閆海強,黃芳芳,楊最素,丁國芳,滕芳芳,劉志新(浙江海洋學院/浙江省海洋生物醫用制品工程技術研究中心,浙江舟山 316022)
青蛤(Cyclina sinensis/Gmelin)屬軟體動物門、瓣鰓綱(Lamellibranchia)、簾蛤目(Veneroida)、簾蛤科(Veneridae),民間通常稱之為黑蛤、圓蛤、鐵蛤等,是我國沿海常見的經濟埋棲貝類。青蛤主要生活在近高潮區和中潮區的泥潭中,并多集中在有淡水流入的交匯區域附近。青蛤含有人體所需的多種微量元素、維生素,同時具有生長快、品質優等特點,在灘涂貝類養殖中占有重要地位和廣闊的養殖前景[1]。青蛤不但具有食用價值,而且還具有藥用價值,是非常重要的海洋藥物;《神農本草經》《本草綱目》等均將青蛤作為一種常用藥物收錄其中。現代諸多研究結果顯示,青蛤殼對慢性氣管炎、胃潰瘍、淋巴結核等多種疾病均有很好的治療效果。青蛤肉經過粉碎、處理,其提取物具有促進免疫細胞應答反應和提高機體免疫力的作用[2]。本文擬對青蛤的研究成果進行綜述,以便更好地對青蛤進行開發利用。
線粒體細胞色素C 氧化酶Ⅰ基因以及16sRNA 基因的序列等,目前已經被廣泛應用于海洋貝類的發育研究方面;對解決海洋貝類的分類和演化中存在的諸多問題提供了大量的、切實有效的分子生物學數據。程漢良等[3]將我國沿海的21種簾蛤科貝類作為實驗對象,并通過聚合酶鏈反應(PCR)擴增線粒體中脫氧核糖核酸(DNA)的16sRNA 基因片段序列及其測序,并對這些貝類進行了系統研究,進一步明確了其分類、演化等諸多疑問,為其提供了重要的理論依據和分子生物學數據。該研究也為簾蛤科的物種和資源保護提供了較好的指導,為種質的有效鑒定提供了遺傳學基礎指標和數據。
青蛤的形狀在地域分布、質量方面存在明顯差異。王蘭萍等[4]研究結果顯示,兩個不同地域的青蛤群體間形態差異并不明顯,認為群體間一定程度的遺傳相似性可能是群體間的基因交流(引種和自然遷移)和自然選擇所引起的。質量上的明顯差異反映出總質量和肉質量間直線相關性,可以作為育種工作的一個切入點。青蛤最為直觀的生物學性狀通常是通過殼的長、寬、高等形態體現出來,而青蛤活體的品質是青蛤最為突出的經濟性指標,通過對其形狀和品質間的相關性研究,篩選出對青蛤活體質量有重大影響的最大形態性狀,對選擇、培育體格比較大、產量比較高的青蛤新品系有著不尋常且重要的意義[5]。通過對野生群體的丹東青蛤、南澳青蛤的研究,顯示其在多元回歸方程的建立中存在著尤為明顯的差異[6]。在進行青蛤優良品種的選育過程中,只有對種群不同的青蛤進行有針對性的、具體性的考察、分析后,才能選擇最為合適的形態指標、性狀指標。
貝類均存在免疫能力較低的特點,其主要免疫應答機制是通過細胞免疫、體液免疫等不同形式來完成的。青蛤因生活在沿海灘涂、泥沼,受到海水漲潮、退潮有規律的影響,形成了一種比較特殊的外在生態環境,特別是潮漲潮落形成的棲息地的環境溫度和溶解氧等的明顯變化,已成為影響貝類最重要的生態因子;同時,青蛤作為主要的經濟貝類之一,在長途運輸過程中,因外界溫度、氧氣含量等的變化,也是影響其存活的關鍵因素。通過對青蛤的免疫力水平研究,在高溫和低氧的環境下對青蛤過氧化物酶的作用機制及其規律進行了揭示,明確了青蛤的分布規律等,對青蛤的免疫能力、種質鑒定以及養殖生態學、活體運輸的保存等都有很大的科學意義和實踐意義[7]。
大規模的貝類流行性死亡是由多種因素造成的,但病原體侵入已成為眾多貝類死亡的重要原因之一。在引起多種海洋動物、植物和海洋微生物死亡的病源物類群中,弧菌病尤為重要,而引起弧菌病的主要菌是創傷弧菌、鰻弧菌、溶藻膠弧菌、哈維氏弧菌等[8]。鰻弧菌是一種常見的致病菌,導致多種海洋生物出現出血性敗血和大面積組織損傷死亡的原因是其分泌的外毒素等致病物[9]。葛端陽等[10]為研究青蛤對鰻弧菌的耐受性和養殖環境中的條件要求等提供了有價值的實驗數據,并為海洋貝類免疫疾病的預防和治療提供了重要的理論依據。施惠等[11]通過連續3年的研究,全面地分析了青蛤體內的微生態系統,從而明確了青蛤體內的主要微生物種類,為青蛤養殖過程中發生的某些微生物性疾病的預防、治療提供了重要的參考依據;而且對青蛤的帶菌數量和加工水產制品過程中的滅菌工藝關系進行了有效研究,對工藝中一些關鍵控制點的有效控制條件提供了重要的實驗數據。
青蛤的性比受生殖季節、養殖模式的影響不是十分明顯,其基本上符合自然界1∶1的性比規律,在其地理分布上,如果分布表現越遠,青蛤的生存地環境差異就越大,進而導致其群體在性別、結構上受到的影響就越大,呈現出正相關。季節的變化、養殖模式的不同以及地理分布的差異,均對青蛤的生殖產生巨大的影響,并存在著明顯的差異[12]。
海洋中貝類的生長、發育和繁殖是受溫度、食物、鹽度等諸多因素的影響,如生長、繁殖過程中的能量有效儲存、利用和在其體內流動等綜合作用的過程和結果[13]。決定貝類生殖和發育以及排放的主要因素就是溫度,它可直接影響貝類的新陳代謝速度,同時對生存和繁殖所需的食物在外界環境中的含量也產生了嚴重的影響。因此,海洋中食物的可獲得性也是影響貝類繁殖的一個重要原因。青蛤發育過程中,卵徑的季節變化和性腺的發育期也存在密切的聯系,在發生增殖期時卵徑逐漸增大,成熟期達到了最大值,當大部分成熟卵被釋放后,排放期卵徑就會明顯縮小。兩性性腺同時發育是雌雄異體生物生殖成功的重要基礎,其原因是為增加受精的可能性,在排放期精子和卵子需要被同時排在水中[14-17]。柯巧珍等[18]通過研究黃三角地區青蛤繁殖的生物學性狀等得到了非常有價值的數據,為該區域的青蛤野生資源管理、保護、養殖、開發和長期有效可持續利用提供了基礎資料。
由于我國的咸水水域、鹽堿洼地水型的多樣性和復雜等原因,導致水中的碳酸氫根)、鉀(K+)、鈉(Na+)、鎂(Mg2+)和鈣(Ca2+)之間的比例嚴重不協調,甚至嚴重缺乏。目前,只有極少鹽度比較低的水域開展淡水魚養殖,但大部分處于無人管理和應用的荒蕪狀態[19]。青蛤具有濾水效果好、強抗逆性和廣耐鹽范圍等特點,促使青蛤具備在鹽堿水中生存的優勢,繼而使青蛤具備了寬廣的養殖空間和良好的經濟效益。林聽聽等[20]從青蛤的生長、生理、免疫特點、毒性和繁育5個角度系統研究了Ca2+、K+、Mg2+等幾種鹽堿因子對青蛤的影響。結果顯示,Ca2+、K+、Mg2+和pH 的脅迫均能給青蛤帶來嚴重的毒害作用,但相比之下,K+、Ca2+、Mg2+對青蛤的毒效相對pH要小。
隨著沿海地區經濟的發展,使環境受到嚴重的污染,其中重金屬污染尤為突出,已嚴重影響到海洋生物的生長和發育,也是引起其直接死亡的原因。引起海洋生物中毒而導致死亡的原因有鎘(Cd2+)、鋅(Zn2+)、鉛(Pb2+)、銅(Cu2+)等重金屬,特別是海洋生物體內Cd2+的攝入會使其發生嚴重的毒理學變化,繼而出現嚴重的損傷,表現為不可逆轉性。Cd2+是一種有毒的重金屬,不但能置換酶活性中心一些必需的金屬(如Zn2+、Ca2+和Cu2+等),還能結合酶分子中的很多功能性基團(如巰基、氨基、羥基、肽基等),從而使酶失去活性[21]。
張雨潔等[22]研究結果顯示,重金屬離子對青蛤的蛋白酶和淀粉酶以及纖維素酶的活力產生的影響,會因Cd2+、Zn2+的濃度不同而影響不同。Zn2+的作用表現為能明顯抑制其淀粉酶的活性,而Cd2+也對青蛤淀粉酶、蛋白酶和纖維素酶的活性有抑制作用。雖然Zn2+和Cd2+各自對酶都有抑制,但他們共同作用于青蛤時,對其蛋白酶和淀粉酶的抑制作用比較明顯,并稍強于Zn2+與Cd2+單獨對青蛤的作用,但對纖維素酶的影響表現為抑制和促進并存的現象。青蛤肝臟、胰腺的淀粉酶受Zn2+作用后,會顯示出抑制作用。因此,重金屬對生物體的酶產生誘導作、抑制作用均存在差異性,并體現在消化酶的種類上。
蛤殼具有清熱化痰、制酸止痛、軟堅散結、斂瘡收濕和利水消腫等功效。蛤殼經煅制后,臨床常用于治療濕疹、皮炎,均能起到很好的收斂、燥濕、保護創面、止癢的作用。同時,對其化學成分進行分析,研究結果顯示,其含有甲殼素、碳酸鈣等物質,因此常作為中藥材廣泛應用于臨床治療中。香油作為蛤殼粉外用常用的基質,具有清熱解毒、涼血止痛的功能[23]。用香油調配蛤殼粉成糊狀后,其油糊性質變得緩和,對皮膚的刺激性明顯減弱,并且不會影響皮脂和汗腺的正常分泌,且使二者的清熱解毒、涼血止痛的功效相互增強,更好地發揮了蛤殼的臨床療效[24]。蛤殼中甲殼素的含量高,具有止血、鎮痛、促使創口愈合和減小創面疤痕以及對創面抑菌等作用[25]。燙傷是生活中常見的一種傷害,而蛤殼制成油糊后涂抹于燒傷創面,能夠快速、有效地緩解疼痛、保護創面,促進創面愈合,為其外用提供有效的實驗依據[26]。李詠梅等[27]研究結果顯示,蛤殼中富含的甲殼素、碳酸鈣(CaCO3)等,外用具有收斂黏膜、減少分泌、抗組胺的作用[28]。
因海洋生物中含有豐富的抗癌活性物質,因此對海洋藥物的研究和開發已成為目前的熱點。綜合國內外研究,從海洋生物中發現、提取、分離的新型化合物累計達到1萬余種。如,酰胺類和核苷酸類、聚醚類和大環內酯類等,大約1/2以上具有抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗凝血等藥理活性[29],而阿糖胞苷等已形成藥物應用于臨床。研究結果顯示,青蛤肉提取物在對人肝癌細胞的體外抑制、提高老年大鼠脾內淋巴細胞活性和巨噬細胞活性以及淋巴結內的巨噬細胞活性均有一定作用,對提高細胞的免疫應答和機體正常免疫力等有不可忽視的作用[19]。胡聰聰等[30]從青蛤組織中提取了多糖,并利用酸解法對提取工藝進行了優化。研究結果顯示,該多糖存在非常明顯的抗癌活性。
21世紀是海洋世紀,有“藍色藥業”之稱的海洋藥物研究與開發已經成為21世紀新藥開發的重要領域,在堅持可持續發展的前提下,通過合理、有效地開發及利用廣闊的海洋資源,將在海洋經濟的發展中、海洋環境的保護中和海洋生物制藥的研發中具有重要的現實意義。現階段,青蛤體內提取的活性物質研究內容較少,但筆者相信,隨著海洋資源的開發利用和科學技術的不斷進步,青蛤會備受關注,青蛤提取物也會為人類戰勝疾病添上濃重的一筆。
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