компания "МЭСТ"

Тел.: 8(499)755-62-07
Тел./факс: 8(495)601-24-97
 



Лабораторные животные
ЛАБОРАТОРНЫЕ ЖИВОТНЫЕ
  БИОМОДЕЛИ
 
В научных исследованиях в области биологии, медицины, сельского хозяйства,  в оборонной, в фармацевтической и микробиологической промышленности, а также
в других отраслях науки и промышленности используется не менее 250 видов животных.
Условно их делят на традиционные , т.е.наиболее часто используемые в экспериментах
и нетрадиционные, периодически используемые.  К традиционным относятся лабораторные мыши,  крысы, кролики, морские свинки, хомяки, кошки, собаки, обезьяны и др. К нетрадиционным   песчанки, суслики, рыбы, опоссумы, броненосцы и др.
Мы будем рассматривать только часть традиционных лабораторных животных (биомоделей), которые используются  чаще всего   это мыши, крысы, морские свинки, кролики, частично собаки.
 
 ДОСТОВЕРНОСТЬ И ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ
ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Главное в любом эксперименте   это получение объективных (достоверных)  данных, которые могут быть воспроизведены  в повторных опытах в любой точке нашей планеты.
Этого можно достичь лишь при соблюдении стандартности всей условий и материалов эксперимента. Если речь идет о медико-биологических исследованиях на животных, то стандартными или приближенными к стандартным должны быть зоогигиенические условия содержания животных (плотность посадки, скорость воздуха, влажность воздуха, чистота воды, подстилочный материал и пр.), кормление животных и сами животные.
Вопросам стандартизации всегда отводилось много внимания. Эти вопросы  в значительной степени решены в развитых странах. Для этого и были приняты правила GPL, GCP GMP (о которых ниже). К сожалению, в России эти вопросы еще ждут своего решения, хотя сделано уже немало.
 
  ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТАНДАРТИЗАЦИЯ
 
Наиболее слабое звено в медико-биологических исследованиях   это сами животные.
При проведении исследований необходимо выровнять животных в опытных и контрольных группах по виду, полу,  возрасту и физиологическому состоянию, а также необходимо обеспечить генетическую стандартность, которая достигается использованием в экспериментах генетически контролируемых животных, в т.ч. линейных животных и гибридов F1.
До 30-х годов прошлого столетия в медико-биологических исследованиях использовались беспородные белые мыши, сейчас такие животные называются нелинейными или аутбредными. Позже с развитием биологических наук стала ясна непригодность использования нелинейных животных в ряде медицинских и биологических опытов.
В экспериментальной практике ныне повсеместно используются линейные или инбредные животные, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с нелинейными, главным из которых является генетическая однородность, гарантированно обеспечивающая  воспроизводимость результатов экспериментов.
Первая в мире линия мышей была выведена (создана) в  1907-1909 гг. в США онкологом К.Литтлом,  в результате работ  над изучением наследования окраски у мышей. В 1909 году он получил пару мышей (родоначальников линии)с рецессивными генами слабо-коричневой окраски. Буквенное обозначение этих генов и легло в основу названия древнейшей линии мышей   dba (с 1950 года   DBA).
С историями создания других линий вы можете ознакомиться в книгах: Медведев Н.Н. Линейные мыши.   Л. Медицина, 1964г., с180 ; Бландова З.К., Душкин В.А. и др. Линии лабораторных животных для медико-биологических исследований.   М. Наука, 1983г., с172, Н.Н. Каркищенко, Основы биомоделирования, М.Межакадемическое издательство ВПК, 607, 2004г.                             .
Инбредной линией называют совокупность животных, размножаемых скрещиванием брат х сестра в течение не менее 20 поколений, что обеспечивает их гомозиготность и гистосовместимость. Каждая инбредная линия   это один закрепленный инбридингом генотип. Однако гомозиготность инбредных линий может нарушаться естественным мутационным процессом, поэтому разведение инбредных лабораторных животных проводится строго по специальным правилам (Бландова З.К., Малашенко А.М. и др. Правила разведения инбредных лабораторных животных . — Методические указания, Москва, 1979г., pdf).
 
ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОТРОЛЬ
 
За инбредными животными проводится постоянный генетический контроль. Генетический контроль   это совокупность мероприятий, обеспечивающих сохранение инбредной линией стандартного генотипа.
Методы генетического контроля:
-реципрокная изотрансплантация кожи (гистосовместимость). Критерием гомозиготности служит 100% приживление трансплантанта в пределах линии.
 Это наиболее информативный метод.
- биохимические методы (контроль полиморфизма белков);
-  мандибулярный  метод. Это математический анализ соответствия параметров формы нижнечелюстной кости стандарту линии (компьютерный метод).
(Е.Ф. Шмидт, А.М. Малашенко Определение линейной принадлежности лабораторных мышей методом морфометрического анализа. Методические указания, АМН СССР, НИЛЭБМ АМН СССР, М. 1980, с.13;  Шмидт Е.Ф. Контроль генетической стандартности лабораторных мышей методом мандибулярного анализа.- Baltic. J. Lab. Anim. Sci. 2003,13, 29-34.
 
 МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ СТАНДАРТИЗАЦИЯ
Если генетическая стандартность животных имеет основополагающее значение для планирования и  проведения эксперимента, то микробиологическая стандартность, или лучше сказать микробиологический статус животных,  практически полностью определяет выбор технологии содержания и разведения животных.
Значение микробиологического статуса, как и генетическую стандартность трудно переоценить.
Если генетическая стандартизация   это революция в методологии медико-биологических экспериментов, то микробиологическая стандартизация создала целую промышленную отрасль   производство современных систем содержания и разведения лабораторных животных, а также производство диагностикумов, позволяющих контролировать  состояние  здоровья животных. Причем эта отрасль промышленности постоянно развивается и совершенствуется. В чем вы убедитесь, просмотрев  страницы сайта, посвященные ассортименту оборудованию и диагностикумов для животных.
Здесь мы даем только общие сведения о микробиологическом статусе, необходимые для правильного выбора технологии содержания животных.
Главное в микробиологической стандартизации   единые критерии оценки состояния здоровья животных. Основой этих критериев является принцип недопустимости носительства ряда патогенных и условно-патогенных агентов инфекционной и инвазионной природы: вирусов, бактерий, паразитов (причем список видов патогенных агентов постоянно увеличивается).
Разработаны и применяются стандарты различных категорий качества животных по состоянию здоровья, включающие перечни возбудителей, носительство которых недопустимо.
Общее правило   чем выше категория качества животных, тем длиннее перечень недопустимых возбудителей.
Мы не будем приводить перечни недопустимых агентов. С ними вы можете ознакомиться в статье: Абдрашитова Э.Х., Зайцев Т.И. и др. Стандартизация лабораторных животных по состоянию здоровья — Ланималогия, 1993,  1, с. 7-13.
 
КАТЕГОРИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Классификация лабораторных животных по категориям ( см. таб.1).
 
                                                                                                                      Таблица 1
КАТЕГОРИИ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Категория
Метод получения
животных
Барьер
Использование
конвенци-     ональные
отсутствует
в целях обучения
     SPF
от гнотобиотов
(безмикробных животных),
ассоциированных
с определенной
микрофлорой
обязательно
наличие
барьерной системы
получение культур
клеток, производство
вакцин, поддержание
штаммов бактерий и
вирусов, испытание
новых
 фармакологических
средств и т.д.
гнотобиоты
гистерэктомия
  изолятор
изучение обмена
        веществ,
биохимия питания,
исследования
в иммунологии,
для получения
животных
SPF-категории,
             и т.д.
                Это основные категории лабораторных животных, имеющие прямое
               практическое значение.
 
Некоторые пояснения:
 
барьер   имеется ввиду совокупность конструкторских и технологических решений, препятствующих проникновению инфекционных агентов. Это могут быть различные технологические системы, характеристику которых мы дадим   в разделах оборудования.
конвенциональня катерия   животные, содержащиеся в обычных открытых системах. Животные минимально защищены от проникновения инфекционных агентов и обладают естественной микрофлорой. Животные этой категории обладают как врожденным, так и приобретенным иммунитетом. Отсюда название   конвенциональный виварий, т.е., проще говоря,  в России обычный, к сожалению, чаще всего встречаемый виварий.
гнотобиоты или безмикробные животные   животные полученные методом  гистерэктомии -  у самок животных на последней стадии беременности в в стерильных условиях изолятора (бокса) удаляется матка с жизнеспособными плодами, которые в дальнейшем выращиваются и содержатся в изоляторах. Животные этой категории обладают только врожденным иммунитетом.  (гнотобиоты   не совсем точный термин. Разные авторы толкуют и классифицируют его по разному, но мы будем придерживаться этого термина). Подробнее см. в кн.:  Душкин В.А., Интизаров М.М. и др. Теоретические и практические основы гнотобиологии. Колос, 1983, с.254.
 
SPF категория (Specific pathogen free) в русской транскрипции: СПФ-категория   животные свободные от  специфической патогенной микрофлоры. Часто животных этой категории получают через стадию гнотобиотов. Животных этой категории ни в коем случае нельзя помещать в обычные конвенциональные условия, так как у этих животных практически отсутствует приобретенный иммунитет.
 
 
ПОМЕЩЕНИЯ ДЛЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
 
Выбор технологии содержания и разведения лабораторных животных, а также планирование и проектирование помещений для животных определяется микробиологической категорией (статусом) последних.
(См. раздел сайта:  Лаб. животные , подраздел  Микробиологическая стандартизация .) Помещения предназначенные для содержания животных должны обеспечивать им нормальную жизнедеятельность.
Любые отклонения от нормы в среде, окружающей животное, немедленно сказываются на его внутреннем состоянии (гомеостазе). Это неизбежно приводит к искажению результатов научных исследований.
Таким образом, требования, предъявляемые к помещениям для животных, теснейшим образом связаны с получением объективных (достоверных) результатов экспериментов и их воспроизводимости в будущем.
Технологии содержания лабораторных животных постоянно совершенствуются.
Разрабатываются новые виды оборудования (См. раздел сайта  C.River Lab. ).
Основные требования к помещениям для лабораторных животных рассматриваются в правилах GLP (43 RF 60013, Dec. 22, 1978; 52 FR 33780, Sept. 4, 1987).
 
Животные в помещениях должны быть разделены по видам и по назначению:
- животные для разведения (племенные, племядра);
- животные для экспериментов.
Ниже мы приводим принципиальную схему типового биологического корпуса (вивария), в котором отражены основные современные требования к проектированию подобных сооружений (Рис.2).
 
    
                                            Рис. 2
 
Мы просим вас обратить особое внимание на наличие  чистых  и  грязных  коридоров.
Далее мы приводим принципиальную схему потока  животных, кормов, оборудования, подстилки и т.д. между помещениями (Рис.3).
 
                                                    Рис.3
 
Эти принципиальные схемы позаимствованы нами из издания  Конкретные правила проведения доклинических испытаний лекарственных веществ в соответствии с требованиями системы  Джи-эл-пи  (GLP)    добротной лабораторной практики  Искра индустрии Ко.,ЛТД (1983г.).
Подробные и конкретные требования к условиям содержания лабораторных животных в современных вивариях изложены в статье Т. Кохила  Гигиена и содержание SPF-отделений в вивариях  Материалы симпозиума  Современные методы в выращивании и содержании лабораторных животных  11 мая 1988г. Москва (pdf).
Это статья интересна еще тем, что в ней  рассматриваются категории контаминантов и даже такая конкретика как уборка помещений, чистка клеток, личная гигиена персонала.
 
 
 
КОРМЛЕНИЕ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
 
Для получения в эксперименте объективных и воспроизводимых данных необходимо иметь генетически стандартных животных, определенного микробиологического статуса,  необходимы стандартные условия их содержания и кормления.
Стандартность кормления животных обеспечить на  все 100% практически невозможно, но надо стремиться максимально приблизиться к этой цифре.
Как это достигается
Стандартизировать состав рациона очень сложно, так как в разных странах есть свои особенности по типу и виду использования кормов. Это обуславливается  климатическими условиями, традициями в области сельскохозяйственного производства и экономической целесообразностью.
Например, в основе рационов для грызунов лежат зерновые культуры.
Но в  Канаде и Европе главные и наиболее дешевые зерновые культуры
это пшеница и ячмень. В странах Южной Америки   это кукуруза,  а в странах
Юго-Восточной Азии   это рис.
Более того, химический состав, а, следовательно, и питательная ценность, одной и той же зерновой культуры зависит от состава почв, климата, сорта и т.д.
Поэтому во всем мире принята  система стандартизации рационов не по составу отдельных видов ингредиентов, а по нормам кормления.
Ниже мы дадим основные понятия и необходимые термины.
Забегая вперед, следует сказать о некоторых особенностях кормления лабораторных животных.
Наука о кормлении животных, развивается уже более 200 лет. В основном она посвящена продуктивным сельскохозяйственным животным, т.е. животным от которых человек получает необходимую ему продукцию: мясо, молоко, яйца, шерсть и т.д. Поэтому в основном развитие науки о кормлении животных направлено на повышение их продуктивности.
Лабораторные животные относятся к категории непродуктивных животных.
В тоже время при разведении лабораторных животных мы стремимся получить как можно больше приплода для последующей продажи или для использования в экспериментах. Тогда появляется элемент продуктивности.
Отсюда  два вида рационов для лабораторных животных: рацион для разведения и рацион для содержания.
Недопустимо использовать рацион предназначенный для  разведения при содержании животных в условиях эксперимента (если это не обусловлено характером эксперимента).
Если же использовать корм для содержания в целях разведения животных, то, как минимум, можно получить снижение плодовитости.
 
Рацион   суточный набор кормов, обеспечивающий потребность животных в питательных веществах, а также в витаминах и минералах. Рацион разрабатывается на основе норм кормления и питательной ценности  отдельных ингредиентов. В рацион должны входить ингредиенты (виды кормов) соответствующие природе животного. Структура рациона (соотношение ингредиентов различного происхождения) зависит от вида, возраста, физиологического состояния, типа кормления животных. Рацион должен быть сбалансирован по содержанию основных питательных веществ, а также по содержанию витаминов, макро- и микроэлементов. При составлении
рационов пользуются кормовыми нормами.
Кормовая норма    количество питательных веществ, необходимых животным для поддержания нормального физиологического состояния. Современные нормы включают общую потребность животных в  питательных веществах, выраженную в количестве необходимой энергии; в количестве необходимого протеина, жира, клетчатки, кальция, фосфора, натрия и др. веществ.
Нормы кормления  постоянно совершенствуются в соответствии с углублением и расширением наших знаний в области физиологии, биохимии, ветеринарии и других наук.
Питательность корма   это совокупность содержания питательных веществ (и энергии) корма. Определяется химическим составом корма.
Обменная энергия  или физиологически полезная. Определяется как разница между валовой энергией корма и энергией, содержащейся в помете и моче.
Сырой протеин   содержание всех азотистых соединений в корме, включая белкового и не белкового характера (отдельные аминокислоты и амиды).
Сырой жир   совокупность в корме жиров, восков, органических кислот, фосфатидов и т.д.
Сырая зола   совокупность всех минеральных веществ корма.
Полнорационные корма    корма, полностью обеспечивающие потребность животных в питательных веществах, а также в витаминах, макро- и микроэлементах.
Премикс   смеси биологически-активных веществ (в заданных пропорциях) с наполнителем. Премикс для лабораторных животных представляет собой смесь витаминов, макро- и микроэлементов, наполнитель   отруби.
Корма для лабораторных животных производятся в соответствии с нормативными документами. В Российской Федерации таким нормативным документом служит ГОСТ Р 50258-92(pdf), в разработке которого ранее участвовали сотрудники ООО  МЭСТ .
Корма для лабораторных животных (грызунов) обычно выпускаются в виде гранул:
диаметром 10мм, длина гранулы   15-20мм.
Такой корм называется гранулированным (еще иногда брикетированным).
 
В настоящее время вместо обычной грануляции используется более современная технология — экструзия.
Экструзия  или правильнее термопластическая экструзия   это специальный технологический процесс, который проводится на аппаратах   экструдерах, где
происходит кратковременная обработка корма за счет нагрева до 130о С и высокого давления (до 40 атм.).
При экструзии повышается питательность корма: углеводов на 25%, жиров на 31%.
Более доступными для пищеварительных ферментов становятся биополимеры:
белки и клетчатка.
За счет чего животные нуждаются в меньшем объеме корма.
Кроме того, при экструзии происходит процесс, сходный с пастеризацией,
благодаря чему степень бактериальной обсемененности снижается в 24 раза, что безусловно, снижает нагрузку на иммунную систему животных.
 
В кормах для лабораторных животных не должны содержаться антибиотики,
гормоны, ферменты, стимуляторы роста и пр.
 
 
                 СТАНДАРТИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ, ПОДСТИЛКИ И ПР.
 
Стандартизация условий содержания животных создается за счет стандартизации оборудования.
Производства оборудования для содержания и разведения лабораторных животных в России нет. Практически все оборудование и раньше и теперь импортируется из разных стран. Об оборудовании вы можете узнать из соответствующих разделов сайта.
 
О стандартизации в России подстилочного материала вообще не приходится говорить, так как импортировать его не выгодно, а производить некому.
Скажем только, что подстилка должна быть в виде маленьких чипсов из древесины  широколистных пород деревьев, без содержания вредных примесей в виде тяжелых металлов, пестицидов, гербицидов и инсектицидов и пр.
В наших каталогах имеется оборудование, позволяющее содержать лабораторных животных на сетчатых полах без подстилки.
ООО  МЭСТ  поставляет обычные российские опилки в полипропиленовых мешках.
Больше информации об условиях содержания животных можно почерпнуть из издания  Руководство по содержанию и использованию лабораторных животных  (www.nap.edu/books/0309083893/html/R1.html)

Корма и оборудование для лабораторных животных - ООО "Мест" © Copyright 2005-2015