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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

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!

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。

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:

  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
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做人一定要讀書(主動學習),將來才會有出息。

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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

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。

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。

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。

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。

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
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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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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

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。

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。

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糖友養成規律用藥的好習慣,掌握控糖要領避免併發症
careonline_96
・2023/05/11 ・2375字 ・閱讀時間約 4 分鐘

目前在醫院服務的洪女士,一年前於健康檢查時發現自己有糖尿病,但一開始在用藥上卻遇到了難題。

「剛開始工作繁忙,經常忘記吃藥,後來更因為吃藥有時會腹瀉、甚至有低血糖,我就沒有定期服藥。」洪女士說,「直到有一次身體不適,經過醫師說明後,才了解沒有規律用藥容易造成血糖波動,不僅容易發生暈眩、疲憊等急性症狀,長期下來還會傷及心臟、腎臟、眼睛等人體重要器官。現在透過與醫師溝通調整藥物,避免藥物副作用影響我的生活,讓糖化血色素從剛確診時超過 7%,降至 6.1%。」

了解按時服藥的重要性後,為了讓自己能養成習慣,便設定鬧鐘防止自己忘記服藥。洪女士說,有了這個鬧鐘後,我不再忘記吃藥,也開始上網找尋資料,學習調整飲食、培養運動習慣,能夠與糖尿病和平共存。

建議各位糖友如果對於糖尿病友任何問題,除了在回診時詢問醫師,也可以使用糖尿病衛教學會推出的「糖尿病智慧好幫手」,裡面除了簡單易吸收的資訊,還會不定時更新糖尿病的觀念,如果提問還能得到及時回覆,不用等到回診時才詢問醫師,也能確保資料的正確性。

「剛確診糖尿病時不要害怕,現在的糖尿病治療已相當完善,原本覺得困擾的低血糖等藥物副作用都有解決辦法。」洪女士說,「遇到任何問題都可以與醫師討論,找到適合自己的控糖方式,養成規律用藥的習慣,相信大家都能成為模範糖友!」

糖尿病是一個全身性疾病,最主要是因為胰島素的相對或絕對不足造成血糖過高。天主教若瑟醫院新陳代謝科賴良宗醫師指出,在胰島素和其他血糖藥物尚未發明之前,糖尿病是個不治之症,很快就會邁向死亡。胰島素和其他血糖藥物的發明,幫助血糖穩定,扭轉了無數糖友的命運。

飲食控制、規律運動對糖友非常重要,藥物亦是不可或缺的角色,賴良宗醫師說,糖尿病藥物的種類非常多,醫師都會綜合評估糖友的狀況,包含年紀、生活型態等,並依照治療指引給予建議,幫助糖友一步一步的把血糖控制好,達到預防併發症的目標。

談到藥物,很多謠言會指稱「糖尿病藥物會傷身」,而誤導糖友自行將藥物減量甚至停藥,賴良宗醫師說,現代藥物的研發過程非常嚴謹,無論藥效、副作用都會經過臨床試驗評估。為了讓糖友長期使用,血糖藥皆必須達到足夠的安全性。如果在服藥過程中有任何問題,糖友都可以提出來跟醫師討論,切勿自行停藥。

為了方便糖友取得正確資訊,糖尿病衛教學會也有推出「糖尿病智慧好幫手」LINE 聊天機器人,只要加入 LINE 好友,便能提問並獲得學會把關的資訊。

糖尿病有年輕化的趨勢,年輕糖友越來越多,因為工作忙碌或在意別人的眼光,一些剛診斷糖尿病的人更容易輕忽血糖問題,而沒有好好控制。賴良宗醫師說,其實糖尿病初期還是要進行飲食控制、規律運動、體重管理,並依照醫師的指示使用藥物。如果沒有和醫師配合,可能就會面臨很多不必要的併發症,例如心衰竭、腦中風、腎臟病變等。

糖尿病的藥物種類很多,也持續進步,賴良宗醫師說,因為糖尿病最主要是胰島素不足,所以早期糖尿病的藥物就是刺激身體產生胰島素。使用刺激胰島素分泌的藥物時,必須按時服藥、按時用餐,否則可能產生低血糖的狀況。

現在的藥物採用不同的機轉來控制血糖,因此低血糖的發生率相對少很多,甚至有的藥物根本不會造成低血糖,安全性也有經過大型臨床試驗證實,即使是肝腎功能不佳的糖友也有對應的藥物選擇。因為藥物種類很多,醫師會綜合糖友的血糖狀況、生活型態、對治療的期待等因素制定合適的治療方案,幫助糖友達到控糖的目標。

「我們都一再提醒糖友,有問題要提出來討論,不可以擅自停藥。」賴良宗醫師強調,「自行停藥會讓血糖高高低低,對身體很不好。糖尿病併發症的發生,除了和血糖過高有關,也和血糖的波動有關。一旦出現併發症就難以逆轉,小血管病變如眼睛病變、腎臟病變,大血管病變包括心血管病變、腦中風、周邊血管病變,嚴重會失明、洗腎、截肢,甚至危及性命。」

讓糖友願意規律用藥一直是臨床上的挑戰,賴良宗醫師說,我們必須盡量引發動機,讓糖友理解控制血糖的目標在於減少併發症的出現。幫助糖友養成習慣,比較能維持治療。

如果因為工作忙碌,很容易忘記吃藥,可以考慮設定鬧鐘、使用手機 APP 提醒、或安排藥盒,這些都是能夠幫助規律用藥的實用小工具。

台灣的糖尿病病人中,糖化血色素能夠控制達標的比例大約 4 成,仍有進步空見,希望透過引發動機、養成習慣,希望能讓更多的糖友達成控糖目標!

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