角鯊烯與鯊的深潛之道

海洋生物的多種呼吸方式

根據形態和結構差異，海洋生物的呼吸方式大致分為鰓呼吸、呼吸樹呼吸、體壁呼吸和 肺呼吸四種。

魚類、貝類動物通過鰓進行呼吸。它們的鰓上布滿了毛細血管，這些毛細血管的管壁很薄，氣體很容易滲透進去。當水流經過鰓時，水中的氧氣會滲入鰓的毛細血管，動物體內產生的二氧化碳則經由鰓排出體外。鰓呼吸也有不同的模式：如有通過持續游動以推動水流經過鰓而進行的動態呼吸；也有先大口吸水以獲取足夠氧氣，然后再從鰓排出二氧化碳的靜態呼吸。

海參是海參綱動物的統稱，全球有900多種海參，它們的呼吸器官被稱為呼吸樹。海參的消化道在體內回折兩次，靠腸系膜連于體壁，開口于肛門，腸末端擴大為泄殖腔，泄殖腔旁常分出一對枝狀器官，即呼吸樹（也稱水肺）。呼吸樹既是海參的呼吸器官，也是排泄器官：含有氧氣的海水在呼吸樹中進行氣體交換，海參體內的二氧化碳則隨海水經由呼吸樹從肛門排出體外。

腔腸類動物，如水母、海葵等沒有呼吸器官，它們需要借助體壁細胞與周圍的海水進行氣體交換以完成呼吸。

海洋哺乳動物和部分海洋爬行動物通過肺進行呼吸，它們需要不時地回到水面獲取空氣。以鯨為例，鯨的氣孔位于頭頂，氣孔在水中是閉合的，這樣可以防止水進入呼吸系統；當鯨浮出水面換氣時，它們會打開氣孔，吸入新鮮空氣并排出廢氣。鯨排出的氣體遇冷后會凝結成水珠，遠遠看去，就好像一股噴泉。

從淺海到深海，從水面到海底，不同的海洋生物演化出了最適合自己的呼吸方式，也使得它們能夠應對不同的水生環境，確保個體安全和種族繁衍。

鯨、鯊的深潛之道

知道了海洋生物的呼吸方式，我們再以鯨和鯊為例來說說為什么它們能夠長時間深潛而不被憋死。

鯨的肺十分神奇，即便被壓扁至原體積的15%，也不會對它們的健康造成傷害，而且被壓扁的肺還可以在短時間內自行恢復。很可惜，人類的肺無法擁有如此強大的功能。而且，隨著下潛深度的增加，越來越大的壓力會將人體內的惰性氣體壓迫進血液或其他組織液中；當人們快速返回水面時，這些惰性氣體會因為來不及排出體外而形成氣泡，從而引起人體出現缺血、缺氧、胸悶、關節痛等一系列病變。

鯨在潛水前會排出肺部的大部分空氣，然后依靠血液中溶解的氧氣和肌肉中存儲的氧氣進行深潛。鯨的血液和肌肉中含有大量的血紅蛋白和肌紅蛋白。血紅蛋白相當于運氧通道，它能和氧氣有效結合，將氧氣通過血液循環運送到身體各個器官；肌紅蛋白則相當于儲氧倉庫，它能有效地儲存氧氣，供身體所需。也就是說，鯨擁有強大的運輸氧氣和存儲氧氣的能力，而這也是某種生物能否長時間深潛的標志之一。相比之下，人類的肌肉中只能儲存體內約15%的氧氣，這也使得人類無法長時間深潛。

再來看看鯊的深潛本領。鯊是通過鰓進行呼吸的，它的鰓位于頭部兩側，通過不斷游動，海水中的氧氣會經過鰓進入體內，體內產生的二氧化碳則經由鰓排出體外。為了獲得氧氣，除了睡覺（鯊的睡眠時間只有幾分鐘），鯊幾乎要不停地游動。

除了像鯨那樣擁有大量血紅蛋白和肌紅蛋白，鯊能深潛還依靠一種特殊的儲氧物質—角鯊烯。角 鯊烯具有類似紅細胞運輸氧的功能，能夠在鯊體內生成活化的氧化角鯊烯，并通過血液循環到達鯊的末端細胞，然后釋放出氧，促進新陳代謝中的生物氧化-還原反應，增加組織細胞對氧的利用能力，提高鯊對缺氧的耐受能力，讓鯊即便身處氧氣不足的深海也能獲得足夠的氧氣。肝臟是鯊合成角鯊烯的主要器官。鯊的肝臟很大，重量約占全部內臟的90%、占自身體重的25%。

角鯊烯的藥用價值

角鯊烯，又名三十碳六烯，化學式C30H50，是一種在膽固醇合成等代謝過程中產生的多不飽和烴類，含有6個異戊二烯雙鍵，屬于萜類化合物。它最初就是從鯊的肝油中分離得到的，隨后發現其他魚及鯊魚卵油中也含有。角鯊烯在自然界的分布十分廣泛，在一些傳統藥物，如連翹、牛蒡子、玄參、冬凌草、浮萍、牡荊葉等都檢出了角鯊烯，但含量很低。

角鯊烯的6個烯鍵具有很強的攜氧能力。在缺氧環境中，角鯊烯能夠通過其特殊的化學結構奪取生物體內的氫離子，進而釋放大量的氧供機體各組織和器官使用，這使得它成為一種無毒且具有防病治病作用的海洋生物活性物質。目前，角鯊烯已廣泛應用于化妝品、食品和醫藥行業。比如，它可作為保濕劑用于制造膏霜、乳液、發乳等化妝品，也可作為功效成分添加于保健食品中，還可作為藥劑用于治療貧血、糖尿病、便秘、齲齒等。醫學研究表明，角鯊烯具有抑制癌細胞、預防肝臟疾病和神經疼痛、改善心血管系統、防止胃及十二指腸潰瘍、增強精力等功能，很多國家都將它列為藥物原料。

【責任編輯】諶 燕