Экспериментальная фармакология и создание новых лекарственных средств

ВЫБОР ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ДЛЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЫ

Успехи  и проблемы лабораторного животноводства. Элементы научных основ лабораторного животноводства заложены учеными разных стран в конце XIX, начале XX века, когда с развитием физиологии, патофизиологии, фармакологии, микробиологии, вирусологии и иммунологии эксперименты на теплокровных животных приобрели широкий размах.

Значительные  достижения последних лет в области  теоретической и практической медицины, ветеринарии, биологии, в познании интимных биохимических и физиологических  процессов на молекулярном, клеточном и органном уровнях, в раскрытии причин и механизмов заболеваний, а также успешное применение профилактических и лечебных мероприятий неразрывно связаны с обеспечением научных исследований высококачественными лабораторными животными. Решение этой важной и многогранной проблемы повлекло за собой создание самостоятельного раздела естествознания, специальной и важной отрасли хозяйства — лабораторного животноводства и специального направления ветеринарии — медицины лабораторных животных.

По инициативе ЮНЕСКО в 1956г. при Организации Объединенных Наций был создан Международный  комитет по лабораторным животным (International Comitee of Laboratory Animals, ICLA). В состав его, кроме  национальных членов от различных стран, входят представители следующих международных научных обществ и организаций, которые принимали активное участие в организации этого международного комитета: Международного союза биологических наук (International Union of Biological Science, IUBS), Совета Международных организаций медицинских наук (Cometee International organisation of Medicine, CIOM), Международного союза физиологических наук (International Union of Physiology Science, IUPS) и Международного союза по изучению рака (International Union of Animal Cancer, IUAC).

Международный комитет по лабораторным животным осуществляет сотрудничество по лабораторному животноводству между различными странами мира, содействует  развитию этой науки, усовершенствует  методы стандартизации лабораторных животных, собирает и анализирует сведения о распространении инфекций среди лабораторных животных, осуществляет передачу видов (линий) животных из одной страны в другую. Этот международный комитет регулярно издает бюллетени, в которых освещает сведений об источниках приобретения различных линий и видов лабораторных животных, о достижениях в разных странах в области лабораторного животноводства, и регулярно организовывает международные конференции и симпозиумы по актуальным проблемам в данной отрасли знаний.

Актуальными задачами лабораторного животноводства являются поиск, подбор и создание новых видов животных для моделирования заболеваний человека, а также для сравнительной оценки различных воздействий.

ОСНОВНЫЕ  ЛАБОРАТОРНЫЕ ЖИВОТНЫЕ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФАРМАКОЛОГИИ

СОБАКИ

Собака (Canis familiaris) относится к хищным (Carnivora), семейству  псовых (Canidae). Происходит она от двух диких предков — шакала (в южных  странах) и волка (в северных странах). Археологические раскопки с достоверностью подтверждают, что собака была одомашнена свыше 14 тыс. лет тому назад — раньше других сельскохозяйственных животных. Из дикого хищника, подбирающего за пещерными людьми остатки пищи, собака превратилась в верного, смелого и преданного друга, который помогал человеку в охоте на зверей, предупреждал о приближении опасности со стороны хищников. В настоящее время на земном шаре нет участка, где бы не использовали собак в самых разнообразных отраслях хозяйства.

Незаменима  собака и для ведения научных  исследований. Многие выдающиеся открытия в биологии, физиологии, медицине обязаны верному другу и слуге человека — собаке. В Павлово (бывших Колтушах) под Санкт-Петербургом по инициативе выдающегося физиолога академика И.П. Павлова вполне заслуженно сооружен памятник этому благородному другу человека.

Использование в эксперименте. В настоящее время известно свыше 600 пород собак. Для обычных нужд экспериментальной лаборатории довольно часто используются различные помеси от скрещивания нескольких пород собак, например дворняжки. Однако в ряде исследований могут проводиться опыты на восточноевропейских (немецких) овчарках, русских европейских лайках, среднеазиатских овчарках, южнорусских овчарках и таксах.

С целью стандартизации собак, используемых в экспериментальных  целях, была выведена для лабораторных нужд порода бигль (английская гончая).

В лабораторной практике используют инбредных и  неинбредных биглей, на которых проводят исследования по самым разнообразным  аспектам экспериментальной медицины (хирургии и трансплантологии, фармакологии и токсикологии, иммунологии и физиологии и т.д.). Производство биглей обходится дорого, их используют лишь в случаях, требующих максимальной точности.

Из чистопородных  собак в последние годы все  чаще используются в научном эксперименте боксеры. Собаки этой породы чувствительны к лимфоме, эмоциональному стрессу, деформациям позвоночного столба, дессиминированной лимфосаркоме (она напоминает болезнь Ходжкина). Гранулематозный колит возникает у боксеров в возрасте от двух месяцев до двух лет и рассматривается, как модель болезни Уиппла и болезни Крона, поскольку имеет с ними общие патогенетические механизмы.

Многолетняя практика экспериментальной биологии и медицины показывает, что реактивность нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой систем, органов пищеварения, дыхания  и выделения собаки на изменения  внешней среды и воздействия  фармакологических агентов во многом напоминает реактивность человеческого организма. Все это позволяет широко использовать собак для выяснения разнообразных вопросов физиологии, фармакологии и патофизиологии.

Большинство применяемых в настоящее время  лекарственных веществ прошли фармакологические исследования на собаках по выявлению их влияния на центральную нервную систему, органы пищеварения, выделения и т.д.

ОБЕЗЬЯНЫ

Как лабораторные животные наиболее часто используются макаки, которые распространены в Африке, Аравии, Южной Азии (Индонезии, Филиппинах и Японии).

Из-за многих экологических причин поголовье  обезьян на земле с каждым годом катастрофически уменьшается, а некоторые виды находятся на грани полного исчезновения. Приобретение обезьян, вылавливаемых в различных странах, все больше затрудняется. В настоящее время в медико-биологических экспериментах ежегодно используется более 250 тыс. обезьян разных видов, из которых только около 1% воспроизведены в неволе.

В связи с  этим во многих странах предпринимаются  активные меры по созданию и расширению сети приматологических центров и питомников для разведения разных видов обезьян.

Обезьяны  во многих случаях являются незаменимыми лабораторными животными для  изучения отдельных заболеваний, свойственных человеку. Эксперименты на обезьянах дают возможность более глубоко и всесторонне выяснить ряд важнейших вопросов биологии и медицины.

Использование в эксперименте. Филогенетически обезьяны более близки к человеку, чем другие лабораторные животные, и поэтому в ряде случаев они оказываются очень удобными для моделирования различных заболеваний человека. Ряд заболеваний человека удается воспроизвести только на обезьянах, а многие фармакологически активные соединения проявляют лечебные действия на обезьян в такой же степени, как и на человека.

Обезьян как  лабораторных животных используют для  изучения вопросов этиологии, патогенеза, профилактики и лечения инфекционных заболеваний (брюшной и возвратный тифы, дизентерия, малярия, корь, коклюш, полиомиелит, венерические заболевания  и др.), заболеваний сердечно-сосудистой системы (гипертоническая болезнь, стенокардия, инфаркт миокарда), заболеваний эндокринной системы, злокачественных новообразований.

Человекообразные  обезьяны реагируют на тератогенные факторы в такой же степени, как  и человек.

Внутренние органы (почки) зеленых мартышек используются для производства живых вакцин — противополиомиелитной, противокоревой, вакцины против желтой лихорадки, энтеровирусной вакцины и т.д.

КОШКИ

Для лабораторных исследований используется домашняя кошка (Felis domestica), которая принадлежит к отряду хищников (Carnivora), семейству кошек (Felidae). Домашняя кошка происходит от диких нубийских котов (Felis maniculata s. oreata), живших в Центральной Африке и Египте. Распространение одомашненной кошки имело место вначале среди населения Палестины и Сирии. В Греции, Римской империи и в остальных частях Европы кошки появились только в Xвеке. В Египте домашняя кошка появилась около 2500 лет до н.э. В те далекие времена весьма увлекались ее разведением. Египтяне почитали кошек как божественных животных и бальзамироровали их. Сейчас это животное распространено во всем мире, за исключением высокогорных местностей и Крайнего Севера.

Использование в эксперименте. Для научных исследований кошек используют во многих отраслях биологии и медицины. Часто их применяют для проведения острых опытов с регистрацией давления крови и дыхания, для определения токсичности веществ, биологической стандартизации сердечных гликозидов и для других целей. Кроме того, при проведении различных физиологических и фармакологических опытов используют изолированные органы кошки (сердце, кишки, матку, селезенку и т.д.).

ЛЯГУШКИ

Дешевым, выносливым и широко распространенным лабораторным животным является лягушка (Rana) — представитель  класса земноводных (Amphibia), семейство лягушек (Ranidae). Лягушки — животные неприхотливые, легко акклиматизируются. Уход за ними сводится к минимальным затратам времени. Встречаются лягушки по всей территории России (за исключением полярной зоны), хотя преобладают они в районах с влажным климатом. Лягушки современных видов появились очень давно и были уже известны в плиоцене. В настоящее время различают свыше 200 разновидностей лягушек.

Использование в эксперименте. Лягушки необходимы для проведения научных исследований и учебного процесса по физиологии, патофизиологии, фармакологии, эндокринологии, токсикологии и другим дисциплинам в университетах, медицинских и зооветеринарных вузах, а также в средних школах. Для постановки научных исследований на лягушках пользуются целыми животными и изолированными органами (сердце, сосуды, печень, нервно-мышечный препарат). Эксперименты на лягушках привели к ряду выдающихся открытий в биологической науке (Гальвани, Сеченов и др.).

КРОЛИКИ

Кролик (Oryctolagus cuniculus) относится к классу млекопитающих (Mammalia), отряду грызунов (Rodentia), семейству заячьих (Leporidae).

Кролик был  известен в глубокой древности и  упоминается в ряде произведений античных писателей. Разведение кроликов в неволе описал Конфуций в VI веке до н.э. В начале нашего столетия это животное было распространено на юге Европы, особенно на Пиренейском полуострове, который принято считать родиной кролика. В Испании в то время диких кроликов развелось так много, что они уничтожали посевы, а также сады и даже селения. Римляне, пришедшие в Испанию, назвали ее «кроличьей страной». На Руси кроликов разводили еще при Ярославе Мудром. С XIX века стали широко использовать шкурки кроликов, что послужило причиной их усиленного разведения.

Использование в эксперименте. Широко используют кроликов для проведения физиологических, фармакологических и биологических наблюдений. Кролики служат прекрасным биологическим объектом для оценки активности гормональных препаратов (инсулин, адреналин и др.), для биологического контроля вакцин (сибиреязвенной, паратифа телят, дизентерии ягнят, противочумной и др.), проверки активности агглютинирующих сывороток (противостолбнячной, противосибиреязвенной и т.д.). В связи с особенностями наступления овуляции крольчихи являются классическим объектом для изучения функции яичников.

Кролики служат для приготовления  гемолитической сыворотки, необходимой  для проведения реакции связывания комплемента; они незаменимы для  биологической проверки материала  на бешенство, для приготовления  антирабических вакцин. Кроме этого, кроликов используют для создания моделей таких заболеваний, как экспериментальные опухоли, ревматизм, стафилококковые и стрептококковые инфекции, сибирская язва, сальмонеллезы, столбняк, раневые инфекции, ботулизм, сифилис, для воспроизведения аллергических реакций и т.д. У крольчат вызывают бактериальную дизентерию, менингококковые инфекции.

В опытах на кроликах удалось  воспроизвести тератогенное действие талидомида, поскольку эмбриогенез  кроликов весьма близок к эмбриогенезу человека. Другие грызуны оказались малопригодными для изучения тератогенного действия химических веществ.

МОРСКИЕ СВИНКИ

Морская свинка — Cavia , Cobaya, или Porcellus принадлежит к  семейству свинковых (Caviidae), к отряду грызунов (Rodentia).

В Европу морские свинки были завезены испанцами в 1580г. из их родины Перу, поэтому во Франции, Испании, Италии, Португалии их называют перуанскими свинками, в Бельгии — индийскими или горными, в Англии — гвинейскими, в ГДР, ФРГ и в нашей стране — морскими свинками (вернее было бы называть их заморскими). Форма головы, бормотание и писк, напоминающий хрюканье, послужили, по-видимому, причиной того, что этих животных называют свинками.

На своей родине морские  свинки живут дико, стадами. У диких  морских свинок черновато-коричневая шерсть, они характеризуются большой подвижностью, легко поддаются одомашниванию и дрессировке.

Домашняя морская свинка — это спокойное и миролюбивое  животное, удобное для проведения многих экспериментов.

Использование в эксперименте. Морские свинки — наилучший объект для изучения цинги, поскольку в организме этих животных не осуществляется синтез аскорбиновой кислоты. Кроме того, они являются классическим объектом для изучения аллергических реакций, а также авитаминоза Р. У морских свинок можно вызвать такие инфекционные заболевания, как туберкулез, псевдотуберкулез, дифтерию, чуму, лептоспироз, сап, раневые инфекции, столбняк, бруцеллез, туляремию, холеру, листереллез, сальмонеллезы, риккетсиозы, коклюш и др.

Большое количество открытий в области бактериологии сделано благодаря экспериментальным исследованиям на морских свинках. Важную роль сыграла морская свинка как лабораторное животное, на котором проводилось экспериментальное обоснование внедрения различных прививок у людей, изучены методы десенсибилизации. Эритроциты морской свинки — хороший объект для гемагглютинации в диагностике вируса гриппа. Эти животные с успехом используются для изучения антибиотиков, к которым они весьма чувствительны. Изолированные органы морской свинки используют для физиологических и фармакологических исследований.