Características de los animales de experimentación
2. El peso del cerebro es directamente proporcional al desarrollo del sistema nervioso. El peso de los órganos del sistema digestivo de los animales y de los humanos no es muy diferente, pero el peso de los órganos del sistema respiratorio y circulatorio es muy diferente. Cuanto más pesado es el animal, más ejercicio realiza. Cuantos más pájaros vuelan en el cielo, más pesados se vuelven sus órganos respiratorios. La longitud de cada parte del intestino está estrechamente relacionada con los hábitos alimentarios. Debido a que la dieta herbívora es rica en fibra cruda y la dieta carnívora es baja en fibra cruda, el intestino de los herbívoros es mucho más largo que el intestino de los carnívoros, especialmente el ciego. La longitud del ciego también está relacionada con la flora intestinal. El ciego de los animales libres de gérmenes es más grande que el de animales similares.
3. En términos de morfología de los órganos, no sólo el tamaño de cada parte del tracto digestivo varía con las diferentes especies animales, sino que también su forma y estructura también varían significativamente con las diferentes especies animales. Los rumiantes tienen un estómago compuesto, que se compone de múltiples estómagos. Los estómagos de los animales monogástricos tienen una forma similar pero difieren en las proporciones de la porción gastroesofágica (antegastrio). Diferentes especies de animales tienen diferentes formas de formar lóbulos hepáticos. La composición del hígado de roedor es la más compleja. El hígado de caballos y ratones se caracteriza por la ausencia de vesícula biliar. La forma de los pulmones varía según cómo se respira. Los mamíferos y las aves son muy diferentes. Los lóbulos de los pulmones varían mucho según la especie de animal. Desde la perspectiva de la morfología del cerebro, cuanto mayor es la proporción de bulbos olfatorios en los animales inferiores, más débil es la función de los bulbos olfatorios en los animales superiores. En la actividad cerebral de aves y mamíferos, el sueño y la vigilia se alternan continuamente. El primer sueño se puede dividir en sueño profundo y sueño de movimientos oculares. En general, los patrones de sueño están relacionados con tipos de comportamiento. Los animales excavadores pasan períodos más largos de sueño profundo. La relación entre la neocorteza y la corteza antigua también varía entre las diferentes especies animales. Desde la perspectiva de la morfología del corazón, la composición del corazón de los vertebrados se completa gradualmente a medida que aumenta el nivel. Los peces tienen solo L aurículas y 1 ventrículo, los anfibios y reptiles tienen 2 aurículas y 1 ventrículo (corazón incompleto), y las aves y los mamíferos tienen 2 aurículas y 2 ventrículos (corazón completo). El sistema de circulación sanguínea evolucionó gradualmente hasta convertirse en un sistema cerrado. La distribución del miocardio especial en ventrículos y paredes ventriculares intactos varía según la especie animal, y los electrocardiogramas pueden mostrar diferentes características de forma de onda. En forma y función, el animal más parecido al corazón humano es el perro. También existen diferencias significativas en la morfología uterina entre animales de nacimiento único y múltiple. Entre los animales que han tenido hijos, también existen diferencias entre las distintas especies animales. La distribución y ubicación de las glándulas mamarias también varía en diferentes animales. La distribución está localizada en animales monógamos, mientras que en animales multíparas está ampliamente distribuida en el pecho y el abdomen. Hay muchas enfermedades espontáneas o inducidas en animales de experimentación, que pueden reflejar parcial o totalmente los procesos y características de enfermedades similares en humanos y pueden usarse para estudiar enfermedades relacionadas con los humanos.
Por ejemplo, en ratas SHR mutantes, los cambios en la hipertensión espontánea son similares a los de los humanos, acompañados de síntomas de enfermedades cardiovasculares hipertensivas, como trombosis cerebral e infarto. Los gatos son los huéspedes de Toxoplasma gondii, pero son un buen material para la investigación de Toxoplasma gondii. También es ideal para estudiar el albinismo, la artritis y la osteoporosis. Los animales de experimentación primates no humanos pueden infectarse con enfermedades infecciosas humanas que no pueden replicarse en otros animales, como polio, encefalitis, hepatitis, sarampión, disentería, malaria, etc. Por tanto, puede servir como un animal ideal para estudiar la aparición y desarrollo de estas enfermedades y desarrollar vacunas.
Seleccionar animales de experimentación cuya anatomía y características fisiológicas cumplan con los requisitos del propósito experimental es la clave para garantizar el éxito del experimento. Ciertas características anatómicas y fisiológicas de los animales de experimentación proporcionan muchas condiciones convenientes para observar órganos o tejidos en experimentos. La anatomía y las características fisiológicas de varios animales de experimentación de uso común se han presentado anteriormente en este libro. Estar familiarizado con estas características y seleccionar animales de experimentación en función de estas características puede simplificar la operación y hacer que el experimento sea más fácil de tener éxito.
Las glándulas paratiroides de los perros están ubicadas en la superficie de ambos extremos de la glándula tiroides, y sus posiciones son relativamente fijas, mientras que las glándulas paratiroides de los conejos están dispersas y sus posiciones no son fijas. Por lo tanto, se eligieron perros en lugar de conejos para los experimentos de paratiroidectomía, y los conejos fueron más apropiados para los experimentos de tiroidectomía. Los perros son ciegos al rojo y al verde y no pueden utilizar señales rojas y verdes como estímulos condicionados para pruebas de reflejos condicionados.
Los nervios simpáticos, los nervios vagos y los nervios de descompresión en el cuello del conejo existen y se mueven de forma independiente, mientras que los humanos, caballos, vacas, cerdos, perros y gatos no caminan solos, sino sobre los nervios simpáticos del nervio vago. en el nervio o nervio vago. Si quieres observar el efecto de los nervios descompresivos en el corazón, debes elegir el conejo. De estos tres nervios, el más blanco y grueso es el nervio vago. Cortar el nervio vago puede inducir inmediatamente edema pulmonar en modelos animales.
La estructura del pecho de los conejos es diferente a la de otros animales. Al abrir el tórax y la pleura pericárdica y exponer la cavidad cardíaca para operaciones experimentales, siempre que el mediastino no se rompa, el animal no necesita respiración artificial, lo que aporta mucha comodidad a las operaciones experimentales y es muy adecuado para toracotomía y corazón. pruebas.
La temperatura corporal de los conejos es muy sensible y propensa a producir reacciones febriles, siendo las reacciones típicas y constantes, mientras que la regulación de la temperatura corporal de ratones y ratas es inestable. Por lo tanto, elegimos conejos para estudios experimentales sobre fiebre y detección de pirógenos.
Los ratones son pequeños, dóciles y fáciles de criar, manejar, operar y observar. Son muy sensibles a estímulos externos, diversas toxinas y patógenos. Por lo tanto, se seleccionaron ratones para pruebas de toxicidad de diversos fármacos, estudios de microorganismos y parásitos y determinación de la dosis semiletal.
Las ratas no tienen vesícula biliar, por lo que no pueden ser seleccionadas para investigaciones sobre la función de la vesícula biliar, pero sí son adecuadas para recolectar bilis a través de la canulación del conducto biliar para investigaciones sobre la función digestiva.
Los hámsteres chinos son propensos a padecer verdadera diabetes. El nivel de azúcar en sangre es de 2 a 8 veces más alto de lo normal y la degeneración de los islotes pancreáticos es adecuada para la investigación de la diabetes. Los conejillos de indias carecen de la enzima para sintetizar vitamina C, por lo que no son sensibles a la vitamina C y son adecuados para la investigación experimental sobre la vitamina C. Los conejillos de indias se sensibilizan fácilmente y son adecuados para la investigación de alergias.
Las palomas, perros domésticos, monos y gatos son más sensibles al vómito y son aptos para realizar pruebas de vómito. Los conejos, cobayas y otros animales herbívoros no son sensibles al vómito. Los ratones y las ratas no presentan reacción al vómito y no deben utilizarse.
La mayoría de los animales de experimentación, como monos, perros, ratas y ratones, ovulan según un ciclo determinado, mientras que los conejos y los gatos son animales típicos que estimulan la ovulación y sólo pueden ovular después de la estimulación del apareamiento. Por lo tanto, los conejos y los gatos son animales comúnmente utilizados en la investigación anticonceptiva. Diferentes especies de animales de experimentación reaccionan de la misma manera ante el mismo factor, pero algunas también tienen reacciones especiales. Cómo aprovechar al máximo estas reacciones especiales y seleccionar animales que sean más sensibles a los factores experimentales también es muy valioso para la investigación experimental. Por ejemplo, en la prueba de eficacia de la vacuna celular contra la peste porcina, los conejos blancos fueron más sensibles que los grises, mientras que los conejos de pelo largo fueron los más sensibles y tuvieron la reacción febril más típica. El pollo Xianju es una vacuna de categoría I contra la enfermedad de Newcastle que ha pasado la inspección de seguridad. No es seguro inyectar pollos de engorde y gallinas ponedoras de raza pura. No solo provocará reacciones graves, sino también la muerte.
Es importante tener en cuenta que diferentes fármacos o compuestos reaccionan de manera diferente en diferentes especies de animales. Por ejemplo, el estrógeno puede interrumpir el embarazo temprano en ratas y ratones, pero no en humanos; el principal efecto de la morfina en perros, conejos, monos y humanos es la depresión central, y en ratones y gatos es la excitación central a la que los conejos son extremadamente insensibles; Sensible a la atropina; la anilina y sus derivados tienen hemoglobina desnaturalizada similar y otras lesiones en perros, gatos, conejillos de indias y humanos, pero no es fácil que ocurran en conejos y no ocurrirán en absoluto en roedores como ratas y ratones. Todas estas son cosas a las que se debe prestar atención al elegir animales de experimentación.
Animales de la misma especie pero de diferentes estirpes responden de manera diferente al mismo estímulo. Por ejemplo, los ratones C57BL son 65.438±02 veces más sensibles a las hormonas adrenocorticales que los ratones DBA y BALB/c. Los ratones DBA son muy sensibles a la estimulación sonora y pueden sufrir convulsiones paroxísticas especiales o incluso la muerte al escuchar el timbre eléctrico, mientras que los ratones C57BL no presentan esta reacción en absoluto. Los ratones DBA/2 y C3H responden de manera completamente diferente al virus de la enfermedad de Newcastle que los ratones DBA. El primero causa neumonía y el segundo causa encefalitis. La incidencia de diversos tumores en ratones C57BL es baja, pero el 80% de las madres reproductoras de ratones A tienen cáncer de mama. La cepa de ratones Jinbai 1 es una línea de cáncer bajo y la cepa de ratones Jinbai 2 es una línea de cáncer alto. La cepa DBA es 100 veces menos susceptible al virus Sendai que la cepa C57BL/6J. Una cepa de hámster (cepa LHC/LAK) es susceptible a la infección lentiviral, y la tembladera, la enfermedad de las vacas locas, la encefalopatía transmisible del visón y la enfermedad C-J humana pueden transmitirse en esta cepa de animales. La investigación moderna en ciencias biológicas requiere que los resultados de los experimentos con animales sean precisos, confiables, repetibles y comparables. Es decir, diferentes personas pueden obtener exactamente los mismos resultados experimentales realizando los mismos experimentos con animales en diferentes momentos y espacios. Esto requiere que seleccionemos animales de experimentación estandarizados y realicemos experimentos en condiciones estándar.
Qué tipo de animal del grupo genético elegir depende de diferentes temas. Los animales endogámicos se utilizan cada vez más en diversos campos de la biología médica debido a su alta homocigosidad genética, pequeñas diferencias individuales, rasgos estables, buena consistencia de las respuestas experimentales y resultados experimentales precisos y confiables. Además, las diferentes cepas tienen sus propias características únicas y son adecuadas para las necesidades de investigación de diferentes temas. En temas de investigación demográfica, como la investigación genética humana, la detección de fármacos y las pruebas de toxicidad, es más apropiado elegir especies animales que sean similares en genotipo y fenotipo a la población. Muchos animales mutantes tienen características de modelo de enfermedad similares a las de los humanos, como ratas espontáneamente hipertensas, ratas diabéticas juveniles, ratones desnudos que carecen de células T, ratones desnudos, cobayas desnudos, ratones con distrofia muscular, etc. , es una buena herramienta para estudiar enfermedades humanas.
Los ratones modificados genéticamente, como los ratones transgénicos, los ratones con expresión genética controlable, los ratones con genes inactivados, los ratones con integración de genes específicos de un sitio y los ratones con genes inactivados en tejidos u órganos específicos, tienen una mayor precisión genética. Con el desarrollo de las ciencias biológicas en el siglo XXI, estos ratones genéticamente modificados reemplazarán gradualmente a los animales experimentales convencionales y se convertirán en la primera opción para la investigación biomédica en el siglo XXI.
La selección de animales de experimentación de diferentes niveles microbianos también debe basarse en las características de los animales de cada nivel y combinarse con el nivel, contenido y propósito de la investigación. En general, los animales comunes no responden a los resultados experimentales obtenidos en la investigación, por lo que se utilizan principalmente para la enseñanza biomédica o para pruebas previas de métodos exploratorios para una determinada investigación. Los animales de calidad limpia son los animales de experimentación estándar que se necesitan actualmente para la investigación científica nacional y son adecuados para la mayoría de los experimentos de investigación científica. Los animales sin patógenos específicos son animales sanos ideales que pueden eliminar la interferencia de enfermedades o patógenos. Son adecuados para todos los experimentos de investigación científica, producción y verificación de productos biológicos, y son animales de experimentación estándar reconocidos internacionalmente. Para temas importantes con importancia de difusión internacional, es mejor elegir animales que estén libres de patógenos específicos. Los animales libres de gérmenes son animales poco convencionales y sólo son adecuados para fines de investigación especiales, como la interacción entre los microorganismos y el huésped, el mecanismo de desarrollo inmunológico, la medicina radiológica, etc. Dado que no hay microorganismos detectables en animales estériles, los experimentos son simples y claros, lo que aporta una gran comodidad a la investigación.
En pruebas precisas, dado que los parásitos y microorganismos dentro y fuera del animal interferirán con los resultados de la prueba, es mejor elegir animales estériles o animales educados, al menos animales con protección SPF. Además, también se debe considerar que la categoría o grado de animal seleccionado debe coincidir con las condiciones experimentales, las técnicas experimentales, los métodos y los reactivos. Es necesario evitar el uso de instrumentos de alta precisión, métodos técnicos avanzados y reactivos de alta pureza para comparar animales de baja calidad, no estándar y con baja respuesta, y evitar el uso de métodos de detección de bajo rendimiento y métodos experimentales no estándar. instalaciones para emparejar animales de alto nivel y alta capacidad de respuesta. Provocan un desperdicio innecesario de recursos. 1. Edad y peso La edad es una biomasa importante, y las características anatómicas y fisiológicas de los animales y su capacidad de respuesta a los experimentos cambian significativamente con la edad. En general, los animales jóvenes son más sensibles que los adultos, mientras que el metabolismo y las funciones sistémicas de los animales viejos son relativamente bajos e insensibles. Por lo tanto, se deben seleccionar animales adultos para experimentos generales con animales. Pero diferentes experimentos tienen diferentes requisitos de edad, según el contenido del tema. Algunos experimentos crónicos pueden elegir animales jóvenes debido a su largo ciclo. Algunos experimentos especiales, como los estudios geriátricos, consideran el uso de animales de edad avanzada.
Dado que los ciclos de vida de los diferentes tipos de animales de experimentación varían mucho, se debe prestar atención a la diferencia entre "tiempo astronómico" y "tiempo biológico" en los experimentos con animales. Para diferentes animales, el mismo tiempo astronómico tiene diferentes significados biológicos. Por ejemplo, utilizar perros durante un período de observación de un año y utilizar ratones durante el mismo período de observación tienen significados biológicos completamente diferentes. Asimismo, un período de observación de un año de 1 a 2 años de edad tiene un significado biológico diferente que un período de observación de un año de 12 a 13 años de edad. Considerar el tiempo biológico es de gran interés, especialmente en estudios experimentales relacionados con el envejecimiento.
Cabe señalar que la esperanza de vida de los animales de experimentación de diferentes especies es muy diferente a la de los humanos. Desde la perspectiva del desarrollo, algunos se miden en días y meses, y otros en años. Por lo tanto, al seleccionar animales, debemos prestar atención a la correspondencia de edades entre varios animales de experimentación y entre animales de experimentación y humanos, y realizar análisis y comparaciones.
La edad y el peso de los animales de experimentación generalmente están correlacionados positivamente y la edad se puede calcular en función del peso. Por ejemplo, cuando un ratón KM tiene 6 semanas de edad, el macho pesa aproximadamente 32 g y la hembra 28 g. Las ratas Wistar pesan alrededor de 180 g para los machos y 160 g para las hembras, pero su peso a menudo está limitado por el número de crías en cada camada, la densidad de población, la nutrición, la temperatura y otras condiciones ambientales. , a veces puede que no sea exacto. El departamento de suministros debe registrar la fecha de nacimiento del animal para referencia futura. En términos generales, la edad y el peso de los animales de experimentación seleccionados deben ser lo más consistentes posible, con una diferencia no superior al 10%. Si la diferencia es grande, es fácil aumentar las diferencias individuales en las respuestas de los animales y afectar la precisión de los resultados experimentales.
2. Los animales de diferentes sexos tienen diferentes sensibilidades al mismo fármaco. Por ejemplo, en experimentos de eficacia de la vacuna contra la peste porcina, las conejas mostraron una mejor respuesta térmica que los machos, y las hembras fueron menos tolerantes a las toxinas de tetraciclina que los machos. Alguien analizó la toxicidad del veneno 149 en ratas y ratones de diferentes sexos y descubrió que las hembras son ligeramente más sensibles que los machos. Por ejemplo, la sensibilidad LD50 de los hombres es 1 y la de las mujeres es (0,88±0,036) y (0,92±0,085) respectivamente. Si no hay requisitos especiales en el experimento, debemos elegir mitad hombres y mitad mujeres para realizar el experimento para evitar diferencias de género.
3. Cuando el estado fisiológico y el estado de salud se encuentran en estados fisiológicos como el embarazo y la lactancia, las respuestas de los animales a los estímulos externos suelen cambiar. Si no existe un propósito especial, generalmente deberían excluirse del grupo experimental para reducir las diferencias individuales. Los animales sanos son más tolerantes a diversos estímulos que los animales enfermos, por lo que los animales delgados y desnutridos deben excluirse de los experimentos.
4. Condiciones experimentales Las condiciones experimentales tienen una gran influencia en los resultados de los experimentos con animales. A los animales de los niveles correspondientes se les deben dar las condiciones ambientales correspondientes. El frío, el calor, la mala ventilación, el ruido o la mala nutrición pueden interferir gravemente con los resultados de los experimentos con animales. 1. Los animales de experimentación son animales criados específicamente para experimentos. Se refieren principalmente a animales que son domesticados y criados con fines de investigación científica, enseñanza, tratamiento médico, identificación, diagnóstico y fabricación de productos biológicos en los campos de la medicina, farmacia, biología, medicina veterinaria, etc. Por ejemplo, los ratones y las ratas son animales de experimentación que primero se cultivan estrictamente de acuerdo con los requisitos experimentales, seguidos de hámsteres, cobayas, otros roedores, codornices, etc. También se ha convertido en animales de experimentación.
2. Los animales económicos (o ganado y aves de corral) se refieren a animales (como carne, leche, huevos, lana, etc.) que son domesticados, criados, criados y producidos para las necesidades de la vida social humana. . ). Existen: ganadería industrial (cerdo, caballo, vaca, oveja, pollo, pato, ganso, paloma, conejo, pez, etc.) y ganadería social (perro, gato, pez dorado, etc.), algunas de las cuales son para experimentos Fueron criados con fines animales, pero en comparación con el alto nivel de los ratones, no se puede decir que su calidad sea muy alta.
3. Los animales salvajes se refieren a animales capturados de la naturaleza para satisfacer las necesidades humanas, pero no son criados ni criados artificialmente. Como anfibios, reptiles (ranas, sapos, salamandras, tortugas, etc.); peces (carpa cruciana, lochas, etc.) aves. Los roedores (como los hámsteres rayados, los jerbos mongoles, los ratones agrarios Apoderma y otros ratones salvajes), etc., excepto algunos de estos animales salvajes, generalmente no pueden criarse ni producirse artificialmente.
4. Los animales existentes se refieren a animales criados en el parque para el disfrute y disfrute humano, como ratas, perros, gatos, etc. 1. Animales endogámicos: se refiere a animales formados por el apareamiento de todos los hermanos o padres durante al menos 20 generaciones consecutivas. El coeficiente de consanguinidad llega al 99,6%.
Se caracteriza por homocigosidad, homocigosidad, estabilidad genética a largo plazo, consistencia fenotípica, singularidad, discriminabilidad, amplia distribución y accesibilidad a los datos.
2. Galería de mutaciones Animales: Los genes de los cromosomas normales de los animales mutan mediante mutaciones naturales o inducción artificial. Los animales muestran algunos defectos genéticos, y este rasgo genético específico puede mantener una calidad genética estable. Las cepas mutantes que pueden mantener características genéticas se denominan cepas mutantes. Los ejemplos incluyen enanismo, atricosis, obesidad, distrofia muscular, cataratas y degeneración de la retina. También están la anemia, las cataratas, el enanismo, la calvicie, la retinitis pigmentosa, diversas parálisis y malformaciones congénitas, que se han convertido en modelos de enfermedades humanas. Cepas mutantes como anomalías renales, enfermedad de deslizamiento y paladar hendido.
3. Animales de grupo híbrido (generación híbrida): La primera generación de apareamiento planificado entre dos animales consanguíneos no emparentados se denomina animales híbridos sistemáticos o generación híbrida.
4. Animales de grupo cerrado: Los animales de grupo que han sido criados continuamente durante al menos 4 generaciones (15 generaciones para ratones, 5 años) sin introducir nuevas especies del exterior pueden denominarse animales de grupo cerrado. Los grupos cerrados no requieren endogamia ni cruzamiento con animales fuera del grupo. No sólo mantiene la relativa estabilidad de sus rasgos genéticos, sino que también evita la aparición de depresión endogámica. Los animales cerrados utilizados para la reproducción deben tener antecedentes genéticos claros, origen claro e información completa (incluido el nombre de la población, el origen, las características genéticas y las principales características biológicas). 1. Animales libres de gérmenes: Estos animales no tienen microorganismos en su superficie ni en sus intestinos, y no contienen ningún anticuerpo en su cuerpo.
2. Animales conocidos: animales criados mediante la introducción de 5 a 17 especies de flora intestinal normal en animales estériles.
3. Animales libres de patógenos específicos: también llamados animales libres de patógenos específicos.
4. Animales limpios o con enfermedades extremadamente leves: Estos animales se mantienen en instalaciones con pasillos limpios y pasillos sucios, y sus poblaciones son todas derivadas de cesáreas.
5. Animales convencionales: se refiere a animales que contienen bacterias que generalmente se crían en el medio natural.