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酒裡的惡魔:喝酒後想睡、頭痛的罪魁禍首—《酒的科學》

商周出版_96
・2016/12/29 ・3547字 ・閱讀時間約 7 分鐘
  • 編按:不論你啜飲的是清酒、精釀啤酒、單一麥芽威士忌,或卡本內蘇維濃葡萄酒,當你真正了解杯中魔液的來龍去脈,飲酒將變得更饒富趣味!一萬年來,人類的製酒技術不斷精進;然而,現代科學家對酒中微妙生化反應的解析才剛剛展開。喝酒後許多隨之而來的身體反應,例如想睡、頭痛,甚至喝多了上癮、中毒,這到底是酒裡面哪些「惡魔」在搞鬼?

我們一路探討著乙醇對身體及心理的影響,但別忽略了酒中的一些其他物質也會在心理層面造成影響。有些人說龍舌蘭酒會造成身體不適,或是喝了紅酒會頭痛,那是酒中的同屬物在作怪,而酒中同屬物的種類及多寡因酒而異,對大腦和身體的影響也隨之不同。

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有些人說龍舌蘭酒會造成身體不適,或是喝了紅酒會頭痛,那是酒中的同屬物在作怪。圖 / By openDemocracy @ flickr, CC BY-SA 2.0

聽說,梵谷是因為苦艾酒中毒而自殺?

說到含有對身體不利同屬物成分的酒類,苦艾酒或許是最惡名昭彰的一種。在二十世紀之初,法國人每年喝下 950 萬加侖的苦艾酒(相當於 4,800 萬瓶),有一陣子,它甚至成為放浪形骸的享樂主義者的代名詞。

苦艾酒使用一種蒸餾酒做為基酒,可能來自單純的伏特加,或是本身已具風味的白蘭地,然後再添加藥草或植物調味。主要的成分是茴香;在這方面來說,它就像希臘的茴香烈酒(ouzo)、土耳其的雷基酒(raki)、薩布卡琴酒(Sambuca),以及其他甘草提煉的歐亞地區烈酒。添加的藥草也包括蒿草(wormwood,又名蠕蟲木,苦艾酒的主要成分),裡面含有少量的側柏酮(thujone),可以讓人陷入迷幻。在二十世紀初,側柏酮被當成「苦艾中毒」的罪魁禍首,據說受害人會出現類癲癇症狀,窮凶惡極又具危險性。(就在不久前的 1989 年,美國《科學人》雜誌(Scientific American )上還有位研究者撰文表示,名畫家梵谷就是因為苦艾酒中毒而自殺的。)早在 1915 年,歐洲大部分國家和北美地區更將苦艾酒列為非法飲料。

各種爭議在雞尾酒歷史中如潮水般此起彼落。不論如何,缺了苦艾酒,你就調不出「亡者復甦二號」(Corpse Reviver #2,以琴酒、君度橙酒〔Cointreau〕、公雞美國佬〔CocchiAmericano〕、檸檬汁及苦艾酒調製──有些人會喜歡用麗葉酒〔Lillet〕代替公雞美國佬),甚至也調不出道地的「賽澤瑞克」(Sazerac,材料包括裸麥威士忌、裴喬氏苦精〔Peychaud’s Bitters〕、方糖及苦艾酒──公認是有史以來最早的調酒)。至於隨後出現的不含蒿草成分的苦艾酒替代品,像是保樂茴香酒(Pernod),可能只配用來料理白酌蝦。

苦艾酒是因側柏酮而「毒」?

所以到了 1990 年代,紐奧良有位名叫泰德 • 布里克斯(Ted Breaux)的愛酒人士一頭栽入了為苦艾酒洗刷冤屈的行動。他執意弄清楚,禁令頒布前的苦艾酒配方中,側柏酮的含量是否真能致人瘋狂。他花了幾年的時間,收集有關苦艾酒的相關素材與用具──包括用來將方糖懸於杯上的鏤空湯匙、透過瓶口讓水流經方糖溶入苦艾酒的精美玻璃器皿等。後來,布里克斯還找到一份禁令發布前製作苦艾酒的公認範本。他照著這本冊子製作了一些,結果做出來的酒難以下嚥,讓他百思不解。

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用來將方糖懸於杯上的鏤空湯匙。圖 / By Kim @ flickr, CC BY-NC 2.0

最後,布里克斯終於透過管道買到一瓶貨真價實的苦艾酒。他用注射器穿過瓶塞吸取了一點品嘗。比起他之前做的那些酒,這真是輝煌的一刻。他這瓶禁令前的苦艾酒「質地一如蜂蜜,具有獨特的草本花香,酒體溫和圓潤,有別於一般烈酒。」布里克斯接受《連線》雜誌訪問時如此說道。

他又找到了幾瓶禁令前的苦艾酒,接著他四處奔走,為這些酒做氣相層析儀檢定,並設法透過實驗機構進行配方的逆向工程分析,終於鑑定出一個幾乎與禁令前版本完全相同的結果──檢驗過程中也發現,禁令前的苦艾酒中,側柏酮的含量大約只有百萬分之五,遠不至於讓人產生幻覺,但酒精濃度卻高達 140 酒度(70%)。如此也足以解釋,為什麼有些人在長期飲用後引起身體抽搐,甚至出現自殺傾向。

  • 苦艾酒的特徵頗令人玩味:它的酒體呈半透明狀、帶點綠色,摻水後酒液轉呈混濁,幾乎接近乳白色。各類茴香酒,例如苦艾酒、希臘茴香酒,或是法國茴香酒,都含有一種油狀主要同屬物,稱為茴香腦〔anethol〕。剛從瓶中倒出時,酒液中的乙醇和水維持著平衡狀態。若是添加更多的水,乙醇會脫離茴香腦油而消溶於水,產生較大的液態顆粒。於是,瞬間形成的乳液色澤,使得酒液從半透明變成了完全不透明。

就算苦艾酒中的側柏酮尚未達到致命的劑量,也不能將它的其他同屬物等閒視之。

喝酒後會疲倦,原因是什麼?

1960 年代晚期的一項實驗中,研究人員讓受測者分別飲用伏特加、波本威士忌,以及充滿各種同屬物的「超級波本」威士忌(研究人員並未鑑定出是哪些同屬物)。結果受測者的血中酒精濃度大致相同,腦電圖上也呈現相似狀況──出現較多波幅小的阿爾法波活動,看來就如同疲勞時的反應。不過,此般效應在喝了超級波本的那一組受測對象身上持續得特別久,也更加明顯。

那麼,原因為何呢?或許是組織胺造成的,那是一種過敏反應物質。許許多多的研究不斷探討著各種酒類中組織胺的多寡,但不論是紅葡萄酒、白葡萄酒、清酒或啤酒,多少都含有一些組織胺。有的研究指稱紅葡萄酒的組織胺較多,但也有其他報告表示各種酒類其實都差不多。

也有人懷疑酪胺(tyramine)的嫌疑最大,它似乎不是發酵作用的產物,而是製酒過程後半段產生乳酸的細菌所為──也就是說,加工過程裡出現的微生物。有些葡萄酒釀造者會利用它們的特性,將發酵後可能造成口感生澀的蘋果酸剷除,讓紅葡萄酒的口感滑順。一般來說,唾液中的酵素能夠分解酪胺,讓它沒有機會造成危害,不過有些人無法產生足夠的酵素,也有些人服用的降血壓藥物會阻斷酵素生成。對這些人來說,酪胺的效應可能令人相當難受。

在人體中,酪胺的分子結構會轉變,能夠滲入儲存正腎上腺素(norepinephrine)這種使人興奮的神經傳導物質的蜂巢組織中,並將正腎上腺素逼入體內,刺激心臟加速搏動,讓人亢奮。即使你能分泌足夠的酵素,酪胺仍然可能像乙醛一樣,讓你出現臉紅及噁心的徵狀。有些研究(同樣也是個案)指出,不論紅葡萄酒或白葡萄酒,酪胺的含量都不高;又有研究說,紅葡萄酒的酪胺含量比較高。科學的陪審團在此不予置評。

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有些研究指出,不論紅葡萄酒或白葡萄酒,酪胺的含量都不高;又有研究說,紅葡萄酒的酪胺含量比較高。科學的陪審團在此不予置評。圖 / By Steve Corey @ flickr, CC BY-NC-ND 2.0

喝紅酒特別容易頭痛?

就個人經驗來看,我知道有不少人喝了紅葡萄酒後頭痛,會特別怪罪酒中的亞硫酸鹽,雖然有點道理……但是可能性不高。在所有人口當中,的確有一小部分會因亞硫酸鹽而出現氣喘,甚至頭痛的反應,而就生理機制而言,亞硫酸鹽的確也有可能促發組織胺釋出。然而,紅葡萄酒所含的亞硫酸鹽,其實「低於」白葡萄酒。

假如你真想找出酒後頭痛的化學元凶,我會建議你偵訊另一名嫌疑犯── 5-羥色胺(5-hydroxytryptamine),也就是我們常聽到的血清素。它是大腦中用途廣泛的神經傳導物質,主導許多重要功能,包括情緒調節。精神科用藥中的百憂解(Prozac)是一種選擇性血清素再回收抑制劑(selective serotonin reuptake inhibitor);它可以加強腦中血清素的效能。

紅葡萄酒可以誘使血清素釋出,並且比白葡萄酒的效率高,而且紅葡萄酒跟百憂解一樣,會在神經元的突觸部位抑制血清素的回收。它會阻斷受體吸納血清素的作用,尤其對一種稱為 5-HT1 的亞型受體而言特別明顯。另外,許多廣為普及、藥效極佳的偏頭痛處方藥,例如翠普登(triptans,以葛蘭素史克藥廠〔GSK〕旗下的 Imitrex 品牌販售)正是對這種受體進行作用。當然,這樣的結果並不讓人感到意外。而大約三分之一的偏頭痛患者表示,喝了紅葡萄酒後頭痛就會發作。

總之,飲酒對人的影響,不單是因酒而異、因人而異,也因時而異──即使乙醇含量一致。令人感到難解之處,並不在於各種出其不意的現象,反倒在於酒在分子機制或神經迴路層面上的不按牌理。處理其他濫用藥物的行為時,都有可以依循的模式和清楚明暸的參考作法,也較能掌握結果。酒精飲料則全然不同。它毫無章法,也沒有模式可循。


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本文摘自《酒的科學:從發酵、蒸餾、熟練至品酩的醉人之旅》,商周出版。

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「精液求精」的果蠅!情慾交流後擇偶變得更挑剔?

寒波_96
・2021/09/18 ・4154字 ・閱讀時間約 8 分鐘

繁衍後代是生物的大事。動物在兩性生殖行為中,耗費資源比較少的那邊(通常是男方),一般沒那麼在意對象,更重視多多嘗試,啊嘶~;耗費資源更多的那邊付出較多(通常是女方),會更加謹慎擇偶。

然而,謹慎過頭也有風險,等呀等呀等呀,萬一一直等不到夠好的對象怎麼辦!?

等到花兒都謝了⋯⋯圖/GIPHY

一項新發表的研究報告指出,女果蠅有一套巧妙的調節方式,會在交配以後改變行為,從來者不挑變得挑剔,藉此平衡兩種擇偶策略的風險,甚至調和兩性利益的衝突。

交配不一定受精,「精液求精」的果蠅

果蠅有好幾千種,這兒說的是最常見,會在垃圾桶出沒的「黃果蠅(Drosophila melanogaster)」,也是研究眾多,廣泛使用的模式動物。

打字的時候,「精益求精」很容易打錯成「精液求精」,不過這用在果蠅身上卻是正確的。果蠅在情慾交流時,由男生求偶,女生同意才能進行。交配後女生不需要馬上受精,可以將精子先存起來,再找對象交配,追求更精英的精液。

理論上,由於不用立刻受精,可以精液求精,所以女果蠅能透過切換擇偶策略,解決「求有又要求好」的矛盾。當果蠅還是處女的時候,她們不挑對象,碰到男生就接受,先搜集精子;之後再提高標準,遇見更優質的男生才答應再度交配,獲得更棒棒的精子。

理論未必符合現實,不過新論文透過一系列實驗證實,理論的預測是正確的。

對女果蠅而言,交配只是增加一個機會,不一定要受精。圖/Why fruit fly sperm are giant

有性經驗之後,擇偶變得更挑

黃果蠅有好幾款品系,這項研究用的女生是 Canto-S,男生選用來自非洲西部的 Tai,以及荷蘭的 Netherland(簡稱 NL)。實驗發現,處女果蠅選擇兩者的機率差不多,但是再度交配時,她們卻幾乎只會選 Tai。

也就是說,沒有性經驗的女果蠅比較不挑對象,有性經驗後變得更挑。這有兩個可能原因,第一個是:沒有性經驗的處女果蠅還不懂男生優劣,要在交配過有經驗以後,才懂得挑選好對象❤️

處女果蠅不挑男生,Tai 和 NL 獲選的機率差不多;之後卻幾乎只選擇 Tai 男生。圖/參考資料 1

果蠅交配時,隨著精液進入體內的除了精子,還有一些其他物質,如「性胜肽」(sex peptide,簡稱 SP);而女生的性胜肽受器(SP receptor,簡稱 SPR)接收後,會改變某些生理狀態。

比較發現,「沒有性胜肽受器的女果蠅」,再度交配時不會變得更挑剔;而處女果蠅和「缺乏性胜肽的男生」交配後,再度情慾交流時的擇偶標準,仍然跟處女時一樣。

所以,由這些實驗看來,女果蠅交配後擇偶變嚴格這回事,和性經驗無關,光有性經驗不足以改變行為。因此另一個可能才對:女生變得更挑,是神經化學反應所致。

公式化,不浪漫 QQ 💔

處女果蠅更容易被性刺激,交配後不那麼敏感

女果蠅交配以後,受到性胜肽影響,體內的賀爾蒙「青春激素」(juvenile hormone ,簡稱 JH,也翻譯作保幼激素)會增加,有促進卵細胞生成等效果。

模擬青春激素的 methoprene,讓處女果蠅的偏好變得更強。圖/參考資料 1

擇偶行為的改變,跟青春激素有關係嗎?有種叫做 methoprene 的化合物,化學結構和青春激素很像,可以模擬青春激素的作用。研究發現,餵食 methoprene 給沒有性經驗的果蠅,結果她們也變得更挑,證實青春激素會影響擇偶標準。

女生挑男生,必需懂得分辨,女果蠅怎麼分辨男男間的不同?果蠅用體外的訊號分子——費洛蒙來溝通。實驗指出,缺乏嗅覺受器神經元 Orco 的突變果蠅,不會在有性經驗後變得更挑,表示訊息是透過嗅覺相關的神經訊號傳達。

果蠅有很多個嗅覺神經元,分別接受不同外在刺激,接通不同線路。之前知道黃果蠅女生,有 3 個嗅覺受器(olfactory receptor)對男生的費洛蒙會起反應:Or47b、Or67d、Or88a,而實驗得知,其中只有 Or47b 突變後會改變擇偶行為,可見它應為關鍵。

測試 Or47b 神經元被棕櫚油酸刺激的程度,比起處女果蠅,交配後的女生反應更不敏感。圖/參考資料 1

實測不同的化合物後發現,神經元 Or47b 會對棕櫚油酸(palmitoleic acid)起反應,因此棕櫚油酸可以作為費洛蒙的角色。有趣的是,女生情慾交流過後,Or47b 再被棕櫚油酸刺激時,敏感度會下降一半。

也就是說,棕櫚油酸是男生激發女生性慾的一種訊號;而女生交配過後,對棕櫚油酸的敏感度會降低,有力地解釋了為何她們不再那麼容易接受男生。

而 NL 男生不受歡迎的原因也找到惹:他們的棕櫚油酸含量只有 Tai 男生一半;若是人為替 NL 男生外掛棕櫚油酸,他們被非處女果蠅青睞的機率也會上升。

相對來說,如果弱化青春激素的受器功能,交配後的女果蠅也會傾向在處女時不挑的狀態。

先交配再精液求精,兼顧求有以及求好

綜合上述實驗推論,處女果蠅的嗅覺神經元 Or47b 較為敏感,只要男生有棕櫚油酸就會接受。交配以後,青春激素的增加使得 Or47b 不再那麼容易被刺激;所以只有棕櫚油酸較高,性吸引力夠強的男生才會被接受。

大致是這個過程:處女果蠅交配以後,來自男生的性胜肽,讓女生的青春激素變多,影響嗅覺受器,降低性刺激的效果,使得女果蠅改為選擇費洛蒙更多的男生。圖/參考資料 2

演化上,這對女生有利,有效解決「求有或是求好」的矛盾。

求偶時女果蠅掌握主動,又可以儲存精子。比起一開始就精挑細選,更穩當的擇偶策略是,見到男生就先交配,蒐集一批精子,之後再「精液求精」挑選更好的對象,有更好的就用更好的;沒有的話,反正已經確保有精子可用。

擇偶行為的切換,對果蠅整體也有幫助。族群密度高,個體很密集的時候,男孩紙們競爭激烈,可供選擇的對象較多,女生可以慢慢挑,「一定有,就求好」,維持族群品質。

相對地,假如族群蠅口稀疏,沒什麼對象可以選,女孩紙至少先交配一次的設定,也能增加族群延續的機率。

倘若果蠅進入新的地盤,沒什麼同類可以情慾交流,「先求有」也有助於在新環境建立基礎,不容易滅團。

女男調控不同,解決兩性矛盾

論文這番推論聽起來非常合理,但是還有個需要解釋的環節。求有和求好的平衡,既然靠青春激素驅動,那麼我們也不能忽略,其實黃果蠅男生也有青春激素,而且作用和女生相反。

女生青春激素增加的效果是降低性慾,擇偶更謹慎;但男生的青春激素變多之後(一般會隨著年齡上升),效果反而是增強性慾。

由於生殖時付出的成本不同,女生和男生的利益有別。顯而易見,如果青春激素在兩性都促進性慾,對女生是傷害;可若是都抑制性慾,便換成男生不利。

實際觀察到青春激素「促進男生,抑制女生」的作用方式,確實是調和性別衝突(sexual conflict)的辦法。

果蠅有個調控基因表現、造成性別差異的轉錄因子 Fruitless,主要在神經系統作用。其蛋白質在兩性間會形成不同款式,男生版為 FruM,女生版則是 FruF。

男果蠅的青春激素增加後,男生版的 FruM 表現上升,刺激下游的離子通道 pickpocket25 表現(簡稱 ppk25),繼而增加嗅覺受器 Or47b 的敏感度,增加性欲。啊嘶~啊嘶~啊嘶~

女生不同。女果蠅的青春激素增加後,女生版的 FruF 表現同樣會上升,但是離子通道 ppk25 不為所動。這就使得 Or47b 的敏感度下降,達到抑制性慾的效果。啊~嘶~

目前仍不清楚,女生如何控制 Or47b 的敏感度,只能確定與男生的調控方式不一樣。同一個基因、訊號、刺激,在女生與男生的角色有別,便有可能造成兩性衝突,必需被紓解;而常見方式是,生物會透過兩性有別的機制調控。

值得一提的是,不少昆蟲其實都有青春激素,我們也已經知道它在不同情境扮演眾多角色,而這回又新得知一種;同一種化學物質,可以衍生出不同的用法,不侷限於一項功能,正是生命千變萬化的原因之一。

女果蠅擇偶行為的改變,和交配後不需要立刻受精密不可分;那麼,不能延遲受精的動物,又採取什麼手段,兼顧求有與求好的目標呢?這將是有趣的探討方向。

延伸閱讀

參考資料

  1. Kohlmeier, P., Zhang, Y., Gorter, J. A., Su, C. Y., & Billeter, J. C. (2021). Mating increases Drosophila melanogaster females’ choosiness by reducing olfactory sensitivity to a male pheromone. Nature ecology & evolution, 1-9.
  2. Escaping the choosiness trap
  3. Fruit flies lose their virginity lightly – and then become choosy

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
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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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