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人類的性費洛蒙

昆蟲藉由性費洛蒙的釋放來吸引另一半,以完成繁衍後代的任務。人類是否也會散發性費洛蒙,它在人體中的作用機轉又是如何?
 
 
 
費洛蒙(pheromone)是一種由動物體的外分泌腺所分泌且具有揮發性的化學物質,它可使同種動物不同個體之間透過嗅覺的作用傳遞訊息,產生行為或生理上的變化。這種化學物質的分子很小,可隨風飄曳,再藉空氣流動快速地傳播到各處。

最早證明昆蟲性費洛蒙化學成分的學者是慕尼黑大學的亞多福‧部提蘭德(Adolf Butenandt)教授,歷經30年的努力,在1959年以德文發表雌蠶蛾分泌性費洛蒙的研究成果。他共用了50萬隻處女蠶蛾才萃取出12毫克的性費洛蒙,經詳細分析後證實其化學成分是 (E, Z)-10, 12-hexadecadienol。至於人類是否有性費洛蒙?由於人類的嗅覺比昆蟲差很多,這種現象可以從人腦裡的視區及聽區比嗅區大很多而略窺一二,因此早期研究人類嗅覺的人很少。

正因為人類不使用鼻嗅器,所以在做雌雄味道差別時,雙方都聞不出另一方是否有分泌特異功能的化學物質,因此對人類是否有費洛蒙的問題,多數人持保留的態度。

後來在老鼠的鼻子內側發現了犁鼻器,經研究後知道它是鼠類各種費洛蒙的嗅覺器官。於是有人開始在人類的組織中仔細尋找,結果在鼻子下方找到了專司接收費洛蒙的嗅覺器官,但是它和老鼠的不一樣,並無神經接嗅球,也未與嗅區相聯。有人進一步發現這種組織只有在人類發育的早期,也就是胎兒時期才有,到了成人時期就已退化,不再具有任何功能,因此仍有人對人類是否會分泌性費洛蒙持存疑的立場。

豬烯醇與松露

第1個有充分證據說明哺乳動物也有性費洛蒙的例子,可能是豬與松露了。
  
在歐洲的森林地區,每年的冬季和夏季清晨,常看到有人帶著一、兩隻公豬在林地中逡巡,他們就是專業的採蕈人。最好的野蕈是松露,是法國料理中的頂級食材,非常珍貴。松露一般會在以松樹、橡樹等主樹根為中心的圓形外圍土壤裡成長,並發出一種像豬的性費洛蒙的化學物質-豬烯醇香氣,豬烯醇對公豬有很強的誘引性。

因此早期找松露的人,都是趕幾頭公豬到野外,藉由豬鼻子靈敏的嗅覺去找松露。一旦豬聞到地下有松露時,會以為有母豬在附近,牠就會站著不走,這時在該處挖一挖,就可以挖到寶貴的松露。

松露也是豬的美食,豬見到松露就會搶食,為了避免被豬搶食,現在也有人先用松露的氣味訓練狗,然後再以狗代豬的方法找松露,在歐洲各國以狗替代豬找松露也很成功。至於為何松露會分泌豬烯醇這種聞起來像麝香的物質,到現在為止只能說這是植物、動物與微生物在演化上殊途同歸的一個好例子。

人體的汗腺和費洛蒙

在組織學裡,人體的汗腺有二類,即局泌汗腺和外泌汗腺。局泌汗腺常和毛囊結合在一起,多分布在人體的腋窩、鼠蹊、陰部或乳頭周圍,在青春期開始產生分泌作用,分泌物的主要成分是油脂,經細菌分解後會發出異味,因此又稱為香腺。局泌汗腺的分泌量常受個體情緒的影響,例如在恐懼、煩躁、疼痛或各種方式的刺激時,都會誘發分泌量的增加。

外泌汗腺不和毛囊結合,幾乎分布於全身,但在前額、頭部和背部最多。這種汗腺的分泌功能從胎兒出生就有,只要體熱增加,就會快速運作而大量分泌汗液以發散體熱,因此外泌汗腺對體溫恆定的維持非常重要。

葛渥(Gower)等人在1988年發現在男人的腋窩汗液和尿液中,都含有一種化學物質,成分屬於固醇類,這類化學物質在男人腋窩的濃度比女人高出20倍,懷疑可能是男性的性費洛蒙。後來又檢驗出這種可能的男性費洛蒙主成分是 4,16-androstadien-3-one(簡稱為AND),屬於睪丸所分泌睪丸酮的一種衍生化合物。

另一種可能是女性的性費洛蒙,化學主成分為 estra-1,3,5(10),16-tetraen-3-ol(簡稱為EST),可由女人的尿液、腋窩及皮膚分泌物中萃取得到。實驗證明這種化學物質可引起男性的體溫、皮膚電阻、呼吸率和心跳率產生明顯的改變,以及讓鼻子內側的犁鼻器產生特殊的電生理反應。這些研究結果說明人類的局泌汗腺會分泌性費洛蒙,而且也是經由嗅覺訊息的傳導路徑影響異性間的生理反應。

正子放射斷層攝影術
  
正子放射斷層攝影術(positron emission tomography,簡稱PET)是一種非侵犯性、不需手術、不需麻醉、無痛苦也不必住院的高科技檢驗技術。它的原理是利用一個特殊的磁場器(迴旋加速器)產生兩種帶正電子的化學物質,一種是含氧同位素的氧-15放射性水分子(15O標記H2O,簡稱H215O),用來偵測血流量;另一種是含氟同位素的氟-18放射性葡萄糖(18F-2-deoxy-glucose,簡稱FDG或2DG),用來偵測細胞的代謝活動。

因為人體細胞(尤其是神經細胞)在正常運作時,必須依賴氧氣和葡萄糖的不斷供應,葡萄糖被氧氣氧化後才能產生細胞活動所需的能量。氧氣可以和紅血球中的血紅素結合,葡萄糖則會溶解在血漿中,二者都依靠血液循環來運輸,因此腦部某處的細胞活性高時,消耗的氧氣和葡萄糖就多,流到該處的血液就會多而快。換言之,腦部某處血流量的多寡,可以做為該處腦細胞活性高低的指標。

檢查血流量大小時,須先把H215O注入人體,使其流到腦部的血管內,腦細胞運作「忙碌」的區域,血流量較多,所含放射性水分子也較多。放射性水分子放出的正子和電子撞擊後會釋放出能量,產生2個光量子,這時利用PET就可以偵測到光量子的位置和數量,經轉換成影像後呈現在電腦螢幕上,供診斷或辨識之用。如果發現腦部的血流量特別少,該處就可能有腦血管阻塞的現象,如果要求受測者說話,可以發現大腦語言區的血流量會突然增加很多。

要偵測器官的病變,可以利用細胞的代謝來檢查。為了檢查某器官是否有癌細胞(代謝活動比正常細胞強很多),可以在這器官注射2DG,由於癌細胞細胞膜上擁有的葡萄糖運輸器,比附近的正常細胞多很多,因此2DG堆積在癌細胞的濃度會特別高。2DG中的氟也會放出正子,經與電子撞擊再釋出PET可偵測的光量子,PET藉由比較光量子的多少而看到腫瘤的位置。利用這種精密的檢驗方法,可以早期發現潛伏在人體內正在轉變的早期癌細胞。

在學術研究上,注射2DG可以顯示正常細胞的代謝活動情形,藉以判斷在某種刺激下(例如聞一聞費洛蒙),腦部哪些區域的細胞代謝活動會明顯增加,就代表這個區域和這種(費洛蒙)刺激有關係。另一方面,也可以用放射性水分子注射方法顯示血流量的多少,以研究費洛蒙在腦部的作用部位。利用這種最新的科技來解最古老的疑惑,可以了解人類是否真的能夠分泌費洛蒙,也能說明人類接受費洛蒙後的反應機制。

人腦對費洛蒙的反應

最近瑞典斯德爾摩卡洛琳斯卡研究中心的研究人員,利用正子放射斷層攝影術研究12位男性及12位女性,對男性費洛蒙AND、女性費洛蒙EST及空氣的反應,並記錄腦部血流量的變化。發現女性受試者聞到男性分泌的AND時,在下視丘的前腹側有明顯血流量增加的反應,但是聞到女性分泌的EST時,下視丘沒有血流量增加的反應,反而是在杏仁核處出現反應。男性受試者聞到女性分泌的EST時,也會在下視丘處產生血流量增加的明顯反應。

這個研究結果證明人類費洛蒙的作用部位在下視丘,下視丘在接受嗅覺神經傳入的異性性費洛蒙訊息後,可能利用第二訊息(cAMP)經由這通路傳遞消息。這一研究再次證明人類和低等動物一樣,都有利用性費洛蒙傳遞訊息的本能。

膽固醇與人類性激素

要維持健康,攝取的食物中須有足量的去氧核糖核酸、蛋白質、醣類、脂肪、維生素、微量元素等物質,其中屬於脂肪類的膽固醇更是不可缺少。飼養昆蟲時,如果飼料裡沒有膽固醇,昆蟲就無法蛻皮生長,這是因為昆蟲的脫皮素是由昆蟲吃進去的膽固醇代謝而成的。食物中雞蛋的膽固醇含量很高,平均每顆蛋有200~250毫克,成人每人每日膽固醇的需要量約為300毫克,因此一日一粒蛋膽固醇的攝取量就足夠了。

如今更進一步知道,人的肝臟和膽囊也能生合成膽固醇。人類為何需要這麼多的膽固醇呢?原來我們體內的內分泌激素,如男性激素(荷爾蒙)、女性激素(荷爾蒙)都是由膽固醇代謝而來的,其他多種類似的類固醇也是由膽固醇代謝而來。

1959年德國慕尼黑大學部提蘭德教授分析蠶蛾的性費洛蒙,並發現其化學成分以後,確認昆蟲的異性相吸是拜「性費洛蒙」所賜。然而對人類的「異性相吸」物質,則始終存疑。如今利用最先進的儀器證明人類也會分泌性費洛蒙,同時具備接受異性費洛蒙的器官與作用機轉,且證明人類的性費洛蒙都是由膽固醇經性激素代謝而成,即由男性激素代謝成男性費洛蒙,女性激素代謝成女性費洛蒙。藉由性費洛蒙作用機制的了解,得以進一步探討人類異性相吸的行為。
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