书城自然科学海之馈赠:海洋资源大观
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第8章 最大的粮仓:生物资源(4)

激光技术目前也被用于发现和测量海洋鱼群。激光在渔业探鱼上的应用,冲破了以往渔业探鱼模式,使海洋探鱼技术向信息化、集约化、现代化方向发展。美国发明的机载激光探鱼仪,可在飞机航速每小时100千米时使用。激光束覆盖宽度为75米,每小时探鱼搜索海面面积为12平方千米,飞机与激光雷达结合,能搜索大面积海域的鱼况,每小时可测70平方千米海面,约等于20余条渔船用超声波探鱼的速度,但在可探测深度上目前还要试验。美国国家海洋及大气管理局(NOAA)的科学家以激光技术进行试验,证明了激光在检测海水表层40米深范围内不同种类的鱼群方面是可靠的,这项试验用以检测激光作为一种常规的资源调查工具的可行性。

但上述的遥感探鱼都是用电磁波的方式,包括激光、红外、微波等,用它们能迅速得到整个地球表面的各种参数,包括海洋表层的参数,而要得到海洋深处的鱼群信息,只能用声波。它的传播衰减比电磁波小得多。

§§§第四节海洋生物资源的利用

紧随健康的脚步:海洋药物的开发

海洋约占地球表面积的70.8%,它与陆地共同承载着全球人口的重负。是人类的生命之源,人类物质资源都聚集在她的胸怀里。它有20多万种较低等的海洋生物物种,海生植物也有2.5万余种,是陆地上的5~10倍;海洋动物种数相当于陆地动物种数的3/5;而且海洋微生物品种也很多,之前,科学家经过研究发现一些地方。在平均每0.09平方米的海泥上就可以找到十多种新生物。海水中有近80种溶存的元素,陆地上稀缺的就有17种之多。所以,海洋是一个宝库,也是我们药物开发的最佳资源。

1.海洋药物发展现状

(1)传统海洋药物。海洋药业在不断地发展,现代海洋药物发展令人欣喜,而传统海洋药物中,至今还有些种类十分活跃,药典当中也有收载。《中华人民共和国药典》收载了瓦楞子、海藻、石决明、昆布以及牡蛎、海龙、海马和海螵蛸等10余个品种。另外像玳瑁、海浮石、海狗肾、鱼脑石和紫贝齿及蛤壳等也被收载。

(2)现代海洋药物。我国目前已确定的沿海药用生物有1000余种,也是应用海洋湖沼药物最早的国家之一。而我国现代海洋药物研究开始的却并不早, 1978年3月全国科技大会上,国家科委、卫生部采纳关美君研究员“向海洋要药”的提案之后才逐渐开始。

目前我国正式批准生产的中成药品种数量多,发展到了超过40个剂型,其中海洋药物参加组方的要高于700味,湖沼药物不少于1000味。所以,我国的海洋药物已成为一门独立的新兴学科,夯实基础,推动着海洋经济发展鼎盛时期的到来。

(3)扩大药物来源。加快和扩大药物的来源变得非常重要。我国海产养殖发展得很快,50年来,许多种海洋药用生物养殖成功,有的甚至开始了大面积的人工生产和工业化生产,不再是以前的完全依附于自然。所以扩大药物来源的重要途径之一就是加快海洋药用资源的养殖。

海带可以药食两用,我国的海带生产技术成熟,养殖也普遍,所以产量居世界第一。而像牡蛎、珍珠、海参、海胆、鲎和巨藻等海洋药用生物有也已实现人工养殖。

(4)海洋药物研究特点。近年来,海洋药物研究不断致力于新药和新产品的开发。目前我国已经研制开发并投入生产了许多海洋新药,而且取得了很好的经济效益和社会效益。

(5)海洋药物功效。有许多活性物质富含在海洋药物中,我国就有数十种。例如,从分离刺参体壁得到的刺参甙和酸性粘多糖等。我国产的许多海藻具有抗肿瘤作用,例如石莼、鹿角菜、肠浒苔、海黍子、萱藻、及刺松藻等;而抗癌物质在海贝类及棘皮动物中也有。

鲨鱼油、蛤素和海藻多糖等可以被用于医治心血管疾病;一些浒苔属的北极礁膜、鼠尾藻以及酸藻和钝顶凹藻等都具有这个作用;前列腺素及其衍生物也是抗癌活性物质,主要从柳珊瑚及海藻等生物中发现的。

社会发展越来越快,人们的生活水平也在提高,生活节奏的加快使人们开始关注健康问题。海洋保健食品的开发也越来越火,仅海藻类食品就有30多种。而我国沿海民间历来喜欢自制茶饮和冻粉以及冻胶等食品,它们可以被用来清热解暑以及消食、解毒等,而且还可以消除疲劳。

2.研究应用方向

(1)抗心血管疾病的药物。如今,医学界已经研究出了多种可供预防和治疗心血管疾病的药物,如萜类、多糖类……它们都可以抑制血栓形成和扩张血管。同时,医学家还发现其他一些海洋生物毒素,它们不仅强心,而且能降压,其中,研究最多的是河豚毒素的抗心律失常作用。

除此之外,还有很多不饱和脂肪酸、肽类和核苷类等物质。螺旋藻类可以很好地预防和辅助治疗高血脂和动脉粥样硬化。

(2)抗菌、抗病毒。在海洋中有很多微生物与动植物共同生存。事实上,这些微生物是一种丰富的抗菌资源,通过研究发现海洋微生物具有抗菌活性。到目前为止,从海洋生物中已分离出多种具有抗菌活性的化合物,如脂肪酸类、丙烯酸类、苯酚类、吲哚类……另外,我国开发出了多种海洋抗菌药物,如系列头孢菌素。

另外,还有一些被分离出的并在市面上出现的具有抗病毒活性的化合物,如萜类、核苷类、生物碱类、多糖类、杂环类……

(3)免疫调节。海洋具有免疫调节剂。例如,具有免疫调节活性的角叉藻聚糖,是来自大型海藻的硫酸化多糖的一大类成分,它被广泛用于肾移植的免疫抑制剂和细胞应答的修饰剂,起到了很好的作用。

(4)抗肿瘤药物。到目前为止,人们对很多癌症都无能为力,所以人类一直在探索如何治疗癌症。当然研究抗癌药物是大势所趋,然而,要想找到治疗癌症的根源还是要寄希望于海洋。因此,海洋研究的主要方面一直都是抗肿瘤活性物质。

如今,在海洋生物中已经提取了很多带有抗肿瘤活性的物质,如核苷酸类、酰胺类、聚醚类、大环内酯类等化合物,其中阿糖胞苷等已经被做成药物。当然,这项研究并不会终止,它会一直持续下去。

(5)消炎镇痛。从海洋天然产物中分离得到的最引人注目的活性成分是ManOalide,因为它可以用作磷酸酯酶A2抑制剂,在很久之前已经被作为抗炎剂使用于临床上。

(6)消化系统类。与西咪替丁相比,从海盘车中提取的海星皂苷和总皂苷对胃溃疡的愈合作用更好;壳聚糖衍生物对胃溃疡的疗效非常好,已进入临床试验。正因为如此,国内很多药厂配合中药制成的海洋胃药受到了消费者的喜爱。

(7)泌尿系统类。由于褐藻多糖硫酸酯具有多种作用,如抗凝血、降血脂、防血栓、抗肿瘤及改善微循环、抑制白细胞……所以,在临床上,它被用于治疗心脏、肾血管病,特别有利于改善肾功能、提高肾脏对肌酐的清除率。它最初是用于慢性肾衰及尿毒症的治疗,不仅有明显疗效,而且没有毒副作用,按国家二类新药,它已经获准进入临床研究。

(8)加强传统海洋中成药和中药材的利用。由于人类对海洋生物资源不合理的利用,所以其不能满足日益增长的需要,因此增加药源是非常必要的。要想做到这一点就应当有计划地开发海洋传统养殖业,扩大养殖品种,这样不仅可以制成海洋中成药系列产品,方便人类,而且还能推动海洋养殖业的发展和繁荣。

所以,在医学发展过程中,应当以海洋药用资源与中药资源的优势相结合,发现那些确有疗效的民间单方、验方、秘方,配以海洋药源,加强科学组方,最终制成新剂型方便人类。当然这个过程是漫长的,也是需要耗费大量人力、物力和财力的。

(9)重新开发功能性食品。正所谓“药补不如食补”,所以应尽量把海洋生物中的活性成分,制成海洋功能食品,这不仅能治疗人的疾病,而且还能有好的经济效益。

当然,活性物质有许多,如甲壳素及其衍生物、鱼油保健品、海藻保健品、浓缩水解蛋白、牛磺酸、维生素、磷脂质、活性多糖、膳食纤维、矿物元素……

生物工程的新星:海洋工程