Zwierzęta laboratoryjne

Seminarium 1 - 17.10.2011r.

zwierzęta gnotobiotyczne – takie gdzie wszystkie rozpoznane formy życia towarzyszące danemu organizmowi są znane i wyeliminowane

zwierzęta gnotobiotyczne –

zwierzęta laboratoryjne – zwierzęta doświadczalne hodowane w obiektach jednostek hodowlanych lub doświadczalnych, w szczególności: myszy, szczury, świnki morskie, chomiki złote, króliki, psy, koty, przepiórki oraz zwierzęta naczelne

zwierzęta doświadczalne – zwierzęta przeznaczone do wykorzystania lub wykorzystywane do doświadczeń

*przepiórka japońska – gatunek laboratoryjny

Badania z wykorzystaniem zwierząt laboratoryjnych:

• środowisko – 25%

• rolnictwo – 23%

• przemysł – 40%

• żywność / konserwanty – 12%

• gospodarka – 0,001%

• USA – ok. 15mln procedur

• EU – ok. 11 mln procedur

• Japonia – 5 mln procedur

• Kanada – 2 mln procedur

• Szwajcaria - > 1 mln procedur

- całkowita światowa liczba badań z użycie zwierząt laboratoryjnych może przekraczać 50 mln rocznie

- eksperymenty zwierzęce

- procedury (normalne zwierzęta doświadczalne)

- procedury (zwierzęta modyfikowane genetycznie)

Gatunki:

• myszy, szczury – 83%

• ryby, płazy, gady, ptaki – 15%

• króliki – 0,7%

• owce, krowy, świnie – 1,6%

• psy, koty – 0,2%

• naczelne – 0,12%

Badania biomedyczne:

• rozwój nowych terapii i profilaktyki – 28%

• podstawowe badania biologiczne i biomedyczne – 31%

• testowanie bezpieczeństwa niemedycznych produktów używanych w gospodarstwie, rolnictwie, przemyśle – 2%

• hodowla zwierząt laboratoryjnych – 37%

• rozwój nowych metod diagnozowania – 2%

Gatunki zwierząt – kierunki badań:

Szczury, myszy, inne gryzonie:

• szczepionka na błonice

• szczepionka na dur plamisty

• badania nad starzeniem się i chorobą Alzhaimera

• badania nad nowotworami i żywieniem

• dystrofia mięśniowa

• badania nad chorobami nerek

• badania kości

• przeszczep skóry

• odkrycie penicyliny jako antybiotyku

• szczepionka na polio

• szczepionka na odrę

• regulacja cholesterolu

• hormonalne leczenie nowotworów

• badania raka piersi

Chomik (syryjski, europejski, chiński):

• parazytologia

• wirusologia

• stomatologia

• onkologia

• immunologia

• badania nad teratogennością

Królik:

• szczepionka przeciw wściekliźnie

• pierwsza operacja zaćmy

• przeszczepy rogówkowe

• zależność pomiędzy wirusami a rakiem

• badania nad odpornością nabytą

• badania cholesterolu

• etapy starzenia się

• choroby mięsni

• testowanie bezpieczeństwa produktów

• badanie metabolizmu leków

• badania żywieniowe (bardziej wrażliwe na niedobory żywieniowe niż rasy mniejsze)

Świnka morska:

• diagnozowanie chorób infekcyjnych

• badania serologiczne

• badania toksykologiczne

• badania immunologiczne

• doświadczalne wywoływanie szkorbutu

• izolowanie organów (macica, jelito cienkie)

• do badań farmakologicznych

• alergie

Pies:

• badania sercowo – naczyniowe

• techniki CPR

• badania wzroku (jaskra, zaćma)

• badania procesów trawienia

• terapeutyczne użycie insuliny

• przeszczepy szpiku kostnego

• zszywanie i przeszczepianie naczyń krwionośnych

• badania procesów oddechowych

• terapia anemii

• badania nad cholesterolem i chorobami serca

Małpy:

• szczepionki przeciw polio, na różyczkę, na WZW typu B

• leczenie żółtej febry

• odkrycie czynnika Rh we krwi

• leczenie objawów choroby Parkinsona

• badania nad AIDS

• badania nad odrą

• badania nad znieczuleniami

• badania metabolizmu leków

• badania nad chorobami przyzębia

- marmozety, makaki

- szympansy, orangutany, goryle – wykorzystanie w badaniach zabronione

Krowy i świnie:

• szczepionki przeciw ospie

• przeszczepy narządów

• badania cukrzycy

• rozwój tomografii komputerowej

• badania krążenia i chorób serca

• badania osteoporozy i zapalania stawów

• leczenie ran oparzeniowych

Ptaki, ryby, gady:

• szczepionki na tężec

• badania nad malarią

• lek na chorobę beri – beri

• użycie eteru jako znieczulenia

• leczenie odmy

• badania neurobiologiczne

• badania nad rakiem wątroby

• badania cukrzycy

• badania choroby wieńcowej serca

- owce, koty – raczej się nie wykorzystuje

- zakaz prowadzenia doświadczeń na zwierzętach wpisanych do czerwonej księgi waszyngtońskiej

Seminarium 2 – 24. 10. 2011r.

Rozwój ustawodawstwa o ochronie zwierząt.

• 1942r. – Anglia – pierwsza ustawa o ochronie zwierząt w związku z eksperymentami na nich

• Polska – 22.III.1928r. – rozporządzenie prezydenta RP o ochronie zwierząt, działające na mocy ustawy, uzupełnione w 1959r. rozporządzeniem Ministra Szkolnictwa Wyższego w całości poświęcone zagadnieniom dokonywania doświadczeń na zwierzętach

• Stany Zjednoczone – problemy doświadczeń na zwierzętach laboratoryjnych unormowane od 1978r. przez Food And Drug Administration jako postanowienia dobrej praktyki laboratoryjnej, dotyczy badan nieklinicznych

Przepisy stosowane w ramach Europejskiego Programu Badań Biomedycznych

• Międzynarodowy Komitet do Spraw Zwierząt Laboratoryjnych – ICLA 1956r.

  • normy prawne eksperymentowania na zwierzętach

  • warunki utrzymywania i hodowli zwierząt laboratoryjnych

  • sposób przeprowadzania doświadczeń

• Międzynarodowa Rada do Spraw Wiedzy o Zwierzętach Laboratoryjnych – ICLAS 1979r.

• Europejska Konwencja w sprawie ochrony zwierząt kręgowych, wykorzystywanych dla celów doświadczalnych i innych celów naukowych

• Ustawa o ochronie zwierząt RP z dnia 21 sierpnia 1997r.

Przepisy ogólne:

Art. 1.1.

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

Człowiek jest mu winien poszanowanie, ochronę i opiekę.

Zwierzęta określonego gatunku, które zostały wyhodowane w licencjonowanych hodowlach specjalnie do celów doświadczalnych…. ???

Gatunki zwierząt uznane za doświadczalne wymienione w konwencji europejskiej: mysz, kot, świnka morska, chomik, królik, pies, przepiórka japońska/i inne gatunki gryzoni, ssaki „wyższe” (małpy)/ ???

Ustawa o doświadczeniach na zwierzętach Dz. U. 2005, Dz. U. 2009

1. zwierzęta… ???

2. zwierzęta doświadczalne

3. zwierzęta laboratoryjne

4. zwierzęta dzikie

5. zwierzęta bezdomne

ad. a) zwierzęta kręgowe, w tym dzikie lub zdolne do rozmnażania formy larwalnej, z wyłączeniem form płodowych i embrionalnych

ad. b) zwierzęta przeznaczone do wykorzystania lub wykorzystywane do doświadczenia

ad. c) zwierzęta doświadczalne hodowane w obiektach jednostek hodowlanych lub doświadczalnych, w szczególności: myszy, szczury, świnki morskie, chomiki złote, króliki, psy, koty, przepiórki oraz zwierzęta naczelne

ad. d) zwierzęta nieudomowione, żyjące w warunkach niezależnych od człowieka

ad. e) zwierzęta domowe lub gospodarskie, które uciekły, zabłąkały się lub zostały porzucone przez właściciela i co do których nie ma możliwości ustalenia ich właściciela lub opiekuna

Dopuszcza się wykorzystanie do doświadczeń:

• zwierząt gospodarskie – jeżeli celu doświadczenia nie można osiągnąć przy wykorzystaniu zwierząt laboratoryjnych

• zwierząt dzikich – jeśli celu doświadczenia nie można osiągnąć przy wykorzystaniu zwierząt laboratoryjnych i gospodarskich

• zwierząt gatunków zagrożonych wyginięciem – jeśli:

  • doświadczenie ma na celu ochronę tych gatunków

  • wykorzystanie zwierząt jest niezbędne do osiągnięcia ważnego celu biomedycznego w przypadkach gdy dany gatunek jest jedynym przydatnym do tego celu

Zwierzęta laboratoryjne – Konwencja Europejska

• „zwierzęta muszą być nabyte bezpośrednio lub […] pochodzićz zarejestrowanych ośrodków hodowlanych”

(art. 21, ust. 1)

• Konwencja zabrania używania do doświadczeń bezpańskich zwierząt udomowionych

(art. 21. ust3.)

• Statystyczne dane wykorzystania zwierząt musza być publicznie odnotowane

Dziedziny, w których dopuszczone jest wykorzystanie żywych zwierząt:

(KE, art.2)

• zapobieganie chorobom i utrata zdrowia ludzi i zwierząt

• edukacja chirurgiczna (kształcenie i szkolenie)

• fizjologiczne badania podstawowe

• ochrona środowiska

• badania naukowe

• medycyna sądowa (dochodzenia sądowe)

Doświadczenie – każda forma wykorzystania zwierząt do badań naukowych, testów, celów dydaktycznych, mogąca wywołać u niego ból, cierpienie, strach, lub trwałe uszkodzenie w organizmie, w tym działania mające na celu lub mogące spowodować urodzenie się zwierzęcia cierpiącego na którykolwiek z tych stanów, także wtedy gdy wyeliminowano ból, cierpienie, strach lub skutek trwałego uszkodzenia przez skuteczne używanie znieczulenia lub innych środków, z wyłączeniem metod najmniej bolesnego znakowania zwierząt.

Doświadczeniem jest również uśmiercanie zwierząt do badań naukowych, testów, celów dydaktycznych.

Doświadczenie rozpoczyna się gdy zwierzę po raz pierwszy zostało przygotowane do obserwacji, a kończy się gdy zostało przekazane pod opiekę (…) albo uśmiercone.

Zwierzę nie może być powtórnie wykorzystane do doświadczenia powodującego silny ból, strach lub cierpienie.

Zabrania się:

• stosowania środków lub procedur mających na celu pozbawienie zwierząt używanych do doświadczenia zdolności wydawania głosu

• przeprowadzania doświadczeń dla celów dydaktycznych powodujących cierpienie zwierząt, jeśli ten cel można osiągnąć w inny sposób

• przeprowadzania doświadczeń w celu testowania kosmetyków lub środków higienicznych

Krajowa Komisja Etyczna do spraw doświadczeń na zwierzętach:

• 12 członków – przedstawicieli nauk: biologicznych, medycznych, rolniczych, weterynaryjnych, humanistycznych oraz 3 przedstawicieli organów pozarządowych, których statutowym celem jest ochrona zwierząt

• kadencja – 4 lata

Metody alternatywne

Metody badawcze lub dydaktyczne, które umożliwiają wyeliminowanie użycia żywych zwierząt, zmniejszenie ich liczby lub złagodzenie doświadczenia

• badania epidemiologiczne

• badania In vitro

Zasada 3R

Zasada humanitarnej metodyki doświadczalnej.

1. Replecement – zastąpienie

2. Reduction – zmniejszenie

3. Retinement ??? – doskonalenie

Ad. 1) zastąpienie doświadczeń na zwierzętach metodami In vitro / modele badawcze „na odczuwanie cierpień” – hodowle komórkowe ,tkankowe, organizmy o niższym stopniu rozwoju ewolucyjnego

Ad. 2) zmniejszenie liczby zwierząt poprzez wykorzystanie metod statystycznych

ad. 3) doskonalenie metod w kierunku zmniejszenia cierpienia zwierząt w eksperymencie

Metody alternatywne

Proponowane alternatywy doświadczeń na zwierzętach ze zwierzętami transgenicznymi:

• na ludzkich tkankach i komórkach (komórki macierzyste)

• przy użyciu mikromacierzy DNA, chipu DNA

• modelowanie komputerowe

• mikrofluidy

• zaawansowane technologie skanowania

Idea humanitaryzmu dla zwierząt doświadczalnych

• wyłączenie z badan zwierząt stojących najwyżej w rozwoju

Seminarium 3 – 07. 11. 2011

????????????????????

Czynniki wpływające na wynik doświadczenia:

• środowisko i klimat

• fazy życia (wiek, dojrzałość płodowa, cykl płodowy, ciąża, laktacja)

• klatki (rozmiar, materiał, kształt)

• ściółka (jakość, ilość, zmiany ściółki)

• eksperyment

• środowisko mikrobiologiczne

• przenoszenie (transport)

• „handling” – stymulacja młodych

• czynniki społeczne (zwierze – zwierze, zwierze – człowiek, zwierze – klatka)

• woda (ilość, jakość, dostępność)

• dieta (skład, ilość, system karmienia)

Utrzymanie zwierząt doświadczalnych:

• obiekt zapewniający dla danego gatunku warunki środowiskowe, spełniające w sposób umożliwiający zaspokojenie ich podstawowych potrzeb życiowych, uwzględniając specyfikę danego gatunku

• codzienna kontrola warunków środowiska, dorastania i stanu zdrowia zwierząt

• niezwłoczne usuwanie stwierdzonych nieprawidłowości lub powstałego u zwierząt bólu i cierpienia

Rozwój szczura laboratoryjnego

1. Rozwój prenatalny – dzielimy na dwa etapy:

   1. okres przedimplantacyjny – od chwili zapłodnienia do momentu implantacji

   2. okres poimplantacyjny – od momentu pojawienia się łożyska do chwili porodu

2. Rozwój postnatalny – od momentu narodzin

• średnia liczebność miotu – 6 – 12szt.

• masa noworodków – 4 – 5g

• wiek osadzonych – 28 dni

• minimalna powierzchnia podłogi w klatce – 350cm²

• minimalna wysokość - 14cm

Wiek zwierząt

Zwierzęta określonego gatunku, rasy, szczepu, w tym samym wieku często różnią się między sobą masą ciała – wynik zmienności biologicznej.

/liczebność miotu, zagęszczenie w klatce,

temperatura otoczenia/

Wiek zwierząt z określeniem masy ciała wydaje się najwłaściwszym kryterium doboru zwierząt.

• Sprague – dowley

• Wistar

Mikroklimat i makroklimat

• pory roku

• temperatura

  • gatunkowa strefa obojętności ??? cieplnej, tzn. zakres temperatury w której oddawanie i wytwarzanie ciepła jest optymalne

/gryzonie laboratoryjne, 20 - 22°C (±2°C)/

• zależność pomiędzy temperaturą otoczenia a:

  • toksycznością preparatów

  • czasem trwania reakcji zwierząt

  • efektem działania preparatów

Oświetlenie

• regulacja doby świetlnej w stały, zwykle 12-godzinny rytm dzienno – nocny

Wilgotność

Ciśnienie

Skład/wymiary powierzchni

Zapach

Dźwięki

Klatki

• liczebność (szczury 1 – 8; 3,4; 6,8)

• izolacja – agresja

• niezmienne zagęszczenie – stres

Dźwięki

• względne natężenie hałasu w pomieszczeniu, dla zwierząt nie powinno przekraczać 60dB

• podczas przeprowadzania badania – ograniczona do 35dB

• dźwięki powyżej 60dB powodują u zwierząt wady słuchu, a przy wartości 130dB ból

• szczególne niebezpieczeństwo niosą ze sobą dźwięki niesłyszalne dla człowieka wartości ponad 17kHZ, powodują one hamowanie lub pobudzenie aktywności, stres, przez co zmienia się ich reaktywność

Czynniki wpływające na wynik doświadczenia:

czynniki środowiska

genotyp

fenotyp

przygotowanie do doświadczenia dramatyp metodyka doświadczeń

wynik doświadczenia

Standardowe czynniki środowiska dotyczą:

• metod i warunków hodowli zwierząt laboratoryjnych

• okres przygotowawczy do eksperymentu

• metod i technik eksperymentalnych

Zwierzęta o ujednoliconym dramatypie

• zwierzęta o ustalonej charakterystyce hodowane pod stała kontrolą genetyczną, w ściśle określonych warunkach środowiskowych

Metoda tworzenia grup doświadczalnych:

• losowe

  • np. przyużyciu liczb losowych – biometria

  • przy użyciu tabeli

• przypadkowa

• selekcyjna – metoda doboru „genetycznie zbalansowanych osobników”

Seminarium 4 – 14. 11. 2011r.

STATUS HIGIENICZNY ZWIERZĄT DOŚWIADCZALNYCH

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.

Gnotobiologia – nauka o życiu bez wpływu innych organizmów na badany organizm

• gnotobiotyczne – GN – zwierzęta u których wszystkie wykrywalne formy życia są znane ???

• GF (germ free) – wolne od wszystkich wykrywalnych form żywych organizmów, zarówno mikroorganizmów jak i pasożytów

  • hodowla prowadzona w całkowitej izolacji od środowiska zewnętrznego, wyłącznie w izolatorach

  • zwierzęta otrzymuje się przez histerektomię (wycięcie ciężarnej macicy) w warunkach izolatora operacyjnego

  • młode karmi i wychowuje bezbakteryjna mamka w izolatorze hodowlanym

  • wszystkie materiały wprowadzane przez śluzę do izolatora są jałowe ???

  • obowiązuje stała kontrola mikrobiologiczna

• zwierzęta mikrobiologicznie zdefiniowane - MONO, DI, POLIBIONTY – zwierzęta GF celowo zasiedlone jednym, dwoma lub wieloma określonymi rodzajami mikroorganizmów

• agnotobiotyczne – zwierzęta u których wykrywalne formy żywych organizmów są poznane częściowo lub zupełnie nieznane

  • zwierzęta SPF – najwyższy poziom czystości mikrobiologicznej w grupie hodowli zwierząt agnotobiotycznych

    • wolne od określonych, swoistych dla danego gatunku patogenów, dopuszczalna mikroflora nie patogenna nabyta spontanicznie ze środowiska lub od ludzi

    • bardzo wysoki standard higieniczny

    • odtworzenie hodowli odbywa się ze zwierząt GF

    • obowiązkowa stała kontrola mikrobiologiczna

  • zwierzęta konwencjonalne – CV

    • CV I – kontrolowane, utrzymywane w warunkach częściowej izolacji

      • zwierzęta wolne od patogenów nie przechodzących przez łożysko

      • utrzymywane w warunkach wysokiego standardu higienicznego w strefie chronionej za nie zawsze kompletną barierą higieniczną

    • CV II – hodowla otwarta

      • zwierzęta wolne od epizodycznych patogenów swoistych dla danego gatunku

      • utrzymywane w możliwej izolacji od środowiska zewnętrznego

      • do odtwarzania hodowli służą zwierzęta SPF i CV I

Kontrola zdrowia zwierząt SPF i CV

Badania kierunkowe w Polsce

• 13 gatunków bakterii

• 8 gatunków wirusów

• stwierdzić lub wykluczyć obecność Mycoplazma sp. i grzybów chorobotwórczych

• zbadać obecność gatunków endo- i 2 gatunków ektopasożytów

Badania w kierunku wykrywania ektopasożytów

Pierwotniaki:

• wiciowce

• pełzaki

• zarodzi owce

• orzęski

Robaki:

• przywry

• tasiemce

• nicienie

Wg norm polskich niepożądane w SPF, CV I

Badania w kierunku wykrywania Mycoplasma sp.

Mycoplasma sp. – patogen warunkowy; egzystuje często w organizmie drobnych gryzoni jako komensal , nie dając klinicznej postaci choroby

Ujawnia się u starszych zwierząt w warunkach immunosupresji, pod wpływem stresujących czynników eksperymentu oraz w doświadczeniach długoterminowych

Wg norm polskich niepożądane w SPF, CV I

Badania w kierunku wykrywania wirusów

Testy przeprowadza się na ogół raz na rok, oceniając ok. 20 – 30 surowic otrzymanych ze zwierząt z jednego pomieszczenia hodowlanego.

Z gryzoni laboratoryjnych wyizolowano ok. 30 gatunków wirusów (najwięcej dotyczy naturalnych zakażeń myszy).

Obecność niektórych wirusów w organizmie zwierzęcia wpływa niekorzystnie m.in. na:

• tempo przemian metabolicznych

• immunosupresję organizmu

• ocenę wyników transplantacji nowotworów

Kontrola wirusologiczna

• metody serologiczne – test ELSA, test immunofluorescencji (IFA), test zahamowania hemaglutynacji (HI), metody biochemiczne i molekularne

Kontrola bakteriologiczna

• posiewy z wybranych narządów, badanie histopatologiczne

Kontrola parazytologiczna

• metody mikroskopowe, test ELSA i PCR

Kontrola mykobiologiczna

Kontrola anatomopatologiczna

SKALA I INWAZYJNOŚĆ 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

• możliwość kompensacji cierpień w przypadku inwazyjnych doświadczeń, po których zwierzęta muszą 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 uszkodzenia ciała i funkcji psychicznych

Stopień X – niedopuszczalne procedury powodujące skrajne cierpienie

Seminarium 5 – 5. 12. 2011r.

Hodowla zwierząt

Polega na 2 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.

Pierwotnie w zoologii, w zależności od przyjętych kryteriów podziału, wyróżniano:

• Rasa geograficzna – kategoria zastąpiona we współczesnej systematyce przez podgatunek

• Rasa fenotypowa – grupa o wspólnym fenotypie, termin używany do dziś, nazywany rasą lub odmianą

• Rasa ekologiczna – populacja zajmująca dany biotop

• Rasa fenologiczna – populacja o zsynchronizowanym cyklu biologicznym

Selekcja

• Termin określający wybór zwierząt (roślin) do rozmnażania, powoduje zmianę frekwencji genów w populacji. Różnicuje on zwierzęta (rośliny) pod względem szansy pozostawienia potomstwa.

W wyniku selekcji prowadzonej w stadzie zwierząt wyodrębnione zostają dwie grupy zwierząt: wyselekcjonowana i wybrakowana.

Wyróżnia się:

• Selekcję naturalną

• Selekcję sztuczną

Dobór naturalny (selekcja naturalna)

• Jeden z mechanizmów ewolucji biologicznej, prowadzący do ukierunkowanych zmian w populacji zwiększających ich przeciętne przystosowanie (adaptację) do warunków środowiskowych, poza okresem wymierania.

• Miarą sukcesu w doborze naturalnym jest dostosowanie (fitness); można je rozpatrywać na poziomie osobników lub poszczególnych genów.

• Organizmy posiadające korzystne cechy mają większą szansę na przeżycie i rozmnażanie, co prowadzi do zwiększania częstości występowania korzystnych genów w populacji.

• Dobór naturalny wg K. Darwina i A. Wallace’a jako główny mechanizm prowadzący do kierunkowych zmian w procesie ewolucji.

Rodzaje doboru ze względu na kierunkowość:

• Dobór stabilizujący – eliminuje osobniki o skrajnej intensywności cech

• Dobór kierunkowy – eliminuje osobniki o skrajnie małej lub dużej intensywności cech

• Dobór różnicujący – eliminuje osobniki o umiarkowanej intensywności cech. Odpowiada to powstaniu dwóch nowych odmian/podgatunków lub gatunków w zależności od liczby badanych cech.

• Dobór apostatyczny – prowadzący do dużego zróżnicowania osobników populacji w wyniku preferowania organizmów o cechach nieprzeciętnych.

Sztuczna selekcja:

• Proces celowego, dokonywanego przez ludzi wyboru osobników do rozrodu ze względu na daną cechę użytkową. Proces powszechnie wykorzystywany w hodowli zwierząt.

• Pozwala ograniczyć heterozygotyczność populacji hodowlanych i uzyskać bardzo wiele odmian o pożądanych cechach. Np. krów o większej mleczności itd.

• Jest szczególnym przypadkiem doboru naturalnego, gdzie dostosowanie jest warunkowane subiektywną oceną i działaniami hodowcy

• Zwykle produkuje osobniki o cechach nieprzydatnych w warunkach naturalnych

Metody hodowli:

• Kojarzenie w pokrewieństwie (chów wsobny, hodowla wsobna, kojarzenie krewniacze, hodowla inbredowa, inbreeding) – kojarzenie zwierząt spokrewnionych

• Hodowla liniowa (Line breeding) – określa kojarzenie w silnym (np. półrodzeństwo) ale nie ścisłym (np. syn x matka, ojciec x córka) pokrewieństwie

• Krzyżowanie (out cross) – hodowla bez pokrewieństwa

Rasy:

W zootechnice rozróżnia się 3 typy ras w zależności od stopnia ingerencji człowieka w ich powstanie. Wyróżnikiem ras są przede wszystkim cechy fenologiczne i fenotypowe:

• Rasy prymitywne – powstałe głównie w wyniku presji środowiskowej

• Rasy kulturalne – powstałe w wyniku doboru sztucznego

• Rasy przejściowe – powstałe w wyniku skrzyżowania rasy prymitywnej i kulturalnej

Pokrewieństwo - Prawdopodobieństwo posiadania takiego samego genotypu przez osobniki mające wspólnych przodków

Wsobność - Współczynnik wsobności (inbredu) – prawdopodobieństwo homozygotyczności potomka, wynikające z faktu pokrewieństwa rodziców

Kojarzenie krewniacze (inbredowane):

Polega na kojarzeniu zwierząt spokrewnionych przez wspólnych przodków

To jedna z metod hodowlanych, powoduje wzrost homozygotyczności potomstwa oraz wyodrębnienie się genetycznie różnicowanych linii hodowlanych.

Zanika zmienność genetyczna; może nastąpić uzewnętrznienie się cennych kombinacji genowych w populacji i ich utrwalenie wśród potomstwa.

Do negatywnych następstw należy częste ujawnianie się recesywnych genów letalnych.

W zależności od stopnia spokrewnienia mierzonego wskaźnikiem pokrewieństwa (R), wyróżnia się:

• Kojarzenie krewniacze kazirodcze R>=0,5

• Kojarzenie krewniacze właściwe R>=0,125

• Kojarzenie krewniacze umiarkowane R<0,125

Szczep wsobny (inbred):

Grupa zwierząt reprezentujących jeden gatunek charakteryzujący 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 (F20). 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.”

Monogamia – 1 z 1

Poligamia – 1 samiec i wiele samic lub 1 samica i wiele samców

Promiskuityzm – rozwiązłość, każdy z każdym się rucha

Bank szczepu wsobnego:

• Wszystkie zwierzęta muszą pochodzić od wspólnej pary rodzicielskiej złożonej z brata i siostry, tworzącej linię hodowlaną szczepu

• Odległość każdego osobnika w banku nie może być dalsza niż 3 pokolenia wstecz – w banku znajdują się: dziadkowie (1 para), rodzice (kilka par), wnuki (kilka do kilkunastu par), prawnuki przechodzą do stada reprodukcyjnego (myszy, szczury)

Stado reprodukcyjne

Dla celów doświadczalnych zwierzęta ze wsobnego szczepu namnaża się w stadzie reprodukcyjnym metodą „świateł ulicznych”. Schemat kojarzeń wg systemu świateł ulicznych Lane-Pettera:

• „Światło białe” – 1 para – do hodowli

• „Światło zielone” – 10 rodzin matecznych – do hodowli

• „Światło żółte” – 100 rodzin matecznych – do hodowli

• „Światło czerwone” – 200 sztuk – do doświadczeń

Przy namnażaniu zwierząt przeznaczonych do doświadczeń stosuje się następujące zasady:

• Nie można kojarzyć ze sobą zwierząt pochodzących z różnych „świateł”

• Nie można przeznaczyć do dalszej hodowli zwierząt pochodzących z „czerwonego światła”

• Samice i samce mogą być ze sobą kojarzone poligamicznie

• Samce i samice kojarzone ze sobą nie muszą być bratem i siostrą (większe wzajemne zainteresowanie)

Modele zwierząt laboratoryjnych:

• Szczep wsobny - Grupa zwierząt reprezentujących jeden gatunek, charakteryzująca się jednorodnością genetyczną, homozygotycznością – myszy, szczury

• Mieszańce – uzyskane ze skrzyżowania dwóch szczepów wsobnych (symbol szczepu ♀ x symbol szczepu ♂) F1

• Populacje mozaikowe – złożone ze zwierząt kilku wsobnych szczepów i ich dwukierunkowych mieszańców w tym samym wieku. (osobniki pochodzące ze wsobnych szczepów, jak ich mieszańce F1 w określonej proporcji)

• Podszczepy – grupy zwierząt wyodrębnione ze szczepu wsobnego mogące się różnić genetycznie w wyniku działania czynników przypadkowych lub zamierzonych

• Szczepy kongeniczne – różnią się krótkim odcinkiem jednego chromosomu. Otrzymywane na drodze szeregu krzyżówek genetycznych z równoczesną selekcją (szczepy kongenicznie oporne CR)

• Szczepy koizogeniczne – dwie linie szczepu wsobnego różniące się jednym zmutowanym genem

• Szczepy wsobne rekombinacyjne (RIS) – zbiór szczepów, wychodowanych z losowo skojarzonych par zwierząt wybranych z drugiego pokolenia mieszańców z krzyżówki między dwoma znanymi szczepami wsobnymi (szczepy przodków) charakteryzującymi się odpowiednio brakiem lub ekspresją badanej cechy.

• Szczepy kongeniczne rekombinacyjne (RCS) – wyhodowane jako modele do badania uwarunkowanych genetycznie cech ilościowych kontrolowanych przez kilka współdziałających (addytywnych) genów np. oporność i podatność na nowotwory.

• 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.

Za stado można uważać:

• Uprzednio wsobny szczep po 4 pokoleniach hodowli systemem kojarzeń z unikaniem pokrewieństwa

• Mieszańce F1 dwóch różnych szczepów wsobnych

• „Syntetyczne”, heterozygotyczne populacje pochodzące z mieszańców F1, względnie segregujące mieszańce F2, pod warunkiem, że będą stale odtwarzane z wyjściowych szczepów wsobnych. Niedopuszczalne jest prowadzenie jakiejkolwiek kierunkowej selekcji.

Zwierzęta transgeniczne – 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 różnicowania 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

• Odstępu czasowe między kolejnymi miotami

• Liczba urodzonych młodych

• Liczba odchowanych młodych (dane do określenia wskaźników reprodukcyjnych)

• Wskaźniki osteometryczne – pomiary żuchwy, czaszki, kości udowej.