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跨動物與植物的賀爾蒙:ABA (abscisic acid)

ABA。圖片來源:wiki
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。

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)。

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,研究團隊拿了杏(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。

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。

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),第三名才是杏;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!

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參考文獻:

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

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

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吃到含植物生長激素的水果會性早熟?

今天看到一則新聞「激素催熟鳳梨! 吃多恐性早熟」,害我出考題出到一半又要分心來處理這件事。

這則新聞裡面言之鑿鑿地說:

為了讓兩年生鳳梨,提早賣個好價,有不肖果農在鳳梨心施打生長激素,讓鳳梨變大又變甜,吃進肚子裡,尤其對孩童,可能影響荷爾蒙,導致性早熟

看了真的讓人不知道該說什麼才好。鳳梨的外皮極硬,要「打」生長素進去,筆者不知道要用什麼樣的工具才辦得到;另外,果實的發育是整個一起長的,如果在成長的過程中用針筒之類的去注射鳳梨,整個果實都會停止生長,並非局部變黑。鳳梨局部變黑通常是因為果實發育的過程中氣候變化太劇烈(太熱是常見的原因),整園的鳳梨幾百顆,要用注射的,只能說打到天亮都打不完吧。

噴灑生長素是比較有可能的,植物也的確有生長素,不過植物的生長素真的會對動物有影響嗎?我們先來看一下會讓植物生長的激素們是什麼。

通常我們提到植物的生長素就是說IAA(吲哚乙酸,indole-3-acetic acid)。

吲哚乙酸在植物裡面有非常多的效用,包括讓莖延長、使果實單維結果(不用授粉)、植物的光趨性(通常翻成向光性,phototropism)也跟它有關。

吲哚乙酸的化學式是C10H9NO2,是個小分子化合物。

另外一類會讓果實長大的植物賀爾蒙是吉貝素(gibberellic acid, GA)。

無子葡萄常會用到吉貝素讓果實長大,主要是因為果實裡的種子是天然吉貝素的來源,無子的果實因為缺乏吉貝素會比較小,所以果農會噴灑吉貝素讓果實長大。

吉貝素的化學式是C19H22O6,比生長素大概大了快一倍,不過還是屬於小分子化合物。

但是不管是生長素還是吉貝素,筆者查了很多資料,都沒有提到可以刺激動物生長的活性。倒是合成的生長素2,4-D曾有一度被懷疑可能致癌,不過美國的環保署在2007年也已經宣布沒有任何證據支持它會致癌。2,4-D的化學式是C8H6Cl2O3,還是一個小分子化合物。

至於動物的生長激素呢?以人的生長激素GH1為例,它不是小分子化合物,而是一個由191個氨基酸構成的多肽。

上圖的每個小球就是一個原子,而植物的「生長激素」,不管是生長素、吉貝素還是合成的2,4-D,都是幾十個原子的小東西;動物的生長激素則是數千個原子的龐然大物,根據默克藥典(Merck Index),人的生長激素的化學式是C990H1529N263O299S7,跟植物的「生長激素」大大不相同,怎麼…

再談鳳梨謠言:提早採收是因為噴了「成長激素」?

說實在的,筆者談有關鳳梨的謠言已經談到不想談了;但是昨天(2016/5/28)聽女兒提起一個叫做什麼「台灣味道」(第二季)的節目,裡面竟然有種鳳梨的農民自己在黑其他的鳳梨農,說什麼「其他的農民因為有噴成長激素,所以鳳梨都要提早採收,不然會有酒味」,就讓筆者聽了一整個怒。

首先,現在已經沒有人在幫鳳梨噴生長素(auxin)了!至於什麼成長激素或是生長激素,更是沒有的事。這件事筆者的文章裡面已經講得清清楚楚,如果忘記了,可以再去複習幾次。
至於提早採收,是因為採收以後還要運輸到其他地方,所以一定會早點採收,不然運輸的時候就得放冷藏車,否則到零售市場一定會過熟!在遠足文化出版的「台灣的鳳梨」裡面也講得清清楚楚:「太早採收會影響品質,但採收得太遲,也可能有不耐儲運及老化、劣變等問題。一般而言,鳳梨的採收成熟度以果皮之轉色程度為指標,但轉色程度視採收時期、品種及果實質地(有經驗的農友可用果實敲擊反射音來判斷)而異,例如夏季可在剛轉色時採收,但冬季則應等到轉色達三分之二,甚至全轉色才採收,適口性才會比較好;又例如台農十八號及台農十九號的果實,在夏季時常有青皮黃的問題,如果等到轉色程度較高時才採收,則果肉已經過熟。」(第103頁)
讀者看到這裡,應該就了解,提早採收很難避免,至於提前多久,「若採收後立即或短期幾天內就要消費的果實,可在超過三分之一左右轉色後才採收,需經過一至兩週儲運後才消費的果實,則成熟度降低較適當。」(第103頁)
所以,提早採收跟有沒有噴什麼東東都無關,純粹是跟季節、品種、預計消費時間有關。說真的,個別的農友要怎麼種自己的農產品,大家都管不著;但是詆毀他人辛苦耕種的成果,這就可惡得很了。要讓自己的農產品銷路變好,應該要大家一起努力來開拓市場;而不是靠著造謠詆毀其他農友的心血!
參考文獻:
行政院農業委員會農業試驗所著。台灣的鳳梨。遠足文化出版。

關於蕃薯,你知道你吃的是什麼品種嗎?

蕃薯(Ipomoea batatas)從臺灣人的主食、轉變為副食、又轉變為飼料,最後在養生的風潮下,再度躍上餐桌,成為美食,可有人關心過,我們吃的蕃薯是什麼品種嗎?

上面這張照片裡的蕃薯,中間的TN57與TN66,就是台農57號與台農66號,是臺灣最受歡迎的兩種蕃薯喔!

台農57號在1955年由嘉義農試分所將日治時代培育出的台農27號與南瑞苕種(Nancy hall)雜交育成。它黃皮黃肉,目前還是全臺灣產量最大的蕃薯。口感鬆軟,適合烤、煮食或製作薯條。主要產地在雲林、台南、高雄。適合在四~十月間種植。台農57號還曾經隨著農技團飄洋過海到史瓦濟蘭去,協助他們解決糧食問題呢!

至於台農66號呢,就是所謂的紅心蕃薯啦!台農66號是1975年也是由嘉義農試分所選出,1982年正式命名。它是目前栽植最普遍的食用紅肉番薯。在臺灣,幾乎全年皆可栽種,秋冬作五個月可收穫,春夏作四個月就可以收穫囉!

最右邊的台農73號,就是現在所謂的「芋仔蕃薯」啦!它是在1990年以台農62號(♂)x清水紫心(♀)雜交後,在2002年選拔出優良子代CYY90-C17,並於2007年正式命名。由於肉色為深紫色,所以得到「芋仔蕃薯」的暱稱。本品種富含cyanidin 及peonidin 等花青素,具抗氧化功用。

至於常吃的蕃薯葉,則是以桃園2號與台農71號為主,這兩種葉菜蕃薯都不用撕皮就可以直接煮來吃,而且莖葉不易倒伏,方便農民採收喔!

如果您愛吃的是蕃薯的加工食品,如蕃薯餅、蜜蕃薯、蕃薯酥,其實他們大多也是用台農57號與66號來加工的喔!

參考文獻:

蔡承豪、楊韻平。2004。臺灣蕃薯文化誌。貓頭鷹出版。
行政院農委會。甘藷主題館