Індикаторні тварини

Для виявлення вірусів в певному середовищі використовують “сторожові” тварини (sentinel animals), тобто такі, що залишаються у приміщеннях з метою визначення інфекційного агенту. Цілі використання “сторожових” тварин різні. Наприклад, їх вселяють в приміщення (свинарники, скотні двори, пташники) для перевірки відсутності вірусів після ліквідації інфекції та проведеної там дезінфекції. В лабораторіях “сторожові” тварини можуть служити для виявлення втрати (витоку) вірусу. Цей метод виявлення вірусу з використанням “індикаторних” або “детекторних” “сторожових” тварин грає велику роль в епізоотологічних та епідемічних дослідженнях. Для цього сприйнятливих тварин на певний час розміщують в їхньому середовищі існування для природного зараження (через укуси комахами, тощо) і спостерігають за ними. В подальшому їх переводять в лабораторні умови і досліджують. Поза межами вірусологічних експериментів „сторожових” тварин (найчастіше пацюків та кролів) можуть використовувати на хімічних підприємствах з виробництва речовин, небезпечних для життя людини, а також в місцях зберігання хімічної та біологічної зброї масового знищення для виявлення можливого витоку токсичних речовин чи організмів.

Гнотобіотичні тварини

Гнотобіоти (гнотобіонти) – це безмікробні тварини, які широко використовуються у вірусологічних дослідженнях за рахунок того, що, по-перше, вони, як правило, вільні від збудників латентних вірусних інфекцій, що перешкоджають результатам досліджень за причиною інтерференції. По-друге, вони більш чутливі до вірусних інфекцій, ніж звичайні тварини. По-третє, вони найбільш стандартні. По-четверте, саме цих тварин доцільно використовувати при виділенні вірусів з нез’ясованими хвороботворними властивостями.

За визначенням Luckey (1967), гнотобіоти – це макроорганізми, які не містять життєздатних мікроорганізмів одного або декількох видів, відомих досліднику. За зовнішнім виглядом гнотобіоти не відрізняються від звичайних тварин. Проте в гнотобіологічних ізоляторах, де утримуються безмікробні тварини, та під час їхнього розтину відсутній специфічний для даного виду тварин запах. Крім того, вони більш стійкі до впливу рентгенівських променів, мають підвищену радіорезистентність. Життєві процеси у безмікробних лабораторних тварин (морфологія, фізіологія, обмін речовин, резистентність, захисна реакція, патологія, тощо) значно відрізняються від таких у звичайних тварин. Найбільш помітні зміни стосуються функцій шлунково-кишкового тракту, де відсутня нормальна мікрофлора, збільшення ваги печінки, нирок, надниркової залози та недорозвинення імунно-захисних механізмів (гіпоплазія та зменшення ваги лімфатичних вузлів та тімусу, відсутність глобулінпродукуючих клітин, майже восьмикратне зменшення кількості імуноглобулінів, тощо). Утворення антитіл або відсутнє, або відбувається в незначній мірі.

Перші вдалі спроби отримати безмікробних тварин належать Нутталю та Тірфельдеру, яким в 1895 році вдалося одержати та утримувати в стерильних умовах мурчаків. В 1912-1913 роках безмікробні курчата, пуголовки та мухи були отримані М.Коенді та Е.Вольманом в лабораторії І.І.Мечнікова. Тривалість життя перших безмікробних тварин була недовга (2-3 тижні) внаслідок недосконалості методики вирощування та неповноцінністю стерильної дієти. Становлення гнотобіології як самостійної галузі біології відноситься до 60-х років ХХ-го століття, коли цих тварин почали отримувати в Японії, Нідерландах, СРСР, Швеції, Бельгії, США, ФРН, Чехословаччині, Франції комерційним шляхом.

На сьогоднішній день безмікробних птахів одержують шляхом інкубації яєць зі стерильною шкаралупою в стерильному інкубаторі. Стерильних ссавців отримують кесаревим розтином вагітних тварин, або видаленням матки (гістеректомія) та вирощуванням “новонароджених” в стерильних ізоляторах. Утримують гнотобіотів в гнотобіологічних ізоляторах з мікрокліматом при наявності двох шлюзів: повітряного (аерошлюз) та рідинного (гідрошлюз). Через шлюзи за допомогою контейнерів в ізолятор вводять посуд, харчі, повітря, воду, хірургічний інструментарій, клітки та всі інші простерилізовані матеріали. Одержаних стерильних тварин тримають на молочно-кислій дієті для наявності певної кишкової флори, яка зберігає їхню специфічну апатогенність. Приміщення гнотобіологічного ізолятору стерилізують газами. Таким чином, отримання та утримання гнотобіотів на всіх етапах роботи здійснюється повністю в стерильних умовах.

За динамікою росту безмікробні тварини діляться на 3 групи:

І – мавпи, поросята, курчата – ростуть краще, ніж звичайні тварини, або однаково з ними;

ІІ – пацюки, миші, собаки, кішки – ростуть нарівні зі звичайними тваринами;

ІІІ – мурчаки, кролики, козенята, ягнята – ростуть гірше звичайних тварин.

Розрізняють два види гнотобіотів: стерильні тварини та гнотофори. Стерильні тварини – це макроорганізми, які не мають ніяких життєздатних мікроорганізмів, які можна виявити. Гнотофори – це макроорганізми, які є носіями тільки одного виду життєздатних мікроорганізмів (моногнотофори в дибіотичній системі), двох (дігнотофори в трибіотичній системі) або декількох (полігнотофори в полібіотичній системі).

Особливе місце серед гнотобіотів займають SPF-тварини (від нім. Spezifisch pathogenfrei), які вільні тільки від патогенних мікроорганізмів. В їхньому організмі є всі необхідні для нормальної життєдіяльності бактерії та віруси, які в сукупності створюють групу так званої резистентної (корисної) мікрофлори. На сьогодні одержані SPF (СПФ)-тварини: пацюки, мурчаки, кролики, поросята, птахи та інші. На відміну від гнотобіотів, які є експериментальною моделлю, СПФ-птахи та свині в ряді країн стали основою для створення племінних та товарних ферм, вільних від інфекційних хвороб.

Основні правила утримання тварин та догляду за ними

Головними вимогами до утримання лабораторних тварин є забезпечення дотримання всіх фізіологічних норм тварин, а також попередження перезараження тварин та розповсюдження інфекції в межах віварію.

До фізіологічних вимог роботи з лабораторними тваринами відносять фізичні параметри мікроклімату приміщень віварію, де утримуються тварини (температура, вологість, повітрообмін, рівень шуму та ін.), розміщення тварин у клітках віварію та годування тварин. Крім того, особлива увага приділяється карантину тварин та профілактиці канібалізму.

Мікроклімат у приміщеннях, де утримуються лабораторні тварини, повинен бути в межах існуючих норм (табл.2.2.) протягом доби незалежно від сезону. Висока температура та мала рухливість повітря в поєднанні з великою вологістю гальмують тепловіддачу і викликають перегрівання організму. При цьому тварини стають мляві, у них зменшується апетит, знижується стійкість до інфекційних та неінфекційних захворювань, гальмується обмін речовин. Негативно впливає на тварин і висока вологість у поєднанні з низькими температурами. Газовий склад повітря приміщень для тварин залежить від санітарно-технічного обладнання, кількості тварин та щільності їх посадки в клітках. При недостатньому повітрообміні в приміщенні зменшується вміст кисню, збільшується вміст вуглекислого газу, аміаку, сірководню, клоачних газів та інших продуктів бродіння та гниття органічних речовин, що негативно позначається на тваринах.

В приміщеннях для утримання тварин не повинно бути шуму від приладів, засобів механізації, голосів, недбалого поводження з інвентарем (допустимий рівень – не більше 70-85 Дб). Як періодичний, так і повсякденний шум негативно позначається на стані здоров’я тварин, впливає на серцево-судинну, нервову та імунну системи, дихання, теплообмін.

У віваріях розповсюджена переважно кліткова система розміщення лабораторних тварин. Для утримання лабораторних тварин використовують клітки різних конструкцій, виготовлених з дерева, скла, алюмінію, жерсті, тонких металевих листів, міцних сортів фанери, плексигласу, пластмас.

Таблиця 2.2.