Породы и использование в эксперименте морских свинок

Породы. Основные породы морских свинок различают в зависимости от длины шерсти.
Гладкошерстная (короткошерстная) порода наиболее широко распространена в лабораториях Советского Союза.
Гималайская свинка характеризуется белой окраской туловища.
Голландская свинка выведена в Голландии.
Агути золотистый (с золотисто-коричневой окраской туловища) и агути серый (с серой окраской туловища).
Розетчатая (японская) порода выведена в Англии.
Длинношерстная (ангорская) порода привезена из Перу.
Выведены 7 инбредных линий морских свинок, среди которых есть резистентные к возбудителю туберкулеза (2/N), чувствительные к лейкозу и т.д.
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 (анафилаксии), а также авитаминоза Р. У морских свинок можно вызвать такие инфекционные заболевания, как туберкулез, псевдотуберкулез, дифтерию, чуму, лептоспироз, сап, раневые газовые инфекции, столбняк, бруцеллез, туляремию, холеру, листереллез, сальмонеллезы, риккетсиозы, коклюш и др.
Ввиду того что микрофлора кишок морских свинок резко отличается от таковой других лабораторных животных, морские свинки используются для изучения дизентерии, колибактериоза и других кишечных инфекций.
Морские свинки имеют самую высокую комплементарную активность крови среди млекопитающих и поэтому их используют для получения сухого комплемента, а также для постановки реакций Борде — Жангу, Вассермана.
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 общефизиологических и фармакологических исследований.

IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2017

МОРСКАЯ СВИНКА КАК МОДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ В БИОЛОГИИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЕ

Это легко доступное животное. Длина тела чаще всего 25 – 35 см, хвост отсутствует, висячие уши, широкая тупая морда. Взрослый самец морской свинки весит 1000—1500 г, а самка — 800—1200 г. Природная окраска коричневато-сероватая, с более светлым брюшком, окраска может варьировать от вида к виду. Продолжительность жизни морской свинки, по сравнению с другими животными, составляет от 4 до 8 лет, при должном содержании. Уже в возрасте 1,5 – 2 месяцев эти грызуны достигают половой зрелости, хотя физиологическая зрелость наступает несколько позже (примерно в 3 месяца). После спаривания, спустя 60 – 70 дней рождаются 3- 5 детенышей с наиболее развитым головным мозгом, так как констатируется высокая степень морфологического и биохимического развития коры и других участков головного мозга. При рождении, детеныши морской свинки с первых дней могут самостоятельно находить пищу и питаться, но параллельно питаются молоком матери (период лактации самки 28 – 35 дней).

Развитие морской свинки условно разделено на несколько периодов жизни:

I. Молочное кормление (с 1 по 21 день);

II. Неполовозрелый период (25-50 день . 51 -150 день);

III. Репродуктивный период (6-18 . 35-40 мес.);

IV. Период старческих изменений (3,5-5 . 6-8 лет).

В первый период своей жизни молодые животные находятся в гнезде и питаются молоком матери. Они хорошо передвигаются по гнезду. У молодых самок на брюшке появляется хорошо различимая пара сосков.

Во втором жизненном периоде молодняк отсаживают от матери, и они начинают самостоятельно питаться. У молодых свинок появляются вторичные половые признаки и идет интенсивный рост их тела. Самцы становятся крупнее самок. Совершенствуются двигательные реакции.

В третьем периоде жизни морских свинок завершается развитие половых органов. Животные достигают пика физиологического развития. Их шерстный покров становится густым и гладким. У самок устанавливаются половые циклы. Прекращается рост тела.

Животные становятся половозрелыми и готовыми к размножению. Основной критерий по которому определяют степень здоровья животного – здоровые зубы без признаков старения, активность в период бодрствования.

Далее животное переходит в четвертый период. Он характеризуется спадом репродуктивной функции и двигательной активности.

У старых животных шерстный покров редеет. На их зубах развивается коричневый налет, режущие поверхности резцов стираются. В дальнейшем наступает неизбежная атрофия мышц и кожи, снижаются функции внутренних органов, возникает искривление когтей.

Морская свинка (Caviaporcellus) является одним из самых универсальных модельных объектов, применяемых в биологии и экспериментальной медицине. Ее используют как базовую модель для изучения болезни Меллера – Барлова (цинги), так как организм морской свинки утратил способность осуществлять синтез витамина С. Поэтому полученные данные с высокой точностью можно экстраполировать на человека.

Морская свинка – классический модельный объект при изучении развития аллергических реакций разного характера. Анафилаксии у этих животных проявляются по механизму аналогичному для организма человека.

Некоторые инфекционные заболевания, к примеру дизентерия и колибактериоз, связанные с поражением желудочно–кишечного тракта логичнее проводить именно на морских свинках, в виду того, что их микрофлора резко отличается от микрофлоры других лабораторных грызунов.

При экспериментальном введении штамма вирусов, с целью его культивирования некоторым грызунам, необходимо прибегать к сложным методам инвазии – интрацеребрально, перорально и др., этим можно навредить животному и сильно стрессировать его. Наряду с этим морской свинке достаточно внутрикожно (в лапку) ввести необходимый штамм, это позволит не причинять животному стресс и сильную боль.

Система комплимента этих грызунов имеет колоссальную активность на ряду со всеми млекопитающими, поэтому именно их сыворотку используют для частного получения сухого комплимента, который используют в лабораторной диагностике некоторых венерических заболеваний. Эритроциты морской свинки тоже являются одним из незаменимых компонентов в диагностике вируса гриппа путем постановки реакции гемагглютинации («склеивание» эритроцитов путем прочного связывания между его рецептором(антителом) на поверхности и антигеном вируса). Организме этих грызунов лишь на 1,2% подвержен возникновению спонтанных и индуцированных новообразований. Этому способствует очень высокие концентрации фермента-ингибитора опухолей – аспарагиназы. На сегодняшний день данному феномену посвящены широкомасштабные исследования с дальнейшим их внедрением в клиническую практику.

Морская свинка очень чувствительна к разного рода антибиотикам, в силу сходства иммунной системы грызуна и человека, можно установить, будет ли данный препарат вызывать аллергическую реакцию у человека. Органы морских свинок, используют в физиологических и фармацевтических исследованиях (слюнная железа морских свинок богата индукторами регенерации тканей, клетки красного костного мозг – «станция кроветворения», на данный момент наиболее культивируемые клетки системы крови).

Среди всех экспериментальных животных морские свинки занимают одну из ведущих ролей по значимости. Огромное количество аспектов биологии и экспериментальной медицины изучено именно этим грызунам, а именно аллергология, вирусология и бактериология. Морская свинка – донор уникальных компонентов системы крови и незаменимый объект используемый на доклинических испытаниях многих антибиотиков.

Список использованной литературы:

Зайчик А. Ш., Чурилов Л. П. Цинга и действие мегадоз витамина С // Основы патохимии. — СПб. ЭЛБИ, 2000. — С. 375—379. — 688 с. — 3000

Гамалея Н. Ф., Мечников И. И., Тимирязев К. А. Пастер // брошюра — М.: — Изд. АН СССР, 1946. — 52 с.

Поль де Крюи. Борьба за жизнь. — М.: Изд-во «Наука». — 1987. С. 431

Альтман Д. Морские свинки = Starting With Guinea Pigs / Пер. с нем. Е. Захарова. — М: Аквариум, 1999. — 64 с.

Harvey R. A., Champe P. C., Fisher B. D. Lippincott’s Illustrated Reviews: Microbiology. 2nd ed. — Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2007. — 438 p.

Методика вскрытия и извлечения органов лабораторных животных. Сообщение 4: морская свинка, песчанка, дегу

К.Е. Коптяева, ветеринарный врач-патоморфолог отдела гистологии и патоморфологии,
Я.А. Гущин, руководитель отдела гистологии и патоморфологии,
Е.В. Беляева, ветеринарный врач-патоморфолог отдела гистологии и патоморфологии,
М.Н. Макарова, доктор медицинских наук, заместитель директора,
В.Г. Макаров, доктор медицинских наук, директор НПО «Дом Фармации»

188663, Россия, Ленинградская обл., Всеволожский р-н, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, корп. 245
Е-mail: koptyaeva.ke@doclinika.ru

Резюме

Представлено четвертое сообщение из цикла статей по методологии вскрытия и извлечения органов лабораторных животных, подробно описывающее и иллюстрирующее методику последовательного и полного вскрытия и извлечения органов лабораторных морских свинок, песчанок и дегу. Морские свинки часто используются для исследования аллергизирующих свойств лекарственных препаратов для определения фармакологической активности, например, в экспериментах, где моделируется гиперхолестеринемия, гиперреактивность дыхательных путей и др. Высокая восприимчивость песчанок позволяет моделировать на них различные инфекционные заболевания. На них также исследуется влияние препаратов на уровень стероидных гормонов и холестерина. Предрасположенные к развитию сахарного диабета дегу являются хорошей моделью для исследования этого заболевания. На них, помимо этого, проводятся исследования катаракты, атеросклероза и болезни Альцгеймера. В данной статье продемонстрирована процедура некропсии лабораторных морских свинок, песчанок и дегу. Описаны процессы подготовки животного к вскрытию, проведения первичного осмотра трупа после эвтаназии на наличие внешних изменений и повреждений, фиксации трупа на препаровальном столе, вскрытия и изучения внутренних полостей организма, а также исследования поверхностных лимфатических узлов. Описаны и проиллюстрированы возможные методы извлечения органов ротовой полости (в том числе извлечение языка, глотки), всех органов грудной, брюшной и тазовой полостей. Проиллюстрировано топографическое расположение некоторых органов грудной, брюшной и тазовой полостей. Описаны 2 способа извлечения головного мозга, метод выделения препаратов грудной кости для гистологического исследования костного мозга и верхней челюсти для гистологического исследования носовых ходов. Описана процедура подготовки спинного мозга к фиксации в формалине без извлечения его из позвоночного канала. Описано извлечение глаз вместе со слезной железой и веками, извлечение мышц и прилежащих к ним периферических нервов. Способы извлечения и последовательность выполняемых действий, описанные в данной статье, обеспечивают минимизацию повреждений извлекаемых органов, предотвращение их загрязнения для недопущения возникновения некоторых артефактов, выявляемых при последующем гистологическом исследовании.

Введение

Морские свинки в подавляющем большинстве случаев используются для исследования аллергизирующих свойств лекарственных препаратов. Помимо этого, данный вид лабораторных животных нередко избирается для определения фармакологической активности, например, в экспериментах, где моделируется гиперхолестеринемия, так как именно у морских свинок липидный состав крови наиболее схож с человеком, и гиперреактивность дыхательных путей.

Вследствие высокой восприимчивости к воздействию инфекционных агентов, песчанки часто используются при моделировании вирусных, бактериальных и паразитарных заболеваний. Кроме того, они подходят для определения влияния исследуемых лекарственных препаратов на уровень стероидных гормонов и холестерина, изучения ишемии головного мозга, эпилепсии, индуцированных токсинами патологий гиппокампа.

Дегу, имеющие генетическую предрасположенность к развитию сахарного диабета, являются хорошей моделью для исследования этого заболевания. На дегу также проводятся исследования катаракты, атеросклероза и болезни Альцгеймера.

Как указывалось в предыдущих статьях данного цикла [1–3], некропсия и последующее гистопатологическое исследование органов и тканей являются основными методами изучения токсичности, без которых невозможна адекватная оценка результатов эксперимента.

Целью данной работы стала разработка методики вскрытия и извлечения органов лабораторных морских свинок, песчанок и дегу.

Разработка методики в АО «НПО «Дом Фармации» проводилась на самцах и самках морских свинок (n=20), песчанок (n=30) и дегу (n=20). Масса животных составляла: морских свинок – 0,5–0,9 кг, песчанок – 50–130 г, дегу – 170–300 г. Для исследования использовали животных, подлежащих эвтаназии в ходе текущих экспериментов. Специально для отработки некропсии животных не эвтаназировали.

Животные были подвергнуты эвтаназии с помощью СО₂-камеры [5]. После установления факта смерти проводили некропсию с извлечением органов.

Методика вскрытия и извлечения органов

1. В зависимости от метода эвтаназии и наличия/отсутствия необходимости забора крови, вскрытие грудной полости проводится в начале по ходу некропсии (при обескровливании открытым способом вскрытие грудной полости проводят непосредственно после наркотизации животного).

2. Провести внешний осмотр животного на наличие внешних изменений кожного покрова, слизистых оболочек, обнаружения любого рода повреждений.

3. Положить труп животного на спину и зафиксировать конечности при помощи иголок в препаровальном лотке (рис. 1а).

4. Смочить шерстный покров шеи, грудной и брюшной стенки антисептическим раствором, например, «Аживика-спрей».

5. Пинцетом захватить и приподнять кожу с подлежащей подкожной клетчаткой в нижней части живота, надрезать ее и сделать продольный разрез по белой линии живота от паха до основания нижней челюсти таким образом, чтобы брюшная стенка осталась неповрежденной (рис. 1б и 1в).

6. Сделать по два разреза кожи в области паха от средней линии к конечностям.

7. Отсепарировать кожу в области брюшной стенки тупым концом ножниц или аккуратно, стараясь не сдавливать брюшную стенку, отделить кожу пальцами, далее оттянуть и зафиксировать кожные лоскуты иголками на препаровальном лотке (рис. 1г).

8. Для вскрытия брюшной полости необходимо сделать разрез мышечной стенки от паха вдоль средней линии, приподняв пинцетом участок брюшной стенки (рис. 2а и 2б).

9. При обескровливании открытым способом грудная полость уже будет вскрыта. При ином способе эвтаназии грудную полость необходимо вскрыть двумя разрезами (слева и справа) по бокам от грудины (по среднеподмышечной линии) косо вверх, перерезая ребра и мягкие ткани (рис. 2в–д).

10. Для исследования костного мозга отобрать грудную кость целиком, отделив от нее мечевидный отросток, ребра и мягкие ткани (рис. 3).

Топографическое расположение основных органов грудной, брюшной и тазовой полостей

11. Извлечь тимус, расположенный у основания шеи над сердцем (рис. 5).

12. Извлечь сердце, перерезав удерживающие его сосуды (рис. 6).

13. Для извлечения легких, трахеи и пищевода перерезать зафиксированные пинцетом трахею и пищевод в области шеи (рис. 7, а). Затем отделить пищевод от аорты, аккуратно подтягивая органокомплекс вверх, после чего перерезать трахею и пищевод в области диафрагмы (рис. 7, б) и извлечь органокомплекс (рис. 7, в).

14. Отделить пищевод от извлеченного ранее органокомплекса (рис. 8).

15. Отделить оставшуюся в грудной полости аорту от позвоночника (рис. 9).

16. Извлечь селезенку, расположенную в области левого подреберья брюшной полости (рис. 10, а, б), вместе с поджелудочной железой. Далее отделить селезенку от прилежащей поджелудочной железы и жировой ткани (рис. 10, в, г).

17. Извлечь желудок, отделив его в верхней части от пищевода (рис. 11, а), в нижней – от двенадцатиперстной кишки (рис. 11, б). Сделать разрез желудка по большой кривизне (рис. 11, в) и прополоскать в физиологическом растворе натрия хлорида (рис. 11, г), освободив его от содержимого.

18. Извлечь фрагменты тонкой и толстой кишки длиной 0,5–4 см: тонкую – отступив от желудка около 0,5 см у песчанок, 1 см у дегу, 1,5 см у морских свинок (рис. 12, а, б), толстую – отступив от слепой кишки около 0,5 см у песчанок, 1 см у дегу, 1,5 см у морских свинок (рис. 12, в–д). После извлечения отделить от окружающих тканей и освободить от содержимого, прополоскав в физиологическом растворе натрия хлорида.

19. Извлечь печень вместе с желчным пузырем. Для этого перерезать удерживающие орган серозные связки: венечную, прикрепляющуюся к диафрагме, почечно-печеночную, желудочно-печеночную и печеночно-двенадцатиперстную (рис. 13, а–в).

Особенности фиксации печени (в зависимости от размера животного):

1. У морской свинки после взвешивания отбирается по кусочку от каждой доли, а также участок, к которому прилежит желчный пузырь;

2. Перед помещением печени дегу в фиксатор рекомендуется сделать надрезы на поверхности органа с интервалом в 3–5 мм для лучшего проникновения фиксатора в ткани;

3. Печень песчанки помещается в фиксирующий раствор целиком.

20. У дегу и песчанки: извлечь надпочечники (рис. 14 а, б) и отделить от окружающей жировой ткани (рис. 14, в). Извлечь почки и отделить от окружающей жировой ткани.

21. У морской свинки надпочечники, как правило, лежат очень близко к почкам, вследствие чего удобнее извлекать эти органы вместе (рис. 15, а, б). При необходимости взвешивания отделять органы друг от друга уже после их извлечения (рис. 15, в, г).

• Извлечь мочевой пузырь (рис. 16, а, б);
• Извлечь правый и левый яичники (рис. 16, в, г);
• Извлечь матку – шейку, тело и рога (рис. 16, д-з).

• У самцов морской свинки мочевой пузырь извлечь отдельно. У самцов песчанок и дегу мочевой пузырь извлечь единым органокомплексом вместе с половыми железами (рис. 17, д).
• Извлечь семенники и придатки (эпидидимисы). Отделить семенники от придатков (рис. 17, а, б), после чего освободить придатки от окружающей их жировой ткани (рис. 17, в, г).
• Половые железы (простата, свертывающая железа, семенные пузырьки) извлечь единым органокомплексом (рис. 17, д).

24. Извлечь поднижнечелюстную слюнную железу с поверхностными шейными лимфатическими узлами (рис. 18).

25. Удалить мышцы, лежащие над трахеей (рис. 19, а, б), и извлечь гортань с трахеей, щитовидной и паращитовидной железой (рис. 19, в-е).

26. Для извлечения языка и глотки сделать продольный разрез нижней челюсти между резцами (рис. 20, а, б). После чего анатомическим пинцетом захватить кончик языка и сделать разрез у основания корня языка, отделив его от подъязычной кости (рис. 20, в). Далее разрезать ткани в области мягкого нёба в дорсальном направлении, извлекая язык вместе с глоткой (рис. 20, г).

27. Извлечь поверхностные лимфатические узлы: подмышечные и паховые (рис. 21).

28. Извлечение головного мозга осуществляется двумя способами:

Способ 1: При помощи ножниц отрезать голову по линии между атлантом и черепом (рис. 22, а). Отпрепарировать от кожи и фасций верхнюю часть черепной коробки (рис. 22, б, в). Сделать продольные разрезы в черепе по направлению от большого отверстия к носовым ходам справа и слева (рис. 22, г, д). Пинцетом отделить крышку черепа, обнажив тем самым головной мозг (рис. 22, е). Начиная от зоны фронтальной части, подцепить и извлечь головной мозг (рис. 22, ж).

Способ 2: Ножницами разрезать кожу на уровне носовой перегородки и сделать продольный разрез по направлению к затылку (рис. 23, а, б). После отделения кожи сделать поперечный разрез черепа на уровне носовой перегородки (рис. 23, в). Далее, обращая внимание что ножницы не слишком глубоко проникают в носовую полость, продолжить разрезать затылочную и теменную кости (рис. 23, г, д). Удалить череп, обнажив мозг и мозговые оболочки (рис. 23, е). Извлечь головной мозг (рис. 23, ж).

29. Гипофиз отбирается и фиксируется вместе с черепом после извлечения головного мозга (рис. 24).

30. Извлечь глаз вместе с веками, слезной железой и зрительным нервом (рис. 25).

31. Для отбора носовых ходов после декапитации и очистки черепа от кожи и мышц удалить нижнюю челюсть (рис. 26 а). После чего сделать разрез верхней челюсти на уровне глаз (рис. 26, в), отделяя тем самым препарат верхней челюсти с носовыми ходами (рис. 26, г).

32. Извлечь скелетную мышцу и периферический нерв. Для этого сделать глубокий разрез кожи и подлежащих мышц, отпрепарировать мышцы и фасции, затем извлечь скелетную мышцу и нерв (рис. 27).

33. Фиксация отделов спинного мозга проводится вместе с позвоночным столбом без извлечения мозга из спинномозгового канала (рис. 28). Для подготовки спинного мозга к фиксации необходимо рассечь вдоль позвоночника мышцы спины, пересечь с обеих сторон остистые отростки позвонков и ребра, после чего максимально очистить позвоночный столб от мягких тканей.

Заключение

Предложенная нами методика позволяет:

• обеспечить полное последовательное вскрытие с возможностью досконального исследования всех полостей, систем органов и различных частей тела животного;
• провести извлечение всех необходимых органов и тканей, в том числе предусмотренных планом исследования;
• минимизировать повреждения структур и избежать загрязнения органов и тканей, тем самым, исключая возникновение некоторых артефактов при последующем гистологическом исследовании.