XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

Введение

Использование животных в медико-биологических исследованиях является неотъемлемой частью современной научной деятельности. Применение животных в экспериментах позволяет установить механизмы действия биологически активных веществ, провести клинические испытания новых препаратов, а также изучить механизмы возникновения различных заболеваний. Вместе с тем, важно чтобы выбор методов и условий был обоснован и основан на научных данных, учитывая этические аспекты использования, благополучия и безопасности животных в экспериментах.

Кролик является одним из распространенных видов домашних животных, который широко используется в научных исследованиях. Благодаря своей генетической близости к человеку и сходству в физиологии, кролики являются важным модельным объектом для изучения фармакологии, иммунологии, токсикологии и различных патологий, как врожденных, так и приобретенных. Это обеспечивать высокую точность результатов и позволяет установить причинно-следственные связи между различными факторами.

Актуальность

Применение кроликов в медико-биологических исследованиях обусловлено рядом преимуществ. Во-первых, кролики обладают высокой степенью чувствительности к различным физиологическим и патологическим процессам, что делает их отличным объектом для изучения болезней и разработки новых методов лечения. Во-вторых, кролики легко размножаются и содержатся в лабораторных условиях, что обеспечивает ученых необходимым материалом для проведения исследований.

Морфофункциональные особенности организма

Дикий кролик или европейский кролик (Oryctolaguscuniculus) относится к отряду Зайцеобразных (Lagomorpha) и семейству Зайцевых (Leporidae) и происходит от кроликов Западной Европы и Северо-Западной Африки. Это единственный вид, который был одомашнен и дал всё современное разнообразие.

Европейский кролик не является крупным представителем своего семейства, в отличие от пород гигантов во взрослом состоянии он достигает длины 30-50 см и весит от 1,5 до 3 кг, длина ушей меньше длины головы, примерно 6—8 см, ступни опушены, когти длинные и прямые.

Продолжительность беременности самок составляет от 28 - до 33 дней, в помете обычно рождается 2 - 12 детенышей. По характеру питания, кролик является растительноядным животным. Клыков у него нет, а резцы и коренные зубы растут на протяжении всей жизни [1,2].

На данный момент существует более 40 пород кроликов, но для научных целей используются Новозеландскую, Американский голландец, Калифорнийскую и Фламандский гигант. Среди отечественных пород можно выделить Белого великана, Советскую шиншиллу, а также Серого великана.

Породы кроликов классифицируются по массе на мелкие (массой до 2–2,5 кг), средние (от 3 до 5,5 кг) и крупные (масса взрослых животных более 6 кг), а по длине волосяного покрова на коротковолосые (порода Рекс), нормальноволосые, длинноволосые (пуховые) [2,4].

Кролик филогенетически ближе к приматам, чем грызунам и является достаточно крупным лабораторным животным, чтобы обеспечить мониторинг физиологических изменений без эвтаназии.

Из-за короткой продолжительности жизни, относительно небольших сроков беременности, многоплодия, низкой стоимости и доступности кролик заполняет разрыв между мелкими лабораторными животными (мыши и крысы) и более крупными животными (собаки и обезьяны) при необходимости экстраполировать экспериментальные данные, получаемые на модельных объектах [3,5].

Историческая справка применения организма

Все разновидности кроликов, используемые в современных биомедицинских исследованиях, были выведены из европейского кролика (Oryctolaguscuniculus). Европейский кролик обладает рядом особенностей, которые делают его привлекательным объектом для исследований, однако как экспериментальная модель он почти не упоминался до XIX века.

Впервые на кролика в качестве модельного объекта обратил внимание венский врач Шрофф, когда заметил, что некоторые кролики способны прекрасно себя чувствовать на диете из белладонны. Наблюдение привело к открытию атропинэстеразы и ученому приписывают первое, документально подтвержденное открытие наследственной реакции на фармакологический агент.

По мере совершенствования породы, признание кроликов в качестве исследовательских моделей возросло. В начале 20-го века европейские кролики стали незаменимой моделью для биомедицинских исследований, они способствовали важнейшим открытиям во многих дисциплинах, включая иммунологию, разработку вакцин, генетику и исследования инфекционных заболеваний [6,7].

Пригодность европейского кролика в качестве исследовательского животного была значительно повышена благодаря Кроличьей экспериментальной станции (RabbitExperimentalStation) в Фонтане, Калифорния. Станция была основанная Министерством сельского хозяйства США в 1928 году и непрерывно действовала до 1965 года, она занималась улучшением разведения и содержания. Методы, разработанные на станции Фонтана, заложили основу для передового опыта, используемого на современных крупных производствах, которые в настоящее время поставляют здоровых лабораторных кроликов в научные круги и промышленность [8].

Кроме того, поиск по ключевым словам в базе данных Ovid MEDLINE с использованием терминов «экспериментальная модель, животное» и «кролик» привел к 6329 цитированиям за период с 2000 по 2010 годы. Это подтверждает востребованность европейских в биомедицинском прогрессе, особенно в тестировании безопасности, доклинических и трансляционных исследованиях [1,6].

Области применения в исследованиях

Экспериментальное применение кроликов включает в себя выработку антител, разработку новых хирургических методов, физиологические тесты, фармакокинетику и исследование токсичности для тестирования новых лекарств. Среди множества видов лабораторных животных только кроликам могут быть введены перорально или внутрижелудочно таблетки, капсулы без разрушения лекарственной формы.

Кролики в качестве биологической модели часто используются для изучения атеросклероза, сердечно-сосудистых патологии, гипертрофических кардиомиопатий и оценки метаболизма липопротеидов[9].

Вклад в понимание механизмов развития заболеваний сердечно-сосудистой системы внесли исследования на моделях гиперлипидемии у кроликов. Кроме того, при создании гиполипидемических лекарственных препаратов статинов японским ученым Акирой Эндо, была выведена специальная линия кроликов с гиперлипидемией.

Первой модель аптеросклероза на кроликах считается работа Николая Аничкова, который получил гиперхолестеринемию и тяжелый атеросклероз аорты у животных использую диету с повышенным количеством холестерина в пище. Однако в то время работы ученого не получили должного внимания [10,12].

В настоящее время туберкулез остается ведущей причиной смертности от инфекционных болезней из-за сложного патогенеза. При моделировании заболевания у кроликов, развивается болезнь, которая похожа на туберкулезлюдей, а именно гранулемы с казеозным некрозом. Порода Новозеландских кроликов оказалась более восприимчива к туберкулезуи используются для дифференцировки штаммов Mycobacteriumtuberculosis от Mycobacteriumbovis.

Кроме того, шимпанзе, гиббоны и кролики склонны к моделированию ВИЧ-1 инфекции, которая относится к семейству ретровирусов. У кроликов этот процесс происходит очень медленно, поэтому для увеличения скорости проявления заболевания и последующей реакции были созданы трансгенные кролики, которые экспрессируют ген CD 4 человека [11].

Кролики используются в токсикологии, в том числе для оценки эмбриотоксичности и тератогенного потенциала лекарств. Традиционно кролики являются моделью для изучения токсичности накожных лекарственных форм, на них проводят исследования имплантатов и других медицинских изделий [13].

Благодаря размерам и некоторому сходству в строении глаза кролика с глазом человека, на кроликах можно моделировать различные патологические состояния зрительной системы, изучать безопасности новых операций по удалению катаракты, технологий лазерной коррекции зрения, эффективность офтальмологических препаратов доклинической оценки и аллергических реакций [14, 15].

Заключение

Таким образом, кролик является важным модельным объектом в медико-биологических исследованиях благодаря своей генетической близости к человеку, легкому размножению и высокой чувствительности к различным патологиям.

Использование кроликов позволяет ученым получать ценные данные, необходимые для разработки новых методов диагностики и лечения различных заболеваний.

Список источников

1. Макарова М.Н. Использование кроликов в доклинических исследованиях / М.Н. Макарова, В.Г. Макаров //Лабораторные животные для научных исследований. – 2023. – Т.6. - №3. – С.18-43.

2. Юращик С. В. Пушное звероводство и кролиководство. Практикум: учебное пособие для студентов учреждений высшего образования по специальности "Зоотехния" / С. В. Юращик. – Минск: ИВЦ Минфина, 2019. – 432 с.

3. Graur D. Phylogenetic position of the order Lagomorpha (rabbits, hares and allies) / D. Graur, L. Duret, M. Gouy // Nature. – 1996. – Vol.379. – P.333-335.

4. Рыбакова А.В.Использование кроликов в доклинических исследованиях/ А.В.Рыбакова, М.Н. Макарова, В.Г.Макаров // Международный вестник ветеринарии. – 2016. – №4. – С.113-117.

5. Щукина Е.С. Домашний кроликOryctolaguscuniculusvar. domesticaL.как модель в изучении доместикации и биомедицинских исследованиях (обзор)/ Е.С. Щукина, Г.Ю. Косовский, В.И. Глазко [и др.] // Сельскохозяйственная биология. – 2020. – Т.55. – №4.– С.643-658.

6. Suckow M.A. The Laboratory Rabbit, Guinea Pig, Hamster, and Other Rodents / M.A. Suckow, K.A. Stevens, R.P. Wilson. – London: Academic Press, 2012. – 1268 p.

7. D.W. DuszynskiThe Biology and Identification of the Coccidia (Apicomplexa) of Rabbits of the World / D.W. Duszynski, L. Couch. – San Diego: Newnes, 2013. – 352 p.

8. Casady R.B.The U.S. Rabbit Experiment Station, Fontana, California / R.B.Casady. – Beltsville: United States Department of Agriculture, – 1962. – 8 p.

9. Макарова М.Н. Анатомо-физиологическая характеристика пищеварительного тракта у человека и лабораторных животных / М.Н.Макарова, А.В.Рыбакова, Я.А. Гущин [и др.] // Международный вестник ветеринарии. – 2016. – №1. – С.82-104.

10. Endo A. A historical perspective on the discovery of statins // ProcJpnAcadSer B PhysBiol Sci. – 2010. – Vol.86. – №5. – P.484-493.

11. Bosze Z.S.Application of rabbits in biomedical research: a review / Z.S.Bosze, L.M.Houdebine // World Rabbit Sci. – 2006, – № 14. – Р.1-14.

12. Zhang J. Deficiency of Cholesteryl Ester Transfer Protein Protects Against Atherosclerosis in Rabbits / J. Zhang, M.Niimi , D. Yang  [et al.] // ArteriosclerThrombVasc Biol. – 2017. – Vol.37.– №6.– P.1068-1075.

13. HannasB.R. Dietary Route of Exposure for Rabbit Developmental Toxicity Studies / B.R.Hannas, R.G. Ellis-Hutchings, V.A. Marshall //Toxicol Sci. – 2016. – Vol.154. – №1. –P.90-100.

14. Bundoc V.G. Animal models of ocular allergy / V.G. Bundoc, A. Keane-Myers //urrOpin Allergy ClinImmunol. – 2003. – Vol.3. – № 5. – P.375-379.

15. Chen L. Comparison of wavefront aberrations in rabbit and human eyes / L. Chen, L.C. Huang, B. Gray [et al.] // ClinExpOptom. – 2014. – Vol.97. – №6. – P.534-539.