преимущества океана
Пандемия коронавируса и возникшая в результате этого необычная ситуация — особенно трудное время. Парадоксально, но это также возможность поставить вопрос о взаимосвязи между здоровьем человека и окружающей нас средой…
Институт океанографии, естественно, занимается вопросами взаимосвязи между нашим здоровьем, океаном и сохраненным биоразнообразием. Потому что океан — это источник решений!
Океан исцеляет нас благодаря молекулам, производимым морскими организмами, и это только начало, поскольку морские организмы могут быстро сыграть роль, аналогичную той, которую их наземные сородичи играют на протяжении веков!
Морские организмы также используются в качестве моделей для изучения, поскольку они часто имеют характеристики, близкие к идеальному модельному организму (плодовиты в эмбрионах, простая и воспроизводимая клеточная линия, часто внешнее эмбриональное развитие и т.д.). Они привели к крупным открытиям в различных областях физиологии, медицины и химии, включая несколько Нобелевских премий.
Ежедневное хорошее здоровье начинается со здорового и сбалансированного питания. Каждый день океан поставляет некоторые элементы, необходимые нашему обмену веществ, но качество окружающей среды должно быть сохранено!
Здоровый океан для здоровой пищи
Для здоровья необходимо достаточное и сбалансированное питание, включающее регулярное поступление белков, витаминов, липидов, минералов и микроэлементов. Океан обеспечивает нас значительной частью этих элементов, которые необходимы для нашего метаболизма.
Во всем мире на одного человека в год приходится 20 кг рыбы. 17% животного белка, потребляемого человеком, поступает от рыболовства и аквакультуры. В Индонезии или Шри-Ланке они обеспечивают не менее 50% животного белка, потребляемого населением. Это свидетельствует о серьезной проблеме сохранения ресурсов для обеспечения продовольственной безопасности и здоровья! К сожалению, из-за перелова, загрязнения и незаконного промысла мировые рыбные запасы сокращаются. 33% рыбы эксплуатируется чрезмерно (в Средиземном море этот показатель достигает 62%!), а 35% выловленной рыбы не попадает в нашу тарелку, что является отходами по всей цепочке, с которыми мы больше не должны мириться. Для того чтобы человечество оставалось здоровым, необходимо по-настоящему рационально использовать ресурсы, начиная с сегодняшнего дня. И это возможно!
По оценкам некоторых специалистов, при условии хорошей охраны и управления океан может обеспечить к 2050 году две трети мировой потребности в белке, которая оценивается в 500 миллионов тонн.
Это возможно только в том случае, если океан останется здоровой средой обитания как для организмов, так и для нас. Океан, который удивительно устойчив к возмущениям, к сожалению, иногда «обгоняет» загрязнение из наземных источников: пестициды, такие как хлордекон, тяжелые металлы, городское органическое загрязнение, а также возникающие проблемы эндокринных разрушителей или наночастиц. Иногда именно деградация экосистем вызывает проблемы со здоровьем, как в случае, когда гибель кораллов приводит к появлению водорослей и токсичной сигуатеры.
Долгое время океан считался неисчерпаемой кладовой и одновременно бездонным мусорным баком. Сегодня мы должны заботиться о чрезвычайно живой окружающей среде, которая питает и заботится о нас!
Ознакомьтесь с информационными бюллетенями Института, написанными нашими экспертами по этой теме:
Океан, который исцеляет
Океан — это колыбель жизни на нашей планете. Она по-прежнему является домом для чрезвычайно разнообразной жизни: 34 из 36 существующих фил, 14 из которых остались исключительно морскими, 300 000 известных видов и еще больше неизвестных.
Особенности морских организмов делают их неисследованным резервом терапевтических возможностей для будущего.
Примеры молекул, выделенных из живых организмов, многочисленны и используются в качестве противораковых, противомикробных, противовирусных, противовоспалительных, антидиабетических, антигипертензивных, антикоагулянтных и антиоксидантных агентов. Из 145 000-150 000 описанных природных веществ, по оценкам, около 25 000 продуктов, представляющих фармакологический или косметический интерес, уже получены из морских организмов, более 30% из которых производятся губками. Это число увеличилось за последние несколько десятилетий, что позволяет предположить, что в ближайшем будущем появится много новых средств.
Условия, которым подвергаются морские животные (да, с точки зрения биомассы океан больше относится к животным, тогда как наземная среда больше относится к растениям), столь же разнообразны, сколь и оригинальны. В безднах, погруженных в вечную ночь, экосистемы организованы вокруг гидротермальных источников. Энергия теперь поступает не от солнца, а от химического состава этих очень горячих вод, насыщенных серой и минералами. В полярных водах рыбы и беспозвоночные могут выдерживать температуру около 0°C. И во всем мире животные, прикрепленные ко дну, вынуждены развивать биологический арсенал, чтобы защитить себя и сохранить свое жизненное пространство, поскольку они не могут спастись от хищников.
На протяжении миллионов лет морская среда и, в частности, коралловый риф находятся в состоянии гонки химических вооружений! В условиях жесткой конкуренции организмы производят метаболиты и химические медиаторы, которые играют фундаментальную роль в структурировании и функционировании экосистем, например, в конкуренции за пространство, колонизации поверхностей, защите от хищников, соблазнении для размножения и т.д. Эти аттрактанты или репелленты представляют большой интерес в различных областях химии для живого (здоровье человека и животных, косметика, фитофармацевтика, противообрастающие краски…).
Первой значительной работой в области химии природных морских веществ была работа профессора Вернера Бергмана в 1951 году, который выделил из флоридской губки необычные нуклеозиды (строительные блоки нуклеиновых кислот, ДНК и РНК), которые фармакохимикам пришла идея использовать для создания противоопухолевых молекул. В 1969 году исследователи обнаружили в карибской горгонии Plexaura homomalla большое количество простагландина (молекулы, способные вызывать или стимулировать сокращения матки), который фармацевтическая промышленность пыталась синтезировать. Сегодня большинство молекул морского происхождения, находящихся в клинической разработке, предназначены для лечения раковых заболеваний или борьбы с вирусами.
Ознакомьтесь с информационными бюллетенями Института, написанными нашими экспертами по этой теме:
МОРСКИЕ ЖИВОТНЫЕ НАМ НА ПОМОЩЬ
Более тысячи соединений, выделенных из морских организмов, обладают противовирусным действием, а недавнее исследование показало, что грифитсин, белок, выделенный изкрасная водоросль рода Griffithsia sp.… может быть ингибитором некоторых коронавирусов, подавляя их белки spike, которые придают им короноподобный вид, тем самым препятствуя их проникновению в клетки хозяина.
На основе гемоглобина морского червя ареникола, живущего в песке, биотехнологическая компания Hemarina разработала «молекулярный респиратор» — молекулу морского происхождения, которая обладает свойством сохранять и переносить кислород лучше, чем человеческий гемоглобин (он связывает в 40 раз больше!). Эта молекула должна пройти стадию испытаний на пациентах, страдающих от коронавируса, с целью лечения респираторного дистресс-синдрома, связанного с Covid-19, что позволит освободить искусственные дыхательные аппараты для других пациентов и разгрузить больничные службы. Этот молекулярный респиратор может найти применение в очень специфических случаях, например, для транспортировки органов перед трансплантацией.
Марсельская компания Coral Biome заинтересована в палитоксине (производимом мягкими кораллами рода Palythoa, порядка Zoantharia), высокотоксичной молекуле, используемой для лечения некоторых видов рака.
Из колониальных асцидий Didemnum molle, распространенных сидячих морских беспозвоночных (характеризующихся прикреплением к опоре), обитающих в коралловых рифах, было выделено множество соединений, которые в настоящее время находятся в стадии клинической разработки на предмет противораковой активности.
Примерно в 1000 раз более эффективный, чем морфин, анальгетик, синтезированный путем копирования молекулы, присутствующей в яде шишки Conus magus (морской брюхоногий моллюск), особенно показан для облегчения сильной хронической боли.
Таким образом, Океан — это огромная библиотека, а также аптека. Важно признавать и ценить эти функции и не допустить их исчезновения в результате изменения климата, чрезмерной эксплуатации видов и деградации морских экосистем, вызванной слишком недальновидным взглядом, ориентированным на прибыль от рыболовства, углеводородов и ближайших минеральных ресурсов.
Ознакомьтесь с Информационным бюллетенем Института, написанным нашими экспертами по этой теме:
Морские организмы как модели для науки...
Океан предоставляет ценные модели для фундаментальных исследований, и многие исследования привели к решающим достижениям в области физиологии, медицины и химии. Не менее тринадцати Нобелевских премий в области медицины или химии были присуждены за работы, основанные на водных организмах: рыбах, книдариях, таких как медуза Aequorea victoria или сифонофор Physalia physalis, моллюски (двустворчатые, головоногие, морские слизни), ракообразные (крабы), иглокожие (морские ежи, морские звезды), даже простейшие…
Именно благодаря своей работе над кишечником анемонов или морской звезды Илья Ильич Мечников в 1883 году открыл фагоциты и фагоцитоз (процесс, при котором клетка захватывает и затем переваривает чужеродное вещество). Он разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1908 года с Паулем Эрлихом и с тех пор считается отцом клеточного иммунитета.
Измеряя изменения электрических зарядов и то, как нервные импульсы обмениваются между клетками в очень большом нервном волокне одного из видов кальмаров.Джон Кэрью Экклз, Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Филдинг Хаксли были пионерами в изучении передачи нервных импульсов и были совместно удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине 1963 года.
Ознакомьтесь с Информационным бюллетенем Института, написанным нашими экспертами по этой теме:
И ИСТОЧНИК МНОГИХ НОБЕЛЕВСКИХ ПРЕМИЙ
Морской еж послужил моделью для открытия Отто фон Варбургом кальциевых волн антиполиспермии (только один сперматозоид на ооцит). Для Эрика Канделя и его работы по изучению молекулярной основы памяти это был морской слизень.
Изучая клеточный цикл яиц морского ежа, сэр Тим Хант открыл циклины и показал, что эти белки, разрушающиеся во время различных фаз клеточного цикла, играют важнейшую роль в его регуляции не только у иглокожих, но и у позвоночных. Позднее это исследование оказало важное влияние на изучение ключевых молекул, участвующих в развитии рака (циклин и киназа), и принесло Тимоти Ханту, Лиланду Хартвеллу и Полу М. Нурсу Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2001 года.
Нобелевская премия по химии 2008 года была присуждена Осаму Шимомуре, Мартину Чалфи и Роджеру Тсиену за открытие электролюминесцентных органов в медуза Aequorea victoria зеленого флуоресцентного белка (GFP), который интенсивно светится под ультрафиолетовым светом. Этот белок произвел настоящую революцию в науках о жизни, позволив отслеживать, в частности, как раковые опухоли образуют новые кровеносные сосуды, как болезнь Альцгеймера убивает нейроны мозга и как ВИЧ-инфицированные клетки производят новые вирусы.
Этот белок, синтезируемый с 1994 года, используется в медицинских исследованиях. Теперь ученые могут модифицировать ген, контролирующий производство GFP, для получения различных окрашиваний, что позволяет изучать белки в их естественной среде и понимать определенные процессы для улучшения наших знаний о сложной сети, которой является человеческий мозг.
Aequorein, другой белок, извлеченный из медузы Aequorea victoria, используется для измерения кальция в мышечной ткани на уровне нервных окончаний.
Открытие анафилаксии
Летом 1901 года принц Альберт Iэр возглавил свою ежегодную атлантическую экспедицию от островов Зеленого мыса до Азорских островов. Во время предыдущих походов вместе с доктором Жюлем Ришаром, своим близким сотрудником, он имел возможность наблюдать, что моряки испытывали чрезвычайно острую боль, которая могла доходить до обморока, при контакте с разновидностью медузы, пелагическим книдарием под названием физалия Physalia physalis. Он подумал, что, скорее всего, здесь замешан яд.
Шарль Рише, профессор медицинского факультета Парижа, и Поль Портье, ассистент физиологии в Сорбонне, были приглашены в экспедицию, чтобы выделить этот яд и изучить это явление. Работы, проводимые на борту второго Принцесса-Алиса с физалисом, затем по возвращении в Париж, в частности, с анемонами Актиния равнолистная и Anemonia ceraeПервый этап исследования, который проводился в США, заключался в инъекции экстрактов цинидарий морским свинкам (собакам и голубям) с достаточно большим интервалом между каждой инъекцией и использованием низких доз токсинов.
Вместо того чтобы выработать иммунитет, морские свинки становились все более чувствительными и даже умирали. Рише и Портье опубликовали открытие анафилаксии в 1902 году и определили ее как : » Анафилактическим, в отличие от филактического, мы называем свойство яда снижать, а не повышать иммунитет при введении в несмертельных дозах.». Это открытие заложило первые основы аллергологии (все знания, связанные с реакциями, вызываемыми в организме при введении чужеродного вещества, называемого антигеном) и принесло Шарлю Рише Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1913 года.
Ссылка на Нобелевскую премию :
https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1913/richet/lecture/
Экспериментируя с экстрактами из щупалец некоторых морских анемонов, Рише и Портье обнаружили, что собаки, которым вводили экстракт, становились чрезмерно чувствительными к действию второй дозы. Эти собаки могли погибнуть от дозы, которая составляла лишь малую часть смертельной дозы для собаки без лечения. Они назвали это состояние ненормальной чувствительности субъекта к действию определенных веществ анафилаксией. ...] Поначалу было много удивления и недоверия, поскольку до сих пор ученые привыкли считать иммунизацию или реакцию снижения чувствительности адекватным ответом организма на введение чужеродных веществ. Поэтому удивительно, что может произойти прямо противоположное явление. Таким образом, законы неприкосновенности были полностью отменены.
Биомимикрия и биовдохновение
Биомимикрия и «био-вдохновение» (некоторые исследователи считают, что мы не копируем природу, а вдохновляемся ею) — это подходы, которые заключаются в изучении природы в ее бесчисленных формах (животные, растения, грибы, микроорганизмы, экосистемы). Они дают возможность изменить способы выращивания или разведения организмов, изготовления материалов, хранения информации, самолечения или производства энергии. Коралловые рифы, поскольку они являются чрезвычайно продуктивными сообществами, богатыми биоразнообразием и территорией выражения множества химических медиаторов, представляют собой ценный источник вдохновения с точки зрения здоровья для наших современных городов, находящихся в поиске эффективных и устойчивых решений.
