到未來的閱讀形式,尋找新的面貌,為出版文化找尋新風景。