МОРСКАЯ СВИНКА КАК МОДЕЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ В БИОЛОГИИ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЕ
свинка морской медицина экспериментальный
Кутузов М.А., Мараховская А.Д., Бервинова А.В., Поляков Н.К.
ФГБОУ ВО «Волгоградский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации Волгоград, Росиия
GUINEA PIG AS MODEL OBJECT IN BIOLOGY AND EXPERIMENRAL MEDICINE
Kutuzov M.A., Marakhovskaya A.D., Bervinova A.V., Polyakov N.K.
The Volgograd state medical university
Volgograd, Russia
Весь период своего существования, человечество было подвержено разным заболеваниям. Его атаковали вирусы и бактерии, малоизученные лекарственные вещества влекли тяжелые и смертельные аллергические реакции: отеки, удушья, спазмы и многие другие недуги. Параллельно с этим человек искал способы себя обезопасить от всего этого. Изучались и культивировались штаммы вирусов и бактерий, велось тестирование лекарственных средств, открывались новые биохимические механизмы регуляции в норме и при патологии, зарождались многие фундаментальные науки и многое другое. Ученые разных эпох ставили эксперименты над животными в поисках ответов, но систематизированный и грамотный подход к выбору модельного объекта для изучения конкретного явления в биологии и медицине зародился не так давно. Ученые выяснили, что не все животные походят для изучения тех или иных процессов. Например, морская свинка- Cavia, Cobaya, или Porcellus принадлежащая к семейству Свинковых (Caviidae), к отряду грызунов (Rodentia) - это спокойное, миролюбивое животное, удобное для проведения многих экспериментов.
Это легко доступное животное. Длина тела чаще всего 25 - 35 см, хвост отсутствует, висячие уши, широкая тупая морда. Взрослый самец морской свинки весит 1000--1500 г, а самка -- 800--1200 г. Природная окраска коричневато-сероватая, с более светлым брюшком, окраска может варьировать от вида к виду. Продолжительность жизни морской свинки, по сравнению с другими животными, составляет от 4 до 8 лет, при должном содержании. Уже в возрасте 1,5 - 2 месяцев эти грызуны достигают половой зрелости, хотя физиологическая зрелость наступает несколько позже (примерно в 3 месяца). После спаривания, спустя 60 - 70 дней рождаются 3- 5 детенышей с наиболее развитым головным мозгом, так как констатируется высокая степень морфологического и биохимического развития коры и других участков головного мозга. При рождении, детеныши морской свинки с первых дней могут самостоятельно находить пищу и питаться, но параллельно питаются молоком матери (период лактации самки 28 - 35 дней).
Развитие морской свинки условно разделено на несколько периодов жизни:
Молочное кормление (с 1 по 21 день);
Неполовозрелый период (25-50 день ... 51 -150 день);
Репродуктивный период (6-18 ... 35-40 мес.);
Период старческих изменений (3,5-5 ... 6-8 лет).
В первый период своей жизни молодые животные находятся в гнезде и питаются молоком матери. Они хорошо передвигаются по гнезду. У молодых самок на брюшке появляется хорошо различимая пара сосков.
Во втором жизненном периоде молодняк отсаживают от матери, и они начинают самостоятельно питаться. У молодых свинок появляются вторичные половые признаки и идет интенсивный рост их тела. Самцы становятся крупнее самок. Совершенствуются двигательные реакции.
В третьем периоде жизни морских свинок завершается развитие половых органов. Животные достигают пика физиологического развития. Их шерстный покров становится густым и гладким. У самок устанавливаются половые циклы. Прекращается рост тела.
Животные становятся половозрелыми и готовыми к размножению.
Основной критерий по которому определяют степень здоровья животного - Далее животное переходит в четвертый период. Он характеризуется спадом репродуктивной функции и двигательной активности.
У старых животных шерстный покров редеет. На их зубах развивается коричневый налет, режущие поверхности резцов стираются. В дальнейшем наступает неизбежная атрофия мышц и кожи, снижаются функции внутренних органов, возникает искривление когтей.
Морская свинка (Cavia porcellus) является одним из самых универсальных модельных объектов, применяемых в биологии и экспериментальной медицине. Ее используют как базовую модель для изучения болезни Меллера - Барлова (цинги), так как организм морской свинки утратил способность осуществлять синтез витамина С. Поэтому полученные данные с высокой точностью можно экстраполировать на человека.
Морская свинка - классический модельный объект при изучении развития аллергических реакций разного характера. Анафилаксии у этих животных проявляются по механизму аналогичному для организма человека.
Некоторые инфекционные заболевания, к примеру дизентерия и колибактериоз, связанные с поражением желудочно-кишечного тракта логичнее проводить именно на морских свинках, в виду того, что их микрофлора резко отличается от микрофлоры других лабораторных грызунов.
При экспериментальном введении штамма вирусов, с целью его культивирования некоторым грызунам, необходимо прибегать к сложным методам инвазии - интрацеребрально, перорально и др., этим можно навредить животному и сильно стрессировать его. Наряду с этим морской свинке достаточно внутрикожно (в лапку) ввести необходимый штамм, это позволит не причинять животному стресс и сильную боль.
Система комплимента этих грызунов имеет колоссальную активность на ряду со всеми млекопитающими, поэтому именно их сыворотку используют для частного получения сухого комплимента, который используют в лабораторной диагностике некоторых венерических заболеваний. Эритроциты морской свинки тоже являются одним из незаменимых компонентов в диагностике вируса гриппа путем постановки реакции гемагглютинации («склеивание» эритроцитов путем прочного связывания между его рецептором(антителом) на поверхности и антигеном вируса). Организме этих грызунов лишь на 1,2% подвержен возникновению спонтанных и индуцированных новообразований. Этому способствует очень высокие концентрации фермента-ингибитора опухолей - аспарагиназы. На сегодняшний день данному феномену посвящены широкомасштабные исследования с дальнейшим их внедрением в клиническую практику.
Морская свинка очень чувствительна к разного рода антибиотикам, в силу сходства иммунной системы грызуна и человека, можно установить, будет ли данный препарат вызывать аллергическую реакцию у человека. Органы морских свинок, используют в физиологических и фармацевтических исследованиях (слюнная железа морских свинок богата индукторами регенерации тканей, клетки красного костного мозг - «станция кроветворения», на данный момент наиболее культивируемые клетки системы крови).
Среди всех экспериментальных животных морские свинки занимают одну из ведущих ролей по значимости. Огромное количество аспектов биологии и экспериментальной медицины изучено именно этим грызунам, а именно аллергология, вирусология и бактериология. Морская свинка - донор уникальных компонентов системы крови и незаменимый объект используемый на доклинических испытаниях многих антибиотиков.
Список использованной литературы
1. Зайчик А. Ш., Чурилов Л. П. Цинга и действие мегадоз витамина С //
Основы патохимии. -- СПб.:: ЭЛБИ, 2000. -- С. 375--379. -- 688 с. -- 3000
2. Гамалея Н. Ф., Мечников И. И., Тимирязев К. А. Пастер // брошюра -- М.: -- Изд. АН СССР, 1946. -- 52 с.
3. Поль де Крюи. Борьба за жизнь. -- М.: Изд-во "Наука". -- 1987. С. 431
4. Альтман Д. Морские свинки = Starting With Guinea Pigs / Пер. с нем. Е. Захарова. -- М: Аквариум, 1999. -- 64 с.
5. Harvey R. A., Champe P. C., Fisher B. D. Lippincott's Illustrated Reviews: Microbiology. 2nd ed. -- Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins, 2007. -- 438 p.