Экспериментальная фармакология и создание новых лекарственных средств

КРЫСЫ

Крысы относятся  к роду Rattus, семейству мышеобразных (Мridae). Для экспериментальных исследований в лабораториях используют белых крыс, которые являются альбиносами черной (Rattus rattus) и серой (пасюк — Ruttus norvegicus) пород. Альбиносов норвежской крысы стали разводить в Англии, начиная с XVIIIвека, в качестве экзотических экспонатов в зоопарках (зверинцах). Считается, что такие линии современных крыс, как Вистар, Левис, Спрагью-Девлей, происходят только от норвежской (серой) крысы, в то время как для выведения других линий крыс использовались черные и египетские крысы (Rattus alexandricus).

В Западной Европе серая  крыса была известна в XVI веке. Места ее распространения связаны с жильем человека. Черная крыса появилась в Европе в XII веке. Останки крыс обнаружены в археологических находках I и II тысячелетий до н.э.

Использование в эксперименте. Важное преимущество белых крыс как лабораторных животных заключается в том, что они довольно устойчивы к инфекционным заболеваниям и дают большой приплод. Небольшая масса белых крыс, относительно простое содержание и успешное разведение их в лабораторных условиях позволяют проводить массовые опыты.

Крысы необходимы для установления токсичности лекарственных веществ  и ядов, широко используются при изучении вопросов питания, проведения биологической стандартизации гормональных препаратов, для постановки научных исследований по витаминологии, физиологии, фармакологии, эндокринологии, биохимии. Используют белых крыс также для воспроизведения на них экспериментальных опухолей (саркома Кричевского и Синельникова) и инфекционных заболеваний (бешенство, амебиаз, грипп свиней и др.).

Методом инбридинга получено свыше 20 линий крыс.

Линия крыс со спонтанной гипертензией (spontaneously hypertensive rats, SHR) была выведена в 1963г. японскими учеными L. Okamoto и Aoki от крыс линии Вистар, которые имели высокое артериальное давление. По мере старения животных уровень артериального давления возрастает, развивается гипертрофия миокарда. В поздней стадии гипертензия осложняется артерио- и артериолосклеротическим нефросклерозом, возникновением некрозов в миокарде или кровоизлияниями в головной мозг.

Причина гипертензии у  крыс данной линии окончательно не выяснена, но по целому ряду патогенетических звеньев она является наиболее адекватной моделью гипертонической болезни человека.

Реакции у крыс, мышей и других лабораторных животных на всевозможные раздражители, в том числе на введение лекарственных препаратов, ядов, существенно зависят от группового или изолированного содержания. Токсические и смертельные дозы многих веществ у сгруппированных животных в десятки раз отличаются от доз того же препарата, введенного животным той же популяции, возраста и пола, но содержащихся изолированно.

МЫШИ

Для лабораторных целей используют чаще всего белую мышь — Mus musculus L., которая является альбиносом серой, домашней мыши. Принадлежит она к отряду грызунов (Rodentia), семейству мышиных (Muridae), подсемейству — Murinae.

Мышиные —  одни из наиболее многочисленных животных среди млекопитающих. Археологическими документами доказано, что альбиносы домашней мыши разводились в Египте, Китае, Японии задолго до начала нашей эпохи.

В настоящее  время, с помощью методов селекции, выведено свыше 200 линий лабораторных мышей, которые используются как  биологические модели самых разнообразных  заболеваний и широко применяются  научными работниками.

Использование в эксперименте. Как лабораторные животные мыши нашли широкое распространение. Их используют для всевозможных научных целей в биологии, онкологии, токсикологии, фармакологии, физиологии, микробиологии, генетике.

Белые мыши являются наиболее подходящим объектом для определения  токсичности химических и биологических препаратов, стандартизации гормональных препаратов, вакцин, сывороток, для изучения злокачественных опухолей, лейкозов. Используются мыши также для изучения патогенеза различных инфекционных заболеваний и для воспроизведения таких заболеваний, как сибирская язва, листереллез, сальмонеллезы, ботулизм, столбняк, раневые инфекции, риккетсиозы, грипп, энцефалиты, пневмококковые инфекции и др. Мыши являются незаменимыми лабораторными животными для разработки проблем наследственности, для диагностики вирусных и других инфекционных заболеваний.

*  *  *

В статье «Живосечение»  в 1893г И.П. Павлов упоминает о «психологических» особенностях животных, влияющих на выбор экспериментатора: «С горечью надо признать, что лучшее домашнее животное человека — собака, благодаря именно ее высокому умственному и нравственному развитию, чаще всего является жертвой биологического эксперимента. Только от нужды делают опыты на кошках — нетерпеливых, крикливых и злостных животных. При хронических опытах, когда оперированное животное, оправившись от операции, служит для долго длящихся наблюдений, собака незаменима, даже больше, того — в высшей степени трогательна. Она является как бы участником вашего опыта над ней, своей понятливостью и готовностью чрезвычайно способствуя удаче исследования. Только жестокий человек мог бы такое животное применить потом для другого, связанного со страданием и смертью опыта. Наиболее частым экспериментальным животным после собаки идет кролик — безответное, пассивное, только редко кричащее и протестующее животное».

ЭТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ  ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖИВОТНЫХ ПРИ СОЗДАНИИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ

В основе этичного отношения к животному лежит  способность человека к сопереживанию, альтруизм человеческой личности, который  отличает человека от других биологических форм и представляет самое драгоценное приобретение человека в ходе эволюции. Гуманность по отношению и к человеку, и к другим биологическим видам имеет единую психологическую природу, в ее основе лежат внутренние запреты духовно развитого человека, не позволяющие ему причинить вред другому существу. Заслуживает внимания факт, что Ч. Дарвин отстаивал необходимость гуманного обращения с животными, когда в Англии еще не было законодательства по охране экспериментальных животных и боролся за принятие такого рода закона. Ч. Дарвин писал: «Мысль о жестоком обращении с животными вызывает у меня тошноту и не дает спать по ночам». Дарвин был одним из первых ученых, кто разрабатывал проблему рассудочной деятельности у животных в своих научных трудах.

Вопрос этики  эксперимента с использованием животных давно стал одной из важных сторон проблемы экспериментирования. В настоящее время вопрос гуманности эксперимента решается на международном уровне; выработаны критерии гуманного обращения с животными, которые положены в основу законоположений, регулирующих порядок работы с животными. Современные книги по использованию экспериментальных животных, международные форумы, посвященные этой проблеме, включают обсуждение вопросов гуманизации эксперимента на животных. При этом необходимость щажения животных в эксперименте считается вопросом давно решенным, и ряд авторов поднимают уже вопрос о том, следует ли считать животное просто орудием исследования, или существом, по отношению к которому у человека есть моральный долг.

Процесс работы ученых с лабораторными животными  сложный и мало изученный. Он в  разных странах понимается по-разному  и является ареной борьбы и развития этических категорий.

У народов  разных стран на протяжении многих веков животные были и продолжают оставаться символами силы, мудрости, красоты, гармонии. Изображения животных мы видим на государственных гербах и флагах многих стран мира. Эта символика пронизывает различные сферы нашей деятельности. Существуют виды спорта с использованием животных. Их используют также в качестве помощников при выполнении различных работ, для доставки корреспонденции (голубиная почта), в охранно-сторожевой службе, для помощи слепым и т.п. Наконец, животные являются объектами медико-биологических исследований.

Медико-биологический эксперимент имеет три основных аспекта: научный, экономический и этический. Первый аспект касается научной ценности получаемых на животных данных; второй — объема материально-технических затрат на проведение эксперимента и соотносительную с ним ценность получаемых данных; третий — соответствия выполняемых на животном процедур принципам гуманного отношения к животным.

Медико-биологический эксперимент лишь частный случай общения человека с животным. Однако именно в этой сфере на протяжении почти двух веков развиваются события, имеющие не только научный, но и этический, гуманный, юридический характер. Любая дискуссия (особенно с участием общественности) на тему использования животных в эксперименте всегда приобретает остроту и яркую эмоциональную окраску. И по сей день ведется широкая дис куссия о необходимости и допустимости экспериментов на животных. В свое время создавались различные общества охраны исследований. Их противники также объединялись и создавали «антиобщества», организованно добиваясь отмены всяких экспериментов на животных. Наиболее горячие сторонники охраны природы и в настоящее время разделяют такую же точку зрения. В качестве аргументов они выдвигают, в частности, возможность использования альтернативных способов получения знаний с помощью последних достижений кибернетики, компьютерной техники, неинвазивных методик, допускающих исследования на людях и т.п. Их голос настолько силен, что этим вопросом занимается Всемирная организация здравоохранения.

Таким образом, прежде всего нужно рассмотреть вопрос, действительно ли так необходим эксперимент в биологии и медицине? Нужен ли он, что он дал и что может дать?

Понятие «эксперимент» (от лат. experimentum — проба, опыт) — это прежде всего метод — метод познания.

В отличие  от «наблюдения», «эксперимент» — активное воздействие человека на природу и искусственное воспроизведение различных явлений природы с целью познания ее объективных закономерностей.

По словам К.А. Тимирязева, «эксперимент» является важнейшей формой, осуществляющей взаимодействие субъекта с изучаемым объектом. Теоретический анализ этого исследования обусловливается и тем, что в нем переплетено практическое и теоретическое. Эксперимент также одна из форм практики, он выполняет функцию критерия истинности научного познания в целом.

Международный Комитет по Лабораторным животным в 1974г. предложил следующее определение  эксперимента на животных: «Экспериментом на животных можно считать любой  эксперимент, проводимый на самом животном или при его частичном участии, в ходе которого происходит сбор информации, результатов или проверка эффекта какого-нибудь процесса на животном». Основная цель — получение максимума научной информации при минимально примененном количестве животных и минимальном причинении им страданий и беспокойства.

Эксперимент позволяет во много раз быстрее, чем в реальной жизни, изучить  повторяемость фактов в клинической  практике. Даже при учете того, что  человек отличается от животных и  далеко не все экспериментальные  модели болезней аналогичны болезням человека, ценность научного опыта исключительно велика. Он сужает область поиска, делает его более целенаправленным, обеспечивает получение фактического материала в режиме диалога, т.е. в форме «вопрос — ответ».

Естественнонаучное  обоснование эксперимента дал И.П. Павлов. Он считал, что экспериментальное изучение патологических изменений позволит ученым действовать более сознательно и целесообразно. О клиническом значении эксперимента И.П. Павлов писал, что чем полнее будет проделан опыт на животных, тем менее часто больным придется быть в положении опытных объектов, со всеми печальными последствиями этого.

Основатель  экспериментальной медицины К. Бернар считал, что научный опыт в медицине должен произвести такую же революцию, как и в других науках. Таким образом, эксперимент как активный научный метод ускоряет процесс познания. Однако только ли ускоряет? Только ли количественный это процесс? Очевидно, нет. Качественное влияние эксперимента на процесс познания состоит в возможности моделирования не существующих в природе условий, ситуаций и создании в результате этого принципиально новых природных условий и направлений исследований. Эксперимент допускает разнообразие условий его проведения, любое их сочетание и последовательность, и, наконец, позволяет быстро определить личные качества исследователя как ученого и его пригодность к теоретическим исследованиям.

Исследование  может быть поставлено и на изолированных  органах, и на культуре клеток, и  т.п. Для чего же нужен эксперимент  на живых животных? В каких случаях  он незаменим?

Эксперимент незаменим:

1) когда изучаются  популяции животных; 2) когда по условиям опыта необходимо изучить реакцию целостного организма, взаимовлияние органов и систем, последовательность выхода из строя (или излечения) различных органов и систем; 3) когда необходимо изучить отдаленные результаты воздействия; 4) при проведении заключительных опытов по обработке новых методик хирургических вмешательств; 5) когда органы и системы животного не могут быть изолированы; 6) для исследований на изолированных органах; 7) когда животных используют для получения биологических препаратов (вакцины, сыворотки и т.д.).

В настоящее  время количество экспериментов  исчисляется миллионами. Большинство  экспериментальных животных — грызуны.

История использования животных в качестве моделей для медицинского эксперимента показывает положительную эволюцию человеческих представлений о необходимости щажения животного.

Воззрения человека как представителя определенной эпохи на этичность тех или  иных способов использования животного, значительно менялись от эпохи к эпохе. Об историческом характере этики отношения к животному пишет А. Швейцер, выдающийся гуманист, общественный деятель, доктор медицины и философии: «Когда-то считалось глупостью думать, что цветные люди являются действительно людьми и что с ними следует обращаться как со всеми людьми. Теперь эта глупость стала истиной. Сегодня кажется не совсем нормальным признавать в качестве требования разумной этики внимательное отношение ко всему живому вплоть до низших форм проявления жизни. Но когда-нибудь будут удивляться, что людям понадобилось так много времени, чтобы признать несовместимым с этикой бессмысленное причинение вреда жизни».