Lektsiya_1_Osnovi_lab_tvarinnitstva

ТЕМА: Вступ. Основи лабораторного тваринництва.

МЕТА: Ознайомити студентів з групами лабораторних тварин, зоотехнічними вимогами до утримання, годівлі, розведення та профілактики їх захворювань.

План:

1. Поняття “лаборатона тварина” та їх групи.

2. Зоотехнічні основи утримання, годівлі та розведення лабораторних тварин.

   1. Поняття віварію, їх види та основні частини;

   2. Правила утримання лабораторних тварин та догляду за ними;

   3. Основи годівлі лабораторних тварин;

   4. Правила розведення лабораторних тварин;

3. Основи зоогігієни та профілактики захворювань лабораторних тварин.

Кожен вид тварин, що існують на Землі може слугувати об’єктом різних досліджень, як з наукової так і з педагогічної точки зору. Відповідно кожна тварина може стати піддослідною (експериментальною). На даний час для досліджень використовують понад 300 видів тварин. Для проведення наукових досліджень та педагогічного процесу лабораторні тварини надходять з спеціальних господарств (розплідників) де їх вирощують з врахуванням сучасних вимог та технологій.

Враховуючи історичні аспекти використання різних тварин в науковому експерименті та у педагогічній роботі, їх походження та якість (генетична однорідність, контроль відносно мікрофлори та паразитів) умовно виділяють наступні групи експериментальних лабораторних тварин:

1. Традиційні лабораторні тварини – види тварин, які впродовж 50-100 років використовують для проведення науково-дослідних робіт та у педагогічному процесі (собаки, кішки, кролики, морські свинки, нелінійні білі миші та пацюки, мавпи, жаби) і вирощуються у звичайних умовах.

2. Домашні та сільськогосподарські тварини, які використовуються у якості лабораторних (свині, кози, вівці, барани, телята, коні, гуси, кури та ін.).

3. Генетично контрольовані тварини (лінійні) (інбредні лінії, мутантні стоки, гібриди різних ліній).

У тваринництві лінією назвають велику групу гомозиготних тварин однієї породи, яка походить від одного (цінного за своїми якостями) самця (родоначальника лінії). Ця група тварин (лінія) володіє тими ж цінними якостями, які були у її родоначальника і які передаються у спадок. При лінійному розведенні цінні якості тварини стійко передаються у спадок нащадкам. Лінійні або інтредні (англ. inbred – народжені від батьків, які є родичами) одержують методом безперервного тісного інбридінгу (брат х сестра) в продовж не менш ніж 20 поколінь, лише тоді досягається 100% гомозиготність. Перша лінія мишей була виведена у 1907-1909 рр. у США онкологом К. Літтлом як результат робіт з вивчення успадкування забарвлення мишей. У 1909р. від одержав пару мишей (родоначальників лінії) з рецесивним геном світло-коричневого забарвлення. (Історія створення інших ліній описані в книгах: Медведев Н.Н. Линейные мыши. – Л. Медицина, 1964г., с180; Бландова З.К., Душкин В.А. и др. Линии лабораторных животных для медико-биологических исследований. – М. Наука, 1983г., с172; Н.Н. Каркищенко. Основы биомоделирования, М.Межакадемическое издательство ВПК, 607, 2004г.)

Через значне зниження життєздатності тварин, що вирощуються методом тісного інбридінгу робота з виведення та збереження ліній потребує багато уваги та високої кваліфікації спеціалістів (інбредистів). На виведення однієї лінії затрачається не менше 8-10 років кропіткої роботи.

Лінійні лабораторні тварини є незамінними природними біологічними моделями, що широко використовуються для сучасного наукового експерименту, наприклад для вивчення патогенезу спадкових хвороб у людини. У лабораторних тварин відомі такі спадкові хвороби обміну речовин як: амілоїдоз, порфірія, ожиріння, цукровий та нецукровий діабет та ряд інших які досить подібні до вроджених порушень обміну речовин у людини. Одержані лінії мишей з макро та мікроцитарною анемією, гемофлією, аномаліями розвитку серця і т.п.

В окремих тварин можуть спонтанно виникати мутації (англ. stock), обумовлюють їх відмінність від основного стада даної лінії тварин за окремими ознаками. Мутантні форми (стоки) лабораторних тварин використовують для проведення генетичних досліджень, в яких гени мутантів з зміненими зовнішніми ознаками використовують у якості міток (маркерів).

Мутантними стоками називають нащадків лабораторних тварин, у яких спонтанно чи під дією мутагенів виникли зміни внутрішніх чи зовнішніх ознак, що передаються у спадок.

4. Тварини контрольовані за мікрофлорою та паразитами (безмікробні миші, морські свинки, собаки, мініатюрні свині, телята, тварини позбавлені патогенної мікрофлори, безлейкозні кури та перепілки). Розведення та використання цих тварин стало можливим завдяки розвитку гнотобіології, методи якої дозволяють одержувати, вирощувати та годувати лабораторних тварин у стерильних умовах.

Гнотобіонтні лабораторні тварини – це тварини вирощені у спеціальних повністю ізольованих від зовнішнього світу умовах, позбавлені мікроорганізмів та інших форм життя. Термін гнотобіонт запропонований у 1963р. Т. Лакі і утворений коренями двох слів: гното – відомий та біота – живі організми.

Вперше можливість виведення в штучних умовах організмів повністю позбавлених мікробів висловив Л. Пастер, ним же була розроблена схема одержання стерильних курчат. Вперше гнотобіотів було вирощено на початку 20 століття, ними були курчата та морські свинки.

На даний час розрізняють декілька типів гнотобіонтів:

1. Безмікробні тварини (монобіотни) – повністю позбавлені мікроорганізмів;

2. Гнотоформні тварини – заражені одним (диобіонти) чи декількома (полібіонти) видами мікробів;

3. Тварини вільні від природних збудників інфекційних та інвазійних хвороб – SPF – тварини (Specific patogen free). Ці тварини займають проміжне положення між звичайними лабораторними тваринами та гнотобіонтами.

До безмікробних також відносять також біологічно чистих безвірусних тварин.

Одержують безмікробних тварин від вагітних самиць, яким проводять кесарів розтин у певний період перед пологами. Найбільш часто у самиць ампутують матку з плодами, після чого проводять через спеціальний шлюз ізолятора заповнений дезинфікуючим розчином у безмікробний простір камери, після чого плоди вилучають. Новонароджених розміщують у стерильних клітках. Корм, воду, підстилку та інші матеріали необхідні для забезпечення життєдіяльності гнотобіонтів стерилізують.

Розвиток гнотобіології дав можливість вивчити значення мікробного та антигенного факторів на функціонування різноманітних органів та систем організму, прояву патологічних реакцій, захворювань. Велике значення гнотобіологічні моделі мають для з’ясування різноманітних представників мікрофлори у перебігу інфекційних процесів.

5. Нові види лабораторних тварин. Насамперед цілий ряд мілких лабораторних гризунів: хом’яки (золотистий, сірий, джунгарський), піщанка монгольська, полівки (звичайна, руда, степова, економка та ін.), білка, бурундук, ховрахи, морські тварини (дельфіни, морські зірки, їжаки, восьминоги та ін.), сумчасті (кенгуру, опосуми), броненосці, риби, плазуни, комахи. Нові види мавп, які раніше не використовувались.

Нові види лаборатоних тварин необхідні для моделювання найбільш адекватних захворювань людини і тварин, що дозволяє більш детально розкрити їх причини, перебіг та розробити засоби профілактики. Також їх використовують для вивчення токсичності, фармакодинаміки та механізмів дії лікарських речовин, для вирішення питань трансплантації і т.п.

2. Зоотехнічні основи утримання, годівлі та розведення лабораторних тварин.

2.1. Поняття віварію, їх види та основні частини. Лабораторні тварини утримуються у розплідниках, експериментально-біологічних клініках та віваріях. Віварієм (від лат. vivus –живий) називають приміщення, де під контролем спеціалістів здійснюється утримання відносно невеликої кількості тварин, що використовуються з експериментальною чи навчальною метою, а також для потреб медичних закладів. Найбільш часто віварії є загальними (комплексними) в яких утримуються різні види теплокровних лабораторних тварин, а також птахи, земноводні, риби. Віварії у яких утримуються тварини одного виду називають спеціалізованими.

Незалежно від типу віварія його приміщення повинно складатись з 5 основних частин:

1. Карантинного відділення;

2. Відділення для утримання лабораторних тварин;

3. Маніпуляційних та операційних кімнат;

4. Дезинфекційного відділення з кімнатою для зберігання чистих кліток;

5. Службового відділення (склад, побутові кімнати для персоналу, аптека, кабінети для завідуючого та спеціалістів).

Для забезпечення лабораторними тваринами наукових експедицій у польових умовах створюються пересувні віварії.

Як правило розплідник та віварій повинні мати спеціалізовані ізольовані приміщення та вільну територію, що прилягає до них. Ділянка повинна бути добре захищена від вітру та достатньо добре освітлюватись сонцем. Не слід розміщувати віварії поблизу шумних доріг. Приміщення повинні бути сухими, світлими, з рівномірною температурою повітря та добре провітрюватись. Необхідно виключити можливість проникнення у віварій диких гризунів, а також домашніх тварин і птахів.

2.2. Правила утримання лаборатоних тварин та догляду за ними. Умови утримання та годівлі лабораторних тварин повинні забезпечити сприятливий біологічних фон для їх нормального розвитку та розмноження.

Керівник організації при якому функціонує віварій затверджує ропорядок дня з утримання лаборатоних тварин, догляду за ними та годівлі. У розпорядку вказують час виділений на прибирання приміщень, кліток, їх санітарну обробку, час годівлі та проведення експериментальних робіт.

Клітки є основним мікрокліматичним об’єктом для утримання лабораторних тварин, і повинні забезпечувати їм вільне пересування і відповідати наступним санітарно-гігієнічним вимогам: бути легкими та міцними; виготовлятись з матеріалу який тварина не зможе прогризти; володіти стійкістю до впливу дезинфікуючих засобів.

Клітки з мілкими лабораторними тваринами слід розміщувати на стілажах у декілька ярусів. Перший ярус кліток повинен знаходитись на відстані 30-70 см від підлоги. Для економії часу на прибирання кліток їх будують з сітчастим дном, під які підкладають папір на якому збираються фекалії та сеча. Також рекомендують під дно кожної сітки вставляти спеціальні лотки з жесті, які під час прибирання виймаються і очищаються від сечі та фекалій.

На суцільне дно клітки насипається шар підстилки товщиною в 5-10 мм (тирса, стружка чи торф), яку перед використанням автоклавують чи витримують у сухожаровій шафі.

Обслуговуючий персонал зобов’язаний чистити клітки щоденно, збираючи у спеціальні металеві бачки з кришками забруднену підстилку та відходи.

Брудні клітки з годівницями, напувалками, підстилкою підаються очистці та дезинфекції у дизенфекційно-моєчному відділі. Забороняється мити та дезинфікувати клітки та кормушки в приміщеннях де утримуються тварини

Слід відмітити, що в клітках лаборатоних гризунів температура на 3-4 градуса вище температури повітря кімнати, в якій розміщуються тварини. Характер мікроклімата в клітках залежить від щільності утримання в них тварин і відбивається на рості та стані здоров’я тварин.

Кожна клітка, вольєр обов’язково повинні мати етикетки. На яких вказують основні відомості про тварин, що в них утримуються (вид, лінія, стать, вік, маса) з вказанням якій лабораторії (відділу) належать тварини, хто проводить експерименти (прізвище наукового співробітника), дата надходження тварин, початок експерименту та інші данні.

При розміщенні лабораторних тварин у клітках слід виходити з норм площ наведених у таблиці.

Нормативи розміщення в клітках лабораторних гризунів

Вид тварин	Мінімальна площа дна клітки на одну тварину, см2	Максимально допустима кількість тварин у клітках	Кількість голів тварин на 1 м2 площі підлоги приміщення
Миші	40	15	65 дорослин чи 240 молодняка
Пацюки	150	10	20 дорослих чи 100 молодняка
Хом’яки	100	5	30-40
Морські свинки	300	5	15-18
Кролі	2000	1	3-4

Собак слід утримувати в окремих кабінах чи боксах. На одну собаку повинно припадати не менше 1,5 м² площі.

Котів розміщують у вольєрах чи клітках по 5 голів. У приміщеннях для котів влаштовують полиці (лежанки) з врахуванням площі на кожну тварину. На одну тварину має припадати не менше 0,5 м² площі. Перед входом у вольєр з котами влаштовують сітчастий тамбур.

Великих домашніх тварин, а також птахів розміщують в приміщеннях пристосованих для їх утримання чи побудованих за типовими проектами.

Існує почерговість обслуговування різних видів лабораторних тварин, якщо їх доглядає один працівник. Спочатку він проводить прибирання та обробку кліток, в яких знаходяться морські свинки, потім послідовно клітки з мишами, пацюками та кроликами і в останню чергу приміщення в яких утримуються собаки та кішки.

В кінці кожного робочого дня працівники повинні проводити вологе прибирання з використаннями дезинфікуючих речовин.

Нагляд за експлуатацією та санітарним станом віваріїв здійснює ветеринарна та санітарно-епідеміологічна служби міста (района, області).

2.3. Основи годівлі лабораторних тварин. Повноцінна годівля у поєднанні з добрими умовами утримання забезпечують гарних ріст, розвиток та розмноження тварин.

Годівлю тварин проводять згідно затвердженого розпорядку дня роботи віварію в однин і той же час доби після завершення чистки кліток та прибирання приміщення. Корми для лабораторних тварин повинні відповідати нормам за масою, складу та кількості. У всіх клітках необхідно встановити постійні напувалки та годівниці. Режим годівлі у вихідні та св’яткові дні повинен бути таким самим як і в робочі.

При годівлі лаборатоних тварин необхідно користуватись кормовими нормами та раціонами розробленими науковцями та затвердженими відповідними міністерствами. Кормова норма – загальна кількість поживних речовин, які необхідні тварині на добу відповідно до її маси та продуктивності. Кормові норми обраховуються в кормових одиницях та в кількості білку (протеїну), що перетравлюється. На основі кормових норм, встановлених для кожного виду та окремих груп лабораторних тварин, необхідно складати кормові раціони на той чи інший період.

При годівлі лабораторних гризунів застосовують переважно корми рослинного походження (зелений корм, сіно, коренеплоди, зерно, макуха) з додаванням кормів тваринного походження.

Для годівлі котів та собак застосовують переважно корми тваринного походження.

У якості джерела мінеральних речовин використовують кухонну сіль, подрібнену крейду, кісткове борошно, 0,02 – 0,04% розчин хлориду кальцію.

Кроликів, морських свинок, білих пацюків та білих мишей можна годувати зерном пшениці, ячменя, вівса та кукурудзи. З зеронового кому можна готувати кормові суміші. Лабораторним тваринам також згодовують спеціальні комбікорми, що випускаються комбікормовими заводами.

Слід пам’ятати також особливості фізіології деяких лабораторних тварин. Так в організмі котів не синтезується нікотинова кислота, а організм морських свинок не виробляє аскорбінову кислоту. Для профілактики гіпо- та авітамінозів слід вводити в раціон котів нікотинову кислоту (2-5 мг), а морськихм свинкам в зимовий період аскорбінову кислоту (5-10 мг).

Для збагачення кормів білками та вітамінами проводять дрізджування та пророщування зерна.

Для запобігання забруднення корма та води фекаліями рекомендується використовувати автоматичні годівниці та напувалки. Забороняється згодовувати лабораторним тваринам недоброякісні продукти, запліснявілий, загнивший чи промерзший корм.

При годівлі необхідно дотримуватись наступних гігієнічних правил: корм повинен зберігатись у місцях де відсутні дикі миші та пацюки, залишки корму не повинні використовуватись повторно. Годівниці та напувалки необхідно мити один раз на день.

2.4. Правила розведення лабораторних тварин. Розрізняють внутрішньопородне (чисте) розведення, міжпородне розведення та гібридизацію (схрещування тварин різних видів). Для лабораторних тварин використовують внутрішньопородне та міжпороден розведення, гібридизацію у лабораторному тваринництві практично не застосовується.

При тривалому внутрішньопородному розведенні практикуєтсья лінійним метод, завдяки якому одержано багато цінних ліній тварин. Однак, при цьому методі близькородинного розведення доводиться зіштовхуватись з явищем депресії (одержання приплоду з низькою життєздатністю, ослабленою конституцією), як правило на 3 поколінні, а найбільш виражено в 5-7 поколіннях. З метою ослаблення явища депресії слід брати для розмноження тварин різних сезонів народження (напр. самця зимового, а самку літнього чи весняного сезону народження).

Для одержання здорового приплоду з високою життєздатністю при тривалому внутрішньопородному розведенні застосовують метод “освіження крові”. Сутність його полягає у тому, що маточне поголів’я покривають самцями тієї ж породи, але не родичами самиць і вирощеними в інших умовах.

При міжпородному схрещуванні основною метою є одержати нові форми тварин із збагаченою спадковістю чи підвищити якість однієї породи за рахунок іншої.

Племінний відбір тварин. Для покращення корисних якостей лабораторних тварин (плодючість, міцна конституція, стійкість до захворювань) необхідно проводити відповідний племінний відбір. Для розмноження відбирають кращих тварин, цьому передує бонітування – якісна оцінка придатності тварин до племінної роботи за комплексом ознак. Бонітування тварин проводиться один раз на рік (з вересня по листопад) тільки по відношенню до здорових тварин. Перед бонітуванням всі тварини мають бути помічені. В результаті крупних тварин розділяють на 4-5 класів, а мілких (лабораторних) на 3 класи.

Тварини 1 класу беруть на плем’я в першу чергу, а тварин 2 та 3 використовують переважно для лабораторних досліджень. Відбір кращих тварин сам по собі не дає належних результатів, адже він повинен бути закріплений відповідним підбором батьківських пар для парування.

При розведенні лабораторних тварин, особливо мілких, необхідно визначати їх стать. Визначення статі у собак та котів не являє труднощів. У кроликів та свинок при натягуванні шкіри в ділянці статевого отвора у самиць виявляється повздовжня щілина, яка звуженим кінцем направлена до спини, а в самців з круглого статевого отвора виступає статевий член. Сім’яники виявляються лише у дорослих тварин.

У самиць пацюків, мишей та інших лабораторних гризунів добре розвинуті грудні соски молочних залоз, відстань між статевим та анальним отворами у самиць набагато коротша ніж у самців.

Профілактика канібалізму. Часто у лабораторних тварин (мишей, пацюків та кроликів) спостерігаются випадки поїдання власного приплоду. Причини цього явища різноманітні. Так самиці можуть поїдати новонароджених при перевантаженні їх великою кількістю. Тому від самиць, що мають багато новонароджених частину слід пересадити іншій самиці, у якої їх мало.Явище канібалізму спостерігається одразу після народження чи через декілька днів. Помічено, що канібалізм проявляється при недостатності молока у матері. Мають значення також сторонні запахи новонароджених, які можуть з’явитись після того як їх брали у руки. У зв’язку з цим новонароджених слід брати стерильним пінцетом, а для знищення сторонніх запахів їх спини рекомендується змащувати сечею матері чи камфорою. Перед тим як взяти новонароджене кроленя руки слід витерти комком пуху взятого з гнізда.

Поїдати новонароджених, а також молодих чи вже дорослих тварин можуть не тільки матері, але й інші самці та самиці. Явище канібалізму нерідко спостерігається у мишей та пацюків при білковому та мінеральному голодуванні, при відсутності води чи кормів.

Для профілактики канібалізму слід своєчасно видаляти з гнізда мертвонароджених, оскільки самиця може з’їсти їх після чого звикне до канібалізму. Не слід також заміняти підстилку в гнізді одразу після родів. Тварин, що принадились до канібалізму вибраковують.

3. Основи зоогігієни та профілактика захворювань лабораторних тварин. Через своєрідність способу життя лабораторні тварини досить чутливі до інфекційних захворювань. Для запобігання спалахам інфекцій необхідно суворо дотримуватись правил зоогігієни. Обслуговуючий персонал повинен регулярно проходити обстеження на бицилоносійство, дотримуватись правил особистої гігієни та користуватись спеціальним одягом та взуттям. Необхідно суворо дотримуватись чистоти посуду, кліток і всього приміщення. За кожним відділенням розплідника чи віварію повинне бути закріплений інвентар, який слід зберігати в окремих ящиках чи шафах. Недозволяється переносити інвентар з одного відділення в інше, переставляти годівниці чи напувалки з одної клітки в іншу. Перед входом у відділення слід класти коврик, призначений для дезінфекції взуття. Двічі на день його змочують дезинфікуючим 3-5% розчином фенолу, лізолу чи креоліну.

Після прибирання приміщень чи кліток і перед роздаванням корму тваринам необхідно вимити руки з милом. Спецодяг обслуговуючого персоналу (халати, чоботи, хустинки та ін.) повинна зберігатись в окремих шафах кожного відділення.

Зерновий корм перед згодовуванням лаборатоним тваринам автоклавують, обробляють гарячим паром чи прогрівають в духовій шафі для знищення яєць гельмінтів та збудників хвороб, що могли потрапити в кори з калом диких гризунів.

Купувати тварин необхідно у спеціальних розплідниках, які розводять цих тварин, при умові, що у них немає спалахів інфекційних хвороб. Необхідною умовою придбання нових тварин є ветеринарне свідоцтво, накладна чи груповий паспорт, що видаються розплідниками.

Груповий паспорт заповнюється в двох екземлярах, один з яких залишається у розпліднику, а інший передається в інститут чи лабораторію, які придбали тварин. Вік пацюків, хом’яків, морських свинок та мишей співробітники розплідників повинні зазначати в днях, а масу в грамах. Вік кроликів вказують в місяцях, а масу в кілограмах.

Для попередження заносу інфекцій в приміщення віварію всі тварини, які находять повинні пройти карантин, для чого їх розміщують у відповідному відділенні. Перед прийняттям тварин проводять їх ретельний огляд на предмет виявлення захворювань, оцінки їх загального стану, вгодованості та віку. Хворих тварин приймати у віварій категорично заборонено.

За період проходження тваринами карантину у них проводять мікроскопічні дослідження на виявлення бацилоносійства та наявність гельмінтів.

Тривалість карантину залежить від того звідки прибули тварини і чи немає серед них хворих. Якщо тварини привезені з того ж міста (району), достатньо 3 денної ізоляції. Ветеринарним законодавством передбачені наступні строки карантину для лабораторних тварин придбаних в неспеціалізованих розплідниках: собаки та коти – 30 днів; миші та пацюки – 10 діб; морські свинки, кролики, птахи – 21 день.

Перед очисткою та миттям кліток з карантинного відділення у дезинфекційно мийному відділені їх попередньо знезаражують. Знезаражуються чи спалюються також відходи з карантинного відділення.

При підозрі на інфекційне захворювання проводять бактеріологічні дослідження. Якщо результати бактеріологічного дослідження підтверджують наявність інфекційного захворювання то всі кролики, морські свинки, пацюки, миші, хом’яки з партії, що надійшла знищуються. За собаками та котами проводиться подальші спостереження, а строки карантину подовжуються залежно від характеру виявленого захворювання.