WIEDZA O

ZWIERZĘTACH

LABORATORYJNYCH

ZWIERZĘTA LABORATORYJNE

• ZWIERZĘTA OKREŚLONEGO GATUNKU, KTÓRE

ZOSTAŁY WYHODOWANE W LICENCJONOWANYCH
HODOWLACH SPECJALNIE DO CELÓW
DOŚWIADCZALNYCH.

GATUNKI ZWIERZĄT UZNANE ZA DOŚWIADCZALNE

WYMIENIONE W KONWENCJI EUROPEJSKIEJ :

MYSZ, SZCZUR, ŚWINKA MORSKA, CHOMIK,

KRÓLIK, PIES, KOT, PRZEPIÓRKA JAPOŃSKA
/ inne gat. gryzoni, ssaki „wyższe” (małpy)/

ZWIERZĘTA LABORATORYJNE

Konwencja Europejska

• Zwierzęta muszą być „nabyte bezpośrednio lub [...]

pochodzić z zarejestrowanych ośrodków hodowlanych”

(art. 21, ust. 1)

• Konwencja zabrania używania do doświadczeń

bezpańskich zwierząt udomowionych

(art. 21, ust. 3)

• Statystyczne dane wykorzystania zwierząt muszą być

publicznie dostępne

(art. 27, ust. 1)

Rozwój ustawodawstwa o ochronie

zwierząt

• 1924 r. Anglia – pierwsza ustawa zawierająca

zasady ochrony zwierząt w związku
eksperymentowaniem na nich

• Polska 22.III.1928 r.

- rozporządzenie Prezydenta Rzeczpospolitej o

ochronie zwierząt, działające na mocy ustawy,
uzupełnione w 1959 r. rozporządzeniem
Ministra Szkolnictwa Wyższego

/

w całości

poświęcone zagadnieniom dokonywania
doświadczeń na zwierzętach/

– Stany Zjednoczone

• problemy doświadczeń na zwierzętach

laboratoryjnych unormowane od 1978 r. przez
Food and Drug Administration jako
postanowienia dobrej praktyki laboratoryjnej
(goog laboratory practice – GLP)

dotyczące badań nieklinicznych.

Przepisy stosowane w ramach

Europejskiego

Programu Badań

Biomedycznych.

Organizacje Międzynarodowe

– Międzynarodowy Komitet do Spraw Zwierząt

Laboratoryjnych ICLA 1956 r.

-

normy prawne eksperymentowania na zwierzętach

-

warunki utrzymania i hodowli zwierząt laboratoryjnych

-

sposób przeprowadzania doświadczeń

– Międzynarodowa Rada do Spraw Wiedzy o Zwierzętach

Laboratoryjnych -

ICLAS

1979 r.

– Europejska Konwencja w sprawie ochrony zwierząt

kręgowych, wykorzystywanych dla celów
doświadczalnych i innych celów naukowych

1986 r. Strasburg (11 państw założycieli Rady Europy)

USTAWA O OCHRONIE ZWIERZĄT

z dnia 21 sierpnia 1997 r.

Przepisy ogólne

Art. 1. 1.
Zwierzę, jako istota żyjąca, zdolna do odczuwania
cierpienia, nie jest rzeczą.

Człowiek jest mu winien poszanowanie, ochronę i

opiekę

.

Dziedziny, w których dopuszczalne

jest

wykorzystywanie żywych

zwierząt:

Konwencja Europejska (art. 2)

- zapobieganie chorobom i utracie

zdrowia ludzi i zwierząt

- edukacja chirurgiczna

(kształcenie i

szkolenie)

- fizjologiczne badania podstawowe
- ochrona środowiska
- badania naukowe
- medycyna sądowa (dochodzenia

sądowe)

Metody alternatywne

• Badania

epidemiologiczne

• Badania in vitro

Metody alternatywne

• Badania

epidemiologiczne

• Badania in vitro

EUTANAZJA ZWIERZĄT

DOŚWIADCZALNYCH

• EUTANAZJA

łagodna śmierć ; akt humanitarnego uśmiercenia

przy ograniczeniu do minimum bólu, strachu i

dyskomfortu

EUTANAZJA ZWIERZĄT

DOŚWIADCZALNYCH

• W laboratoriach i ośrodkach hodowlanych zwierzęta

uśmierca się z różnych powodów;

- na końcu doświadczenia lub, gdy mogą wystąpić

utrwalone niepożądane skutki;

- by uzyskać krew lub inne tkanki w celach

badawczych;

- kiedy ból, dyskomfort i cierpienie zbliżają się do

niedopuszczalnego poziomu;

- gdy zagrożone jest zdrowie lub dobrostan

zwierząt;

- kiedy nie są one dłużej zdolne do rozmnażania;
- gdy dana grupa zwierząt nie posiada

wymaganych cech, np. odpowiedniej płci

PODSTAWOWE KRYTERIA WYBORU METOD

EUTANAZJI

I ZACHOWANIA DOBROSTANU ZWIERZĄT:

- należy stosować taką metodę, która pozwala na

zminimalizowanie bólu

- błyskawiczne osiągnięcie nieprzytomności i śmierci
- ograniczenie do minimum braku swobody i

zdenerwowania zwierzęcia

- wybrana metoda powinna być odpowiednia do

wieku, gatunku i stanu zdrowia zwierzęcia

- ograniczać do minimum niepokój i fizjologiczny stres
- wybrana metoda powinna być skuteczna,

powtarzalna, nieodwracalna, łatwa w wykonaniu (w
niewielkich dawkach, jeśli to możliwe)

- bezpieczna dla osób wykonujących zabieg oraz

akceptowana z estetycznego punktu widzenia

CHARAKTERYSTYKA METOD EUTANAZJI

- Szybkość
- Skuteczność
- Łatwość wykonania
- Bezpieczeństwo personelu
- Ocena estetyczna

++ do przyjęcia + do przyjęcia przez większość osób
- nie do przyjęcia przez wiele osób

- Ocena ogólna

:

1 - 5 , przy czym 5 wysoce zalecana

EUTANAZJA ZWIERZĄT DOŚWIADCZALNYCH

ROZPOZNANIE I POTWIERDZENIE ŚMIERCI

-

zatrzymanie akcji serca i oddychania

-

brak odruchów

oraz u małych zwierząt laboratoryjnych,obniżenie

temperatury ciała poniżej 25

0

C

EUTANAZJA ZWIERZĄT DOŚWIADCZALNYCH

PODSTAWOWE MECHANIZMY WYWOŁANIA ŚMIERCI

1

BEZPOŚREDNIE LUB POŚREDNIE NIEDOTLENIENIE

2

BEZPOŚREDNIA BLOKADA FUNKCJI OŚRODKÓW

NERWOWYCH

ODPOWIEDZIALNYCH ZA CZYNNOŚCI

ŻYCIOWE

3

FIZYCZNE ZATRZYMANIE AKTYWNOŚCI MÓZGU ORAZ

ZNISZCZENIE OSRODKÓW NERWOWYCH

KONTROLUJĄCYCH

CZYNNOŚCI ŻYCIOWE

( Andrews i wsp. 1993, Lumb i Jones

1984 )

• PRZYTOMNOŚĆ

stan świadomości zwierzęcia, w którym może ono
odbierać bodźce ze środowiska zewnętrznego i
odpowiadać na nie normalnym zachowaniem,
typowym dla przytomnego osobnika

• BRAK PRZYTOMNOŚCI

stwierdzenie braku wrażliwości na bodźce
zewnętrzne, tak jak obserwuje się to w przypadku
śpiączki lub podczas znieczulenia ogólnego.

• Brak wrażliwości - to zarówno brak reakcji

fizycznej na stosowane bodźce, jak i brak reakcji
ze strony ośrodkowego układu nerwowego.

• BÓL

“negatywne odczucie, które wyzwala obronne
reakcje ruchowe, prowadzi do wyuczonego
unikania i może modyfikować gatunkowo swoiste
sposoby zachowania, włącznie z zachowaniem
socjalnym” (Zimmermann 1986)

Ból - dotyczy przytomnej reakcji na bodziec, a nie
odruchowej reakcji nieprzytomnego organizmu.

Oznaki bólu i stresu

• zależnie od gatunku są to następujące

objawy:

- wydawania odgłosów charakterystycznych dla

stanu niepokoju

(nie zawsze w zakresie dźwięków

odbieranych przez człowieka),

- walczenie,
- próby ucieczki,
- obronna lub ukierunkowana agresja,
- zastygnięcie w bezruchu,
- dyszenie,

Oznaki bólu i stresu

- ślinotok,
- oddawanie moczu, kału lub opróżnianie

torebek odbytniczych,

- rozszerzenie źrenic,
- częstoskurcz serca,
- pocenie się
- odruchowe skurcze mięśni szkieletowych

powodujące dreszcze lub inne reakcje
spazmatyczne

.

MAKROKLIMAT I MIKROKLIMAT

–

PORY ROKU

– TEMPERATURA

- gatunkowa strefa obojętności cielnej tzn.

zakres temperatury, w którym wytwarzanie i
oddawanie ciepła jest optymalne

/gryzonie labor. 20 – 22

o

C (+ 2

o

C)/

- zależność między temperaturą otoczenia a:

- toksycznością preparatów
- czasem trwania reakcji zwierząt
- efektem działania preparatów

MAKROKLIMAT I MIKROKLIMAT

– OŚWIETLENIE

Regulacja doby świetlnej w stały, zwykle 12-

godzinny rytm dzienno-nocny

– WILGOTNOŚĆ

Optymalna wilgotność pomieszczeń – ok. 55%

wilgotności względnej (+5%)

– CIŚNIENIE

– SKŁAD POWIETRZA

– ZAPACH

– DŹWIĘKI

PODSTAWOWE ELEMENTY PRAWIDŁOWEGO

ŻYWIENIA

Człowiek i większość zwierząt

skład pokarmu

jakość

urozmaicenie

Zwierzęta laboratoryjne

skład pokarmu

jakość

standaryzacja

ZASADY ŻYWIENIA

Standaryzacja diety

maksymalne ujednolicenie składników diet stosowanych w
żywieniu zwierząt laboratoryjnych

w skład diet mogą wchodzić tylko surowce paszowe, których skład podlega
najmniejszym sezonowym wahaniom i mogą być stosowane niezależnie od
pory roku i szerokości geograficznej, możliwie we wszystkich hodowlach,
laboratoriach i ośrodkach badawczych na świecie.

Brak urozmaicenia wyrównany przez wysoką wartość
pokarmową standaryzowanych diet

ZASADY ŻYWIENIA

ZASADY ŻYWIENIA

Diety dla zwierząt laboratoryjnych

DIETA

STANDARDOWA

(standard diet)

DIETA „CZYSTA”

(purifed diet)

DIETA CHEMICZNIE

ZDEFINIOWANA

(defined diet)

Z naturalnych
surowców paszowych

Półsyntetyczna z
surowców
oczyszczonych jak np.
kazeina, sacharoza
celuloza, gluten
pszenny itp.

Z chemicznie czystych ściśle
zdefiniowanych składników
np. aminokwasy, kwasy
tłuszczowe itp.

Klasyfikacja wg FDA (Food and Drug Administration) –
„zasady dobrej praktyki laboratoryjnej” – GLP

WYMAGANIA POKARMOWE

1.

Wszystkożerne – myszy, szczury, chomiki

2.

Roślinożerne – świnki morskie, króliki

3.

Mięsożerne – koty, psy

ZAPOTRZEBOWANIE POKARMOWE

–

BYTOWE

–

zwierzęta po zakończonym okresie wzrostu i rozwoju,

nie użyte do rozpłodu

–

HODOWLANE

–

zwierzęta młode, w okresie wzrostu; samice w

okresie ciąży i

laktacji; samce użyte do krycia

ZASADY ŻYWIENIA

ZASADY ŻYWIENIA

WODA

Przeciętne zużycie wody przez zwierzęta różnych gatunków

(wg Kohler et al. 1978)

GATUNEK

ZUŻYCIE WODY w ml / szt. / dzień w okresie

wzrostu

dojrzałości

Myszy
Szczury
Chomiki
Świnki

morskie
Króliki
Psy
Koty

3,0 – 10,0
5,0 – 80,0

8,0 – 10,0

100,0 – 250,0

100,0 – 400,0

ok. 30,0 / kg ciężaru

ciała

200,0 – 300,0

ok. 7,0

ok. 30,0
ok. 10,0

ok. 250,0

300,0 – 400,0

ok. 30,0 / kg ciężaru

ciała

ok. 300,0

PRZYGOTOWANIE ZWIERZĄT DO

DOŚWIADCZEŃ

– TRANSPORT

– ADAPTACJA

– DOBÓR ZWIERZĄT DO GRUP DOŚWIADCZALNYCH

- zminimalizowana zmienność między grupami

- zmienność w każdej grupie odpowiada

zmienności
w obrębie danej populacji (stada lub szczepu)

METODA TWORZENIA GRUP

DOŚWIADCZALNYCH

–

PRZYPADKOWA

–

LOSOWA

np. przy użyciu tabel liczb losowych - biometria

– SELEKCYJNA

Metoda doboru “genetycznie zbalansowanych

osobników”

WYTYCZNE OECD DO BADAŃ SUBSTANCJI

CHEMICZNYCH

- TOKSYCZNOŚĆ OSTRA
- TOKSYCZNOŚĆ KRÓTKOTERMINOWA PRZY

POWTARZALNYM DAWKOWANIU I PODPRZEWLEKŁA

- DZIAŁANIE MIEJSCOWE NA SKÓRĘ I OKO
- UCZULENIE ALERGICZNE
- TOKSYCZNOŚĆ ROZRODU
- ROZRÓD, PŁODNOŚĆ, TERATOGENNOŚĆ
- RAKOTWÓRCZOŚĆ
- TOKSYCZNOŚĆ PRZEWLEKŁA
- ŁĄCZNA TOKSYCZNOŚĆ PRZEWLEKŁA /

RAKOTWÓRCZOŚC

- TOKSYKOKINETYKA I METABOLIZM

WYTYCZNE OECD DO BADAŃ SUBSTANCJI

CHEMICZNYCH

• WARUNKI BADAŃ TOKSYCZNOŚCI

- WYBÓR ZWIERZĄT DOŚWIADCZALNYCH
- OPIEKA NAD ZWIERZĘTAMI
- LICZBA I WIELKOŚĆ GRUP

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WYNIK

DOŚWIADCZENIA

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

GENOTYP

FENOTYP

PRZYGOTOWANIE

DRAMATYP

METODYKA

DO DOŚWIADCZEŃ

DOŚWIADCZEŃ

WYNIKI DOŚWIADCZENIA

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA WYNIK DOŚWIADCZENIA

• Standaryzacja czynników środowiskowych dotyczy :

- metod i warunków hodowli zwierząt

doświadczalnych;

- okresu przygotowawczego do eksperymentu;
- metod i technik eksperymentalnych.

• Zwierzęta o ujednoliconym dramatypie

defined laboratory animals

– zwierzęta o ustalonej charakterystyce hodowane

pod stałą kontrolą genetyczną i zdrowotną, w ściśle
określonych warunkach środowiskowych

SKALA INWAZYJNOŚCI BADAŃ NA ŻYWYCH

KRĘGOWCACH

Przy określaniu stopnia inwazyjności należy uwzględnić

• Gatunek zwierzęcia

( poziom organizacji kognitywnej i

emocjonalnej)
– różna tolerancja tych samych procedur przez różne gatunki

• Zastosowanie humanitarnego zakończenia

(humane

endpoints)

• Możliwość kompensacji cierpień w przypadku

inwazyjnych doświadczeń, po których zwierzęta mają
pozostać przy życiu

SKALA INWAZYJNOŚCI BADAŃ NA ŻYWYCH

KRĘGOWCACH

•

STOPIEŃ

1

Procedury nieinwazyjne

•

STOPIEŃ

2

Procedury powodujące lekki chwilowy ból, stres lub

długotrwały lekki dyskomfort

•

STOPIEŃ

3

Procedury powodujące umiarkowany ból/stres

•

STOPIEŃ

4

Procedury powodujące silny ból/stres i zwykle

nieodwracalne uszkodzenie ciała i funkcji psychicznych

•

STOPIEŃ

X

Niedopuszczalne procedury powodujące skrajne
cierpienia

HODOWLA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

HODOWLA

ZWIERZĄT

polega na dwóch podstawowych działaniach:

selekcji

i

doborze

osobników do kojarzeń,

Genetycznym efektem są zmiany w częstości

występowania określonych genów i genotypów w

populacji, w wyniku czego powstają nowe

szczepy,

rasy, stada i mieszańce

.

HODOWLA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

• POKREWIEŃSTWO

prawdopodobieństwo posiadania takiego samego
genotypu przez osobniki mające wspólnych
przodków.

• WSOBNOŚĆ

współczynnik wsobności (inbredu) –
prawdopodobieństwo homozygotyczności
potomka wynikające z faktu pokrewieństwa
rodziców.

HODOWLA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

• SZCZEP WSOBNY ( inbred )

grupa zwierząt reprezentujących jeden gatunek,
charakteryzujących się jednorodnością genotypową i
homozygotycznością.

“Szczep może być uważany za wsobny (inbred), jeśli był
hodowany systemem kojarzenia brata z siostrą przez 20
następujących po sobie pokoleń (F 20). Szczep tworzy linię
złożoną z pojedynczych rodzicielskich par hodowlanych,
obejmującą przynajmniej 20 kolejnych pokoleń.
Kojarzenia rodzic x potomek mogą zastąpić kojarzenia
brat x siostra pod warunkiem, że będzie do nich użyty
młodszy z dwojga rodziców.”

wg Committee on Standarized Genetic Nomenclature For Mice z

1994 r.

HODOWLA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

• STADO NIEKREWNIACZE ( outbred )

populacje złożone z osobników o różnych genotypach

stado każdego gatunku ssaków laboratoryjnych
hodowane co najmniej przez 4 pokolenia w
zamkniętej populacji z maksymalnym unikaniem
kojarzeń krewniaczych.

Rejestracja i symbol*) możliwe tylko wtedy, kiedy system kojarzeń
gwarantuje utrzymanie zmienności biologicznej stada przez szereg lat
na takim samym poziomie.

HODOWLA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

Za stado uważać można:

– uprzednio wsobny szczep po 4 pokoleniach hodowli

systemem kojarzeń z unikaniem pokrewieństwa

– mieszańce F

1

dwóch różnych szczepów wsobnych

– “syntetyczne”, heterozygotyczne populacje pochodzące

z mieszańców F

1

, względnie segregujące mieszańce F

2

,

pod warunkiem, że będą stale odtwarzane z
wyjściowych szczepów wsobnych.

Niedopuszczalne jest prowadzenie jakiejkolwiek kierunkowej selekcji.

HODOWLA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

P

opulacje

mozaikowe

- złożone z osobników pochodzących zarówno ze

wsobnych szczepów,

jak i ich mieszańców F

1

w określonej proporcji.

Inne modele genetyczne

–

koizogeniczne

– linie szczepów wsobnych różniące się jednym

zmutowanym genem

–

kongeniczne

– różnią się krótkim odcinkiem jednego chromosomu,

–

konsomiczne

– przeniesienie całego chromosomu (X lub Y) na tło

genetyczne innego szczepu wsobnego

–

konplastyczne

– powtarzane krzyżowanie wsteczne w celu

wprowadzenia

genomu jądrowego pochodzącego z

jednego szczepu

wsobnego na tło cytoplazmatyczne innego

szczepu

–

transgeniczne

ZASADY OZNACZANIA STANU ZDROWOTNEGO
ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

Zwierzęta laboratoryjne, u których występują
łatwo wykrywalne objawy chorobowe oraz
bezobjawowi nosiciele zakażeń patogennych nie
nadają się do doświadczeń, szczególnie
doświadczeń biomedycznych.

Kategoryzacja zwierząt laboratoryjnych opracowana
przy udziale organizacji międzynarodowych:

WHO - World Health Organization, FAO - Food and
Agriculture Organization, ILAR - Institute for Laboratory
Animal Resources, ICLAS - International Council for
Laboratory Animal Science

STATUS HIGIENICZNY ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

G F

M O N O - D I- P O L IB IO N T Y

Z W IE R Z Ę T A

G N O T O B IO T Y C Z N E

S P F

C V I

C V II

K O N W E N C J O N A L N E

C V

Z W IE R Z Ę T A

A G N O T O B IO T Y C Z N E

STATUS HIGIENICZNY ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

•

GNOTOBIOTYCZNE

GNOTOBIOTYCZNE

–

GF

(germ free)

wolne od wszystkich wykrywalnych

mikroorganizmów i pasożytów
–

MONO-, DI-, POLIBIONTY

zwierzęta GF celowo zasiedlone

jednym, dwoma lub wieloma określonymi

rodzajami mikroorganizmów

STATUS HIGIENICZNY ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

•

AGNOTOBIOTYCZNE

AGNOTOBIOTYCZNE

–

zwierzęta

SPF

(Specified Pathogen

Free)

–

zwierzęta konwencjonalne

•CV I

-

kontrolowane

,

utrzymywane

w warunkach częściowej izolacji
(semi barrier condition)

•CV

-

hodowla otwarta

PROGRAM KONTROLI ZDROWIA ZWIERZĄT

LABORATORYJNYCH

UWZGLĘDNIANE CZYNNIKI

• Kategoria zdrowotna i warunki hodowli zwierząt
• Rodzaj doświadczeń, do których będą służyły

zwierzęta

• Stopień zagrożenia przeniesienia infekcji z innych

populacji gryzoni

• Przewidywana rola danych patogenów w

określonym doświadczeniu

• Względy ekonomiczne
• Zaplecze techniczne - możliwość zastosowania

określonych technik diagnostycznych

MONITOROWANIE ZDROWIA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

• KONTROLA WIRUSOLOGICZNA

metody serologiczne - test ELISA, test
immunofluorescencji

(IFA), test zahamowania

hemaglutynacji (HI), metody

biochemiczne i

molekularne

• KONTROLA BAKTERIOLOGICZNA

posiewy z wybranych narządów, badania
histopatologiczne

• KONTROLA PARAZYTOLOGICZNA

metody mikroskopowe, test ELISA i PCR

• KONTROLA MYKOLOGICZNA
• BADANIA ANATOMOPATOLOGICZNE

KONTROLA GENETYCZNA ZWIERZĄT

LABORATORYJNYCH

• MONITOROWANIE GENETYCZNE NA PODSTAWIE

MARKERÓW CECH JAKOŚCIOWYCH

– MARKERY IMMUNOLOGICZNE

- najczęściej stosowane są

antygeny zgodności tkankowej, kodowane przez geny głównego
kompleksu zgodności tkankowej MHC oraz antygeny zróżnicowania
limfocytów

– MARKERY BIOCHEMICZNE

– izoenzymy i białka

nieenzymatyczne kodowane przez polimorficzne, strukturalne
geny

– MARKERY CYTOGENETYCZNE
– MARKERY MORFOLOGICZNE -

geny umaszczenia

– MARKERY MIKROSATELITARNE

w kontroli genetycznej zwierząt

szczepowych

• MONITOROWANIE GENETYCZNE NA PODSTAWIE

ANALIZY CECH ILOŚCIOWYCH

– WSKAŹNIKI MORFOMETRYCZNE I REPRODUKCYJNE

• czas od skojarzenia do wydania pierwszego miotu
• odstępy czasowe między kolejnymi miotami
• liczba urodzonych młodych
• liczba odchowanych młodych

(dane do określenia wskaźników

reprodukcyjnych)

• wskaźniki osteomertryczne

– pomiary żuchwy, czaszki, kości udowej