XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

Собаки являются ценными моделями для изучения различных болезней, включая рак, сердечно-сосудистые заболевания, ожирение и диабет. Благодаря схожей генетике и физиологии с человеком, они помогают исследователям лучше понимать эти заболевания и разрабатывать новые методы лечения. Собаки также позволяют тестировать безопасность и эффективность новых лекарств и терапий, их организмы близки к человеческим. Они также применяются для изучения физиологических и поведенческих аспектов, таких как сон, пищеварение, иммунология и нейробиология. Собаки играют важную роль в исследованиях трансплантации органов, помогая разрабатывать новые методы и протоколы для пересадки органов между животными и людьми [3]. 

Основная часть

Собака (Canis lupus familiaris), является домашним животным и относится к классу млекопитающих. Она принадлежит к семейству псовых, которое включает в себя также волков, шакалов и других собакообразных животных. Собаки являются наиболее распространенными домашними животными и имеют разнообразные породы с разными размерами, формами и характерами. Сегодня предназначение их самое разнообразное: охранная служба, розыск, участие в спортивных мероприятиях, медико-биологические исследования, охота. В мире насчитывается свыше 700 пород домашних собак [2].

Продолжительность жизни собак зависит от породы и размера, но в среднем составляет 11-16 лет. Беременность длится в среднем 63 суток [2].

Использование организма

Собаки играют значимую роль в научных исследованиях и лабораториях. Одним из известных примеров являются эксперименты И. Павлова, которые помогли раскрыть принцип условных рефлексов и повлияли на развитие науки о поведении и физиологии. На памятнике собаке в Институте экспериментальной медицины выбиты его слова: «Собака, благодаря ее давнему расположению к человеку, ее догадливости, терпению и послушанию, служит, даже с заметной радостью, многие годы, а иногда и всю свою жизнь, экспериментатору». В Чехословакии была выведена даже порода лабораторных собак — собака Горака [2; 3].

Еще в Древней Греции Гиппократ изучал строение тела человека, препарируя трупы собак. Этот метод исследования позволил анатомам, эмбриологам, терапевтам, хирургам, эндокринологам, физиологам и многим другим специалистам расширить свои познания о строении и функциях организма. Пионеры искусственного осеменения и эмбриологии Итальянский ученый Ладзаро Спалланцани в 1780 году провел первый успешный эксперимент по искусственному осеменению млекопитающих на собаках. Этот прорыв открыл новые возможности для изучения репродукции и создания новых пород животных. В 1826 году русский академик Карл Бэр, экспериментируя на собаках, впервые описал яйцеклетку млекопитающих.

Собаки также сыграли значительную роль в освоении космоса. 3 октября 1957 года советская собака Лайка стала первым живым существом, совершившим орбитальный полет на спутнике Земли. Хотя Лайка не вернулась на нашу планету, ее полет продемонстрировал возможность отправки живых существ в космос. В последующие годы в космос отправились еще несколько собак, в том числе Белка и Стрелка (1960), Мушка и Пчелка (1961), Чернушка, Звездочка (1961) и Уголек с Ветерком (1966). Они провели на орбите длительное время, что позволило ученым изучить влияние невесомости на живые организмы.

В настоящее время собаки активно используются для помощи людям с ограниченными возможностями. В Соединенных Штатах насчитывается уже несколько сотен таких собак, которые выполняют самые разные задачи. Они могут поднимать книги, подавать предметы, включать и выключать свет, открывать и закрывать двери, нажимать кнопки лифтов, передавать деньги и многое другое. В Европе также существуют центры обучения собак-помощников для инвалидов. Например, во Франции есть несколько таких центров, а в Австрии и Швейцарии находятся центры мирового класса.

Исследования показали, что наличие собаки в доме может положительно влиять на здоровье людей, перенесших инфаркт миокарда. Академик В.Е.Соколов в 1989 году провел исследование, в котором участвовали 39 пациентов, перенесших инфаркт миокарда и не имевших дома животных, и 52 пациента, перенесших инфаркт миокарда и имевших дома собак. Через год 11 пациентов из первой группы скончались, а из второй группы — только 8. Эти результаты предполагают, что наличие собаки в доме может снижать риск повторного инфаркта и улучшать прогноз для пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

В 1922 году Бантинг и Бест выделили инсулин из поджелудочной железы собак. Это было первое в мире выделение и введение инъекций инсулина. В трансплантологии важным примером является первая в мире пересадка головы от одной собаки к другой Ч. Гатри в 1908 году [8].

В Соединенных Штатах были проведены новаторские эксперименты, демонстрирующие невероятную способность собак идентифицировать различные заболевания у человека. Их исключительное обоняние позволяет им распознавать тонкие различия в запахах, отличая здоровых людей от больных.

Еще в 1989 году Уильямс и Пембрук выдвинули смелую гипотезу: собаки обладают способностью обнаруживать злокачественные опухоли по их специфическому запаху [8]. Эта революционная идея была подтверждена многочисленными клиническими исследованиями, первое из которых было опубликовано в 2006 году Уорреном Мак-Каллоком и другими [6]. Это исследование показало, что собаки могли точно диагностировать рак легких и молочной железы. С тех пор ученые расширили область исследования, изучая способность собак выявлять различные виды рака, включая колоректальный рак, рак предстательной железы, гепатоцеллюлярный рак и меланому. Эти исследования единогласно подтвердили выдающиеся диагностические возможности собак [1].

В последние десятилетия внимание исследователей сосредоточилось на применении обоняния человека, животных и "электронных носов" для обнаружения запахов, связанных с заболеваниями. Хотя диагностические возможности обоняния человека изучены недостаточно, исследования подтвердили, что животные, в частности собаки, обладают исключительной точностью в распознавании специфических запахов заболеваний [4].

Протошак В.В. и Андреев Е.А. продемонстрировали, что обученные собаки способны выявлять рак предстательной железы с поразительной точностью — около 99% [7].

Доминик Гранжан и Риад Саркис провели интересное исследование, направленное на изучение способности дрессированных собак различать образцы пота от людей, инфицированных COVID-19, от образцов здоровых людей. Всего в исследовании участвовало 177 человек: 95 симптоматических положительных на COVID-19 и 82 без симптомов, но отрицательных на наличие вируса. Удивительно, что показатель успешности одной собаки, то есть отношение правильных ответов к общему числу испытаний, варьировался в диапазоне от 76% до 100% [5].

Ученые из разных стран исследуют возможность использования собак для выявления других серьезных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, сахарный диабет и эпилептических припадков

Предварительные результаты показывают обнадеживающие перспективы для использования собак в качестве вспомогательного диагностического инструмента для широкого спектра заболеваний. Способность собак обнаруживать заболевания по запаху является результатом их высокоразвитого обоняния. Собаки обладают примерно 300 миллионами обонятельных рецепторов по сравнению с 5 миллионами у людей. Кроме того, у собак более крупная и сложная обонятельная луковица, что позволяет им обрабатывать и интерпретировать запахи с исключительной точностью.

Обучение собак для диагностики заболеваний является сложным процессом, который требует кропотливой и методичной работы. Собак обучают путем связывания определенного запаха с наградой, такой как лакомство или похвала. Со временем собаки учатся ассоциировать специфические запахи с различными заболеваниями.

Использование собак в качестве вспомогательных средств диагностики предлагает ряд преимуществ. Собаки невероятно чувствительны к запахам и могут обнаруживать их даже в чрезвычайно низких концентрациях. Они также невероятно быстры и точны в своих результатах, что делает их ценным инструментом для ранней диагностики. Кроме того, использование собак для диагностики заболеваний является неинвазивным методом, который не доставляет пациентам дискомфорта. Это особенно важно для пациентов с чувствительной кожей или другими проблемами со здоровьем, которые могут сделать инвазивные методы диагностики проблематичными.

Однако следует отметить, что использование собак для диагностики заболеваний не лишено ограничений. Собак необходимо тщательно обучать и сертифицировать, что требует значительных затрат времени и ресурсов. Кроме того, собаки подвержены различным факторам, которые могут повлиять на их обонятельные способности, таким как возраст, здоровье и окружающая среда. Несмотря на эти ограничения, собаки продолжают демонстрировать огромный потенциал в качестве вспомогательного средства диагностики.

Заключение

Собакa являются хорошим биологическим объектом для изучeния физиoлогии ЦНС, сердечно-сосудистой, пищеварительной систем. Собаки также позволяют тестировать безопасность и эффективность новых лекарств и терапий, их организмы близки к человеческим. Они также применяются для изучения физиологических и поведенческих аспектов, таких как сон, пищеварение, иммунология и нейробиология. т.д. Благодаря их уникальным способностям, мы смогли совершить прорывы в изучении человеческого тела, освоении космоса, помощи людям с ограниченными возможностями и поддержании здоровья и благополучия [2-4].

Список литературы

1. Баюров Леонид Иванович, Михеева Ксения Денисовна ОБНАРУЖЕНИЕ ОНКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ С ПОМОЩЬЮ СОБАК // Научный журнал КубГАУ. 2022. №175. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obnaruzhenie-onkologicheskih-zabolevaniy-s-pomoschyu-sobak (дата обращения: 10.03.2024).

2. Зеленевский Н. В. Морфология и биохимия собаки : учебное пособие для спо / Н. В. Зеленевский, Ю. В. Конопатов. — 2-е изд., стер. — Санкт-Петербург : Лань, 2022. — 172 с. — ISBN 978-5-8114-9082-0. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/184115 (дата обращения: 27.02.2024).

3. Краткий курс морфологии собаки: Учебное пособие / Лазаренко Л.В., Беляев В.Д., Шляпников С.М. - Пермь: Пермский институт ФСИН России, 2011. - 122 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/908802 (дата обращения: 27.02.2024). – Режим доступа: по подписке.

4. Чадаев В. Е. Модельные объекты в медицине и ветеринарии //Вестник проблем биологии и медицины. 2012. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/modelnye-obekty-v-meditsine-i-veterinarii (дата обращения: 10.03.2024).

5. Grandjean D., Sarkis R., Lecoq-Julien C. et all. Can the detection dog alert on COVID-19 positive persons by sniffing axillary sweat samples? A proof-of-concept study PLoS One. 2020. V.15(12). P.27. e0243122. DOI: 10. 1371journal.pone.0243122.

6. McCulloch M., Jezierski T., Broffman M., Hubbard A., Turner K., Janecki T. Diagnostic accuracy of canine scent detection in early- and late-stage lung and breast cancers. Integr Cancer Ther 2006. V. 5. P. 30–39. DOI: 10.1177/1534735405285096.

7. Protoshhak V.V., Andreev E.A. Prostate cancer and dogs' sense of smell: opportunities of noninvasive diagnostics Urologiia. 2019. V. 5. P. 22-26.

8. Williams H., Pembroke A. Sniffer dogs in the melanoma clinic? Lancet. 1989. V. 1(8640). P. 734. DOI: 10.1016/s0140-6736(89)92257-5.