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貓薄荷讓貓皇帝龍心大悅的祕密

陸子鈞
・2014/02/13 ・1532字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 494 ・六年級

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貓皇帝可不單是貓奴這麼稱呼,牠們或許也真的覺得自己就像不可一世的皇帝,蹲據在衣櫃上、樓梯間、電視上,向下俯瞰紛擾的人世,散發一種渾然天成的孤傲氣質。但無論再怎麼端莊的貓,聞到貓薄荷之後,也會不顧形象地翻滾、磨蹭,就像嗑了藥一樣。究竟是為什麼貓薄荷會讓貓這麼High?

貓薄荷(Nepeta cataria),其實是一種荊芥屬的植物,和薄荷(Mentha)不同。早在200多年前,博物學家約翰雷(John Ray)就已經注意到貓薄荷會讓貓「幸福到想翻滾」,不過一直到了1960年代,才開始有科學研究這個現象。當時還是哈佛大學博士生的陶德(Todd, N. B.),是第一位用科學方法研究「貓薄荷狂熱」的科學家。

他發現,貓薄荷含有一種叫荊芥內酯(Nepetalactone)的化合物,是讓貓咪為之瘋狂的關鍵。荊芥內酯和公貓尿液中的某些代謝物相似,於是母貓聞了以後會有類似發情的反應 [1]。但是3年後,帕雷(G F Palen)和戈達德(G V Goddard)發表的研究則認為,荊芥內酯可以讓貓咪表皮更敏感,打滾可以讓牠們感覺舒服一些 [2]。無論是什麼原因,荊芥內酯確實是讓貓咪High的關鍵。

雖然陶德發現荊芥內酯和公貓尿液中的某些成分相似,但荊芥內酯卻不是像費洛蒙一樣作用。費洛蒙的感官是「犛鼻器」(vomeronasal organ, VNO),是在嗅覺以外的另一個化學受器。1985年一篇研究中,研究團隊移除了貓咪的犛鼻器,發現貓咪對貓薄荷仍然非常狂熱,但是移除嗅球後,貓咪就對貓薄荷明顯冷靜許多。因此,研究團隊認為,貓咪是藉由嗅覺接收到荊芥內酯,才引起古怪行為的 [3]。

貓咪要過了6個月大之後才會對貓薄荷有反應,但並不是所有貓咪都會對貓薄荷有反應,大約一成多的貓咪對貓薄荷無感。陶德觀察了84隻貓咪之後,在他1962年發表的研究中認為,貓咪對貓薄荷有反應,是一種顯性的體染色體遺傳,而且和毛色遺傳無關 [4]。就像中學生物課教的Aa×Aa普氏方格表(Punnett square)一樣,假如貓爸媽都是對貓薄荷有感的異型合子Aa,那麼就有四分之三的機會生下對貓薄荷有感的貓小孩。

此外,陶德也發現不只是家貓,其他野外的大貓,像是豹、山貓、非洲獅也會對貓薄荷有反應,實在很難相信印象中威猛的萬獸之王,會像小貓一樣翻滾、磨蹭。Hayashi曾經測試貓薄荷對數種動物的反應,包括狗、兔子、老鼠、豬…等等,結果發現只有貓會對貓薄荷有反應 [5],好在這項研究沒有讓貓薄荷改名。

大貓對貓薄荷狂熱的影片,來自Big Cat Rescue。

 

貓薄荷含有的荊芥內酯除了可以讓貓皇上龍心大悅之外,科學家還發現,荊芥內酯驅逐蟑螂的效果是市售驅蟲劑主要成分DEET的100倍 [6]。除了貓薄荷,西歐甘松香(Valeriana celtica)也含有荊芥內酯,還有被稱作木天蓼的葛棗獼猴桃(Actinidia polygama)、纈草(Valeriana officinalis)所含的獼猴桃鹼(actinidine)、草蓯蓉(Boschniakia rossica)的草蓯蓉醛鹼(boschniakine)和草蓯蓉內酯(boschnialactone)、睡菜(Menyanthes trifoliata)的mitsugashiwalactone ……等等植物,總共有14種化學分子已經被研究證實能引起「貓狂熱」。

有趣的是,有些蟲子也能讓讓貓為之瘋狂。像是隱翅蟲Cafius屬、Creophilus屬、Gabrius屬、Hesperus屬和Philonthu屬的種類,分泌出的化學防禦物質也含有獼猴桃鹼。不只是隱翅蟲,澳洲肉食蟻(Iridomyrmex purpureus)所含的dihydro-nepetalactone,或是阿根廷螞蟻(Iridomyrmex humilis)、北美螞蟻(Iridomyrmex pruinosus)體內的阿根廷蟻素(Iridomyrmecin)、異阿根廷蟻素(Isoiridomyrmecin)也能引起「貓狂熱」。

雖然科學解開了貓薄荷的秘密,但為什麼貓薄荷會帶有荊芥內酯又剛好能讓貓咪狂熱,或許就跟貓奴為什麼會對貓皇帝死心踏地一樣千年難解,卻又是個不爭的事實。

參考資料:

  1. N.B. Todd (1963). The catnip response. Doctoral dissertationHarvard Biological Laboratories.
  2. Palen, G. F., & Goddard, G. V. (1966). Catnip and oestrous behaviour in the cat. Animal Behaviour, 14(2), 372-377.
  3. Hart, B. L., & Leedy, M. G. (1985). Analysis of the catnip reaction: mediation by olfactory system, not vomeronasal organ. Behavioral and Neural Biology, 44(1), 38-46.
  4. TODD, N. B. (1962). Inheritance of the catnip response in domestic cats. Journal of Heredity, 53(2), 54-56.
  5. Hayashi, T. (1968). Motor reflexes of cats to Actinidia polygama (Japan) and to catnip (U.S.A.). Pages 351-358 in N. N. Tanyolag, ed., Theories of odor and odor measurement. N. N. Tanyolac, Istanbul.
  6. Catnip Repels Mosquitoes More Effectively Than DEET. ScienceDaily. [Aug. 28, 2001]
  7. Tucker, A. O., & Tucker, S. S. (1988). Catnip and the catnip response. Economic Botany, 42(2), 214-231.

原發表於UDN專欄

文章難易度
陸子鈞
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Z編|台灣大學昆蟲所畢業,興趣廣泛,自認和貓一樣兼具宅氣和無窮的好奇心。喜歡在早上喝咖啡配RSS,克制不了跟別人分享生物故事的衝動,就連吃飯也會忍不住將桌上的食物作生物分類。


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推理系動畫毒殺利器!——認識致命的「河魨毒」

Evelyn 食品技師_96
・2022/01/21 ・3364字 ・閱讀時間約 7 分鐘
  • 文/Evelyn 食品技師

早在兩千年前《山海經》就提到肺魚(河魨)[註 1]會毒死人;明代的《本草綱目》亦記載:「河魨有大毒,味雖珍美,食之殺人」,可知早在古代,大家就發現河魨肉的美味之處,也知道他擁有「劇毒」,甚至連動畫《名偵探柯南》都曾上演用河魨毒殺人的案件呢!(動畫第 226 ~ 227 集:戰鬥遊戲的陷阱)

河魨是媲美和牛的夢幻料理,為了一嚐美味連命都不要了!

在日本,河魨被視為珍饈佳餚,尤其河魨生魚片富含膠原蛋白、脂肪含量低、味道清爽鮮甜,口感爽脆帶勁,其美味足以媲美日本和牛,被認為是一生必吃一次的夢幻料理。

許多饕客無法抗拒河魨的美味,為了能嚐上那一口極品,即使冒著生命危險也在所不惜。史上因河魨送命的最知名案例,莫過於 1975 年日本國寶級歌舞伎演員八代目坂東三津五郎,在料亭師傅推薦下,吃了四份河魨肝(據說是河魨最美味的部位)後中毒身亡,成為食魨死士。

根據日本厚生勞動省統計,在 1959 年前,日本每年因河魨毒中毒死亡的人數超過 100 人,直至 1982 年後,中毒死亡人數才降至每年 10 人以下。主要是因日本政府推行「河魨料理廚師執照」,通過筆試與術科考取執照,才可以合法烹調河魨,使河魨毒中毒死亡率大幅降低。 

星斑叉鼻魨 Arothron stellatus(Bloch and Schneider)。圖/參考資料 1

相較之下,臺灣雖然沒有如此盛行吃河魨,但每年仍發生不少因誤食河魨而中毒的案例。筆者根據衛生福利部的歷年食品中毒資料統計,從民國 81 年至 109 年河魨毒中毒案件計有 33 案,患者總人數為 139 人,死亡總人數為 11 人,死亡率高達 7.9%。

民國 81 年至 109 年河魨毒中毒統計資料。資料來源/衛生福利部

分析主要原因是漁品產銷人員及社會大眾辨識河魨能力不足,為此,民國 101 年衛生福利部食品藥物管理署出版「臺灣常見有毒河豚(魨)圖鑑手冊」,整理臺灣常見之有毒河魨(參考資料 1),提供漁品產銷人員及社會大眾參閱,故民國 101 年後的中毒案件及人數確實有顯著下降。

河魨毒素究竟有多強?和「麻痺性貝毒」非常接近!

1909 年,日本科學家首次從河魨卵巢中分離出毒素,命名為河魨毒素(tetrodotoxin; TTX)。1964 年後,日本科學家們確定 TTX 化學結構。TTX 分子式為 C11H17O8N3,分子量為 319 Da,為河魨毒中毒性最強的主要化合物,擁有許多結構類似物(structural analog)[註 2],分子量與毒性強弱依結構型態而有所不同。 

河魨毒素(tetrodotoxin; TTX)分子結構及其結構類似物。圖 / 參考資料 5

其中以 TTX 毒性最強,小鼠口服之半數致死劑量 LD50 是 334 μg/kg [註 3],跟麻痺性貝毒的毒性十分接近(蛤蚌毒素 LD50 為 263 μg/kg)[註 4]。且不論是化學特性、中毒機制、毒性或治療方式,皆與麻痺性貝毒非常相似。

當 TTX 進入人體內組織後,會阻塞神經末梢細胞上的鈉離子通道,使鈉離子無法進入神經細胞,膜電位無法去極化 (depolarization),動作電位無法產生,使神經元失去傳導功能,進而造成中樞神經、知覺神經及運動神經麻痺。尤其當毒素量高時,迷走神經、血管運動中樞至橫膈膜皆麻痺,最後蔓延至呼吸神經麻痺而死。

TTX 潛伏期一般在 3 小時內(通常在 10 至 45 分鐘),潛伏期長短亦受進食毒素量影響。目前河魨毒中毒並無特殊之藥物可以使用,主要治療乃是支持性療法為主。如未產生呼吸衰竭,應不會造成死亡。但若患者已產生明顯之肌肉無力現象,則應隨時準備放置氣管插管,並以人工呼吸器幫助呼吸。亦可給予經稀釋的活性碳及輕瀉劑,以加速毒素排出。

而《名偵探柯南》動畫中,更是直接將河魨毒刺入人體動脈中,作用的速度和反應會比食用更快、更強烈。筆者估計死者應該當場暴斃,連症狀都來不及發生……也順便稱讚一下,那集茱蒂老師講解 TTX 的毒性資訊真的正確無誤喔!

這位是茱蒂老師(怕你忘記是誰)。圖/IMDb

河魨毒原來是細菌產生的!河魨怎麼不會被自己毒死?

河魨毒最早是發現於河魨因而得名,後來也被發現存在於其他脊椎生物中,包括蠑螈、蝦虎魚、箭毒蛙等;無脊椎動物包括海螺及章魚等。後來在河魨、有毒蟹類以及紅藻 Jania sp. 中篩檢出海洋菌株 Shewanella algaAlteromonas tetraodonis,並發現該細菌具有產生河魨毒的能力。

海洋菌株 Shewanella alga。圖/參考資料 5

後續有愈來愈多研究證實,河魨毒主要來源應是具產河魨毒能力之細菌,經由寄生或共生的方式,存在於生物體(如藻類、魚、蝦、蟹或貝等)中,河魨再透過食物鏈累積在其體內,而非河魨自己產生。河魨甚至還會刻意選擇具有河魨毒之生產能力的生物為食物,使毒素累積在體內,以肝臟、卵巢累積最多,腸道、皮膚次之,為一種特殊的防禦機制。

此外,河魨的肌肉中,因含有河魨毒結合蛋白(TTX-binding protein),可包覆河魨毒,參與河魨毒的運輸,使河魨對毒素耐受性高,才不會被自己毒死。

  • 延伸閱讀:盤點海洋中的「毒系寶可夢」!河豚、貝類有毒不是 they 的錯 ft. 食品技師 Evelyn【科科聊聊 EP71】

這批有夠純!河魨毒除了可以止痛,還可以被海豚拿去「吸」?

想不到的是,身為天然劇毒的河魨毒對生物可不全然只有害,有研究指出河魨毒由於具有抑制神經傳導的作用,可能有機會應用於醫療用途呢!

動物實驗的結果顯示,微量的河魨毒可作為局部麻醉劑,合併其他麻醉藥物一起使用,可有效延長局部麻醉時間;作為止痛劑使用,也能有效減輕受傷所造成的發炎反應、肌肉疼痛及神經性疼痛,且無其他副作用,比起嗎啡(morphine)更溫和。

當然,以上河魨毒的醫療應用,於人體實驗還需要進一步的研究。

另外英國《BBC》的自然紀錄片《荒野間諜》(Spy in the Wild)在南非拍攝到罕見的「海豚吸毒」景像。海豚們紛紛把河魨當成玩具亂丟亂甩,把河魨咬在口中「吸毒」,陷入恍惚的興奮狀態,並做出各種ㄎ一ㄤ到不行的行為,最後玩膩了才把河豚放走,是不是有夠像小屁孩呢!

海豚吸河魨毒影片截圖。圖/參考資料 7

不要拚死吃河魨!注意應避免食用來路不明的水產品

最後還是要呼籲,只要避免食用河魨或來路不明的水產品,即可有效避免河魨毒中毒。如果真的需要滿足口腹之慾而「拚死吃河魨」的話,建議先確認是否屬無毒魚種,並有效去除其內臟組織及皮膚。

若不幸食用河魨而中毒時,應先催吐使胃內容物排出,並儘速就醫,以免因中毒嚴重,造成呼吸衰竭而死亡。 

註解

  1. 河魨,常作河豚,古名肺魚。
  2. 「河魨毒」為 TTX 及其所有結構類似物的總稱;「河魨毒素」為 TTX;結構類似物(structural analog),是指一系列的化合物在主結構上大致相同,但部分結構會有一個或多個原子、官能基或子結構的不同,造成他們之間的化學特性可能不一樣,故河魨毒一系列類似物的毒性大小不會完全相同。
  3. 半數致死劑量(lethal dosage 50%; LD50),指在動物實驗中,使實驗動物產生百分之五十比例之死亡所需要化學物質之劑量。
  4. 麻痺性貝毒(paralytic shellfish poison)為一系列毒素總稱,其中毒性最強烈的毒素為蛤蚌毒素(saxitoxin)。

參考資料

Evelyn 食品技師_96
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國立大學食品科學研究所畢業,現為一名食品技師兼食品研發專員,對食品科學充滿熱忱。有鑒於近年發生許多食安風暴,大眾對於食品安全的關注越來越高,網路上卻充斥著不實資訊或謠言。希望能貢獻微薄之力寫些文章,讓更多人有機會認識食品科學的正確資訊!想獲得更多食品營養資訊可追蹤作者的粉絲專頁 https://www.facebook.com/profile.php?id=100066016756421