跳到主要內容

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!

本文版權為台大科教中心所有,其他單位需經同意始可轉載)

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

留言

這個網誌中的熱門文章

怎麼辦到的?變形藤(Boquila trifoliolata)模仿塑膠植物

  左:原來的葉片。右:模仿的葉片。圖片來源: 期刊 之前我們提到過一種奇妙的植物「變形藤」( Boquila trifoliolata ),它原產於南美洲智利中、南部與阿根廷。在2014年就被發現它 為了減少自己被吃 ,發展出奇妙的變形能力:爬到誰身上就長得像誰。 後來在2021年 發現 ,它不只是形狀學得像,連人家身上一大半的細菌都搬過來了。這就奇妙了。 為什麼「變形藤」能夠學得這麼像呢?是寄主植物釋放了揮發性化合物?還是寄主植物跟它進行了基因的交換?還是它真的能「看」? 研究團隊這次用了塑膠植物給它模仿。塑膠植物沒有基因、也不會釋放揮發性化合物,這樣就可以排除前兩個因素了。 結果「變形藤」還是學得維妙維肖,而且,一個月以後,它還學得更像。 難道它真的會「看」嗎?只能說這棵藤本植物真是太奇妙了。 參考文獻: White J, Yamashita F. Boquila trifoliolata mimics leaves of an artificial plastic host plant. Plant Signal Behav. 2022 Dec 31;17(1):1977530. doi: 10.1080/15592324.2021.1977530. Epub 2021 Sep 21. PMID: 34545774; PMCID: PMC8903786.

植物界的變色龍Boquila trifoliolata如何模仿?

  圖片來源: 維基百科 信不信植物界也有變色龍?原產於南美洲智利中、南部與阿根廷的藤本植物 Boquila trifoliolata 在攀爬到其他樹上時,葉片的形狀會從原本的長鈍橢圓形三出複葉改變為宿主植物的形狀;甚至當它從一種植物攀爬到另一種植物時,葉片的型態也會跟著改變。 過去的研究發現, Boquila trifoliolata 之所以做這樣的改變,可能是因為 可以讓它避免被吃 。但是到底「變色龍藤」是怎麼「看」到它攀爬上去的植物長什麼樣子呢? 最近發表在Scientific Report上的研究發現,「變色龍藤」可能是從「宿主」的菌群(microbiota)得到資料。研究團隊收集了「變色龍藤」模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)、沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT),以及「宿主」的菌群(RS)。結果發現,沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT)與「宿主」的菌群(RS)之間只有共享了79個獨特的OTU(操作分類單元,可能代表細菌的屬或種),但模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)與「宿主」的菌群(RS)之間卻共享了255個獨特的OTU!更有趣的是,沒有模仿「宿主」的葉片上的菌群(BT)與模仿「宿主」的葉片上的菌群(BR)間也只共享了33個OTU。 這個結果顯示了,「變色龍藤」能模仿「宿主」的型態,與它們之間共享的菌群高度相關。但是究竟「變色龍藤」是如何從這些菌群得到資料?這就有待進一步的研究了。 參考文獻: Gianoli, E., González-Teuber, M., Vilo, C. et al. Endophytic bacterial communities are associated with leaf mimicry in the vine Boquila trifoliolata. Sci Rep 11, 22673 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-02229-8

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? 圖片來源: 農委會 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 。