Zwierzęta laboratoryjne i procedury doświadczalne

Zwierzę doświadczalne- każde zwierzę, które przygotowujemy do eksperymentu i przeprowadzamy go na nim (dotyczy zwierząt kręgowych, o bezkręgowcach raczej nie), np. przepiórka japońska, chomiki, szczury, myszy, świnka morska, królik, pies, kot, inne gatunki gryzoni, ssaki wyższe (małpy)

Zwierzę laboratoryjne- zwierzę wyhodowane w licencjonowanych hodowlach specjalnie do celów doświadczalnych

Badania z wykorzystaniem zwierząt

v fizjologia

v radiologia

v genetyka

v farmakologia

v stomatologia

v immunologia

v onkologia

Badania z wykorzystaniem zwierząt laboratoryjnych:

• Środowisko- 25%

• Rolnictwo- 23%

• Przemysł- 40%

• Żywność (konserwanty)- 12%

• Gospodarstwo- 0,001%

  USA- ok. 15mln procedur

  EU- 11mln

  Japonia- 5mln

  Kanada- 2 mln

  Szwajcaria> 1mln

Całkowita światowa liczba badań z użyciem zwierząt laboratoryjnych może przekroczyć 50mln rocznie.

• Eksperymenty zwierzęce

• Procedury (normalne zwierzęta doświadczalne)

• Procedury (zwierzęta modyfikowane genetycznie)

Do doświadczeń:

• 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 metod terapii i profilaktyki-28%

• Podstawowe badania biologiczne i medyczne- 31%

• Testowanie bezpieczeństwa niemedycznych produktów używanych w gospodarstwie, rolnictwie, przemyśle- 2%

• Hodowla zwierząt laboratoryjnych- 37%

• Rozwój nowych metod diagnozowania- 2%

Gatunki zwierząt- kierunki badań

MYSZY badania

- farmakologia

- toksykologia

- immunologia

- genetyka

- komitet zatwierdził mysie modele do badania ludzkich nowotworów - USA( gruczołu mlecznego ludzi-ok 100, prostaty - kilka, szyjki macicy - 1, ukl. krwiotwórczego- myszy AKR)

Kryteria zatwierdzania do badan

- przydatność modelu do badan

- biologia (genom)

-

Szczury

toksykologia, żywienie, onkologia, fizjologia, farmakologia, hematologia, immunologia, transplantologia

Odmiany szczurów

- SHR- wysokie ciśnienie skurczowe u samców ok 200 mgHg i wiele niższe u samic 160-180mmHg

- WKY- otrzymywane z SHR (..)

- DSS- nadciśnienie tętnicze odporność insulinowa i nefropatia, hiperglicerydania, hiperinsulemia, hipercholesterolemia

-SHRSP- nadciśnienie, nefropatia, odporność na insulinę

Szczury, myszy, inne gryzonie…

• Szczepionka na błonicę

• Szczepionka na dur plamisty

• Badania nad starzeniem się i chorobą Alzheimera

• Badania nad nowotworami i żywieniem

• Dystrofia mięśni

• Badania nad chorobami nerek

• Badania kości

• Przeszczepy skóry

• Odkrycie penicyliny jako antybiotyku

• Szczepionka na polio

• Szczepionka na odrę

• Regulacja cholesterolu

• Hormonalne leczenie nowotworów

• Badania raka piersi

Chomiki (syryjski, europejski, chiński):

• Parazytologia

• Wirusologia

• Stomatologia

• Onkologia

• Immunologia

• Badania nad teratogennością

Króliki: - badania genetyczne, onkologiczne, immunologiczne, fizjologiczne, chirurgiczne, bakteriologiczne, transplantologiczne ( 1895r- Anglia -transplantacja zarodków)

• Szczepionka przeciw wściekliźnie

• Pierwsza operacja zaćmy

• Przeszczepy rogówkowe

• Zależność między wirusami a rakiem

• Badania nad odpornością nabytą

• Badania cholesterolu

• Efekty starzenia się

• Choroby mięśni

• Testowanie bezpieczeństwa produktów

• Badania metabolizmu leków

• Badania żywieniowe (bardziej wrażliwe na niedobory żywieniowe niż rasy mniejszej)

Świnka morska:

• Diagnostyka chorób infekcyjnych, badania serologiczne

• Toksykologiczna

• Immunologiczna

• Doświadczalne wywoływanie szkorbutu

• Izolowanie organów (macica, jelito cienkie) do badań farmakologicznych

Pies (beagle):

• Badania sercowo-naczyniowe

• Techniki CPR (cardiopulmonary resuscitation)

• Badania wzroku (jaskra, zaćma)

• Badania procesów trawienia

• Terapeutyczne użycie insuliny

• Przeszczepianie szpiku kostnego

• Zszywanie i przeszczepianie naczyń krwionośnych

• Badania procesów oddechowych

• Terapia anemii

• Badania nad cholesterolem i chorobami serca

• pies Horaka rasa powstała w Pradze (mały- do 10kg, duży do 20kg.)

Koty

badania : neurofizjologiczne, onkologiczne, farmakologiczne, modele chorób człowieka (https://www.google.pl/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0CCAQFjAA&url=http%3A%2F%2Fpl.wikipedia.org%2Fwiki%2FZesp%25C3%25B3%25C5%2582_Klinefeltera&ei=HyibVPO6L5HaaIqrgpgH&usg=AFQjCNHeD3SOzK5fD6_SSW8KbMb6KE_kNg&sig2=XZaGaUQdR-l07dHOKNGL2A&bvm=bv.82001339,d.d2s zespól klinefeltera- XXY) wnętrostwo, głuchota, postępowy zanik siatkówki, mukopolisacharydoza

Małpy (marmozety, makaki):

• Szczepionka przeciw polio

• Na różyczkę

• Na WZW typu B

• Leczenie żółtej febry

• Odkrycie czynnika Rh we krwi

• Leczenie objawów choroby Parkinsona

• Badania nad AIDS, odrą, znieczuleniami, metabolizmem leków, chorobami przyzębia

Szympanse, goryle, orangutany- wykorzystywanie w badaniach zabronione

Krowy i świnie:

• Szczepionka przeciw ospie

• Przeszczepy narządów

• Badania cukrzycy

• Rozwój tomografii komputerowej

• Badania krążenia i chorób serca

• Badania osteoporozy i zapalenia stawów

Ptaki, ryby, gady:

Ptaki ( przepiórka japońska)- badania genetyczne, embriologiczne, toksykologiczne

• Szczepionka na tężec

• Badania nad malarią

• Lek na chorobę beri-beri

• Użycie eteru jako znieczulenia

• Leczenie odmy

• Znaczenie witamin A,C,D

• Badania neurologiczne

• Badania nad rakiem wątroby

• Badania cukrzycy

• Badania choroby wieńcowej serca

Rozwój ustawodawstwa o ochronie zwierząt

Konwencja Europejska :

Człowiek ma moralny obowiązek szanować wszystkie zwierzęta i odczuwanie przez nie bólu

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 z 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 (good laboratory practice – GLP) dotyczące badań nie klinicznych. 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)

Czerwona księga Waszyngtońska- lista zwierząt zagrożonych wyginięciem

Zwierzęta:

• doświadczalne

• laboratoryjne

• dzikie(wolno żyjące)

• bezdomne

Zwierzęta- zwierzęta kręgowe, w tym dzikie lub zdolne do rozmnażania się formy larwalne z wyłączeniem formy płodowych i embrionalnych

Zwierzęta dzikie (wolno żyjące) - zwierzęta nieudomowione, żyjące w warunkach niezależnych od człowieka

Zwierzęta doświadczalne - zwierze przeznaczone wykonywania doświadczeń

Zwierze lab- które zostały wyhodowane w licencjonowanych hodowlach specjalnie do celów doświadczalnych

Zwierzęta synantropijne-związane z ludźmi

Zwierzęta synurbijne- związane z wytworami „świata”, powstały w środowisku silnie przekształconym przez człowieka

Zwierzęta bezdomne - zwierzęta domowe lub gospodarskie, które uciekły, zabłąkały się lub zostały porzucone przez człowieka, i co do których nie ma możliwości ustalenia ich właściciela lub innej osoby, pod której opieką trwale dotąd pozostawały;

Dopuszcza się wykorzystywanie do doświadczeń zwierząt:

-gospodarskich,( jeśli celu eksperymentu nie można osiągnąć przy wykorzystaniu zwierz lab)

-dzikich (jeśli nie da sie wykorzystać lab i gospodarczych)

-zagrożonych wyginięciem:

• jeśli doświadczenie ma na celu ich ochronę

• ich wykonanie jest niezbędne do osiągnięcia ważnego celu biomedycznego w przypadku gdy dany gatunek jest jedynym przydatnym do tego celu

Doświadczenie- każdą formę wykorzystania zwierzęcia do badań naukowych, testów i celów dydaktycznych, mogącą wywołać u niego ból, cierpienie, strach lub trwałe uszkodzenie 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 skutki trwałego uszkodzenia przez skuteczne użycie znieczulenia lub innych środków, z wyłączeniem metod najmniej bolesnego znakowania zwierząt; doświadczeniem jest również uśmiercenie zwierzęcia do badań naukowych, testów i celów dydaktycznych;

Znakowanie:

• chipy podskórne

• tatuaże (kiedyś psy)

• Znakowanie metkami przyczepionymi do sierści, skory lub pancerzy zwietrza lub zakładany

• kolczyki(bydło, trzoda) z wyłączeniem nietoperzy

• Stosowanie pigmentów fluorescencyjny w proszku

• Znakowanie nadajniki radio i telemetrycznymi na zew ciała(nie Moz przekraczać 5% masy ciała)

• Znakowanie diodami oraz znaczniki fluorescencyjnymi

• Znakowanie nicami

• obrączki zakładane na kończyny

• Wygalanie sierści

• Barwienie sierści, skory i pancerzy gadów lakierami lub farbami

• Grawerowanie pancerzy u żółwi

• nie znakuje się szczurów (czasem znakuje się tylko w celu policzenia: nacięcia na małżowinach usznych- setki, usuwanie paliczków u kończyn- tysiące)

Doświadczenie rozpoczyna się, gdy zwierzę po raz pierwszy zostało przygotowane do obserwacji, a kończy się, gdy zwierzę 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 pozbawianie zwierząt używanych do doświadczeń zdolności wydawania głosu;

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

• zakaz stosowania do doświadczeń w celu testowania kosmetyków środków higienicznych i środków bojowych

  Doświadczenie wymaga podania znieczulenia chyba ze to znieczulenie byłoby dla zwierzęta większym urazem niż samo doświadczenie , lub znieczulenia nie da sie pogodzić z celami doświadczenia

  Jeżeli odpowiednie znieczulenie nie jest możliwe, stosuje sie produkty lecznicze o działaniu przeciwbólowym

  Jeśli po ustaleniu działania odpowiedniego znieczulenia zwierze odczuwa ból cierpnie lub strach stosuje sie (..)

Krajowa Komisja Etyczna do spraw doświadczeń na zwierzętach:

• 12 członków, przedstawicieli nauk biologicznych, medycznych, rolniczych, weterynaryjnych, humanistycznych

• 3 przedstawicieli organizacji pozarządowych, których celem jest ochrona zwierząt

• kadencja trwa 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, badania in silico).

-Wykorzystujące systemy żywe ( doświadczenia na roślinach, bezkręgowcach, mikroorganizmach, na ochotnikach, badania vitro)

-Wykorzystujące fizyko-chemiczne systemy ( można dzięki nim wykryć miedzy innymi toksyno bakteryjne nie używając zwierząt poprzez skorzystanie z technik immunogenicznych)

-Techniki komputerowe

Zasada 3R: zasada humanitarnej metodyki doświadczalnej

1. Replacement- zastąpienie ( modelami badawczymi nie odczuwającymi cierpienia, metody in vitro, hodowle komórkowe i tkankowe, bezkręgowce), organizmy o niższym stopniu rozwoju ewolucyjnego

2. Reduction - zmniejszenie liczby zwierząt (wykorzystywanie metod statystycznych)

3. Refinement - doskonalenie (zmniejszenie cierpienia zwierząt przez stosowanie mniej inwazyjnych metod)

Metody alternatywne: alternatywy doświadczeń związanych ze zwierzętami transgenicznymi:

• na ludzkich tkankach i komórkach (komórki macierzyste)

• mikromacierze DNA, chipy DNA

• modelowanie komputerowe ( mikrofluidy np. sztuczny układ krwionośny; zaawansowane technologie skanowania)

Idea humanitaryzmu

-Nadanie większej rangi badaniom klinicznym i lab

-Dokładne precyzowanie doświadczenia

-Ocena różnic międzygatunkowych miedzy zwierzęciem a człowiekiem

-Ograniczenie ilości zwierząt do minimum

-Wykluczenie zwierząt najbardziej rozwiniętych filogenetycznie, najbardziej udomowionych i szlachetnych

Czynniki wpływające na wynik doświadczenia:

1. Środowisko i klimat

2. Fazy życia (wiek, dojrzałość płciowa, cykl płciowy, ciąża, laktacja)

3. Klatki (rozmiar, materiał, kształt)

4. Ściółka (jakość, ilość, zmiany ściółki)

5. Eksperyment procedur postępowania, przygotowanie przed eksperymentem

6. Środowisko mikrobiologiczne

7. „Handling” stymulacja młodych ( jak człowiek oddziałuje dotykiem na młode → dotykanie stymuluje rozwój)

8. Dieta (skład, ilość, system karmienia)

9. Przenoszenie (transport)

10. Woda (jakość, ilość, dostępność)

11. Czynniki społeczne (zwierzę-zwierzę, zwierzę-klatka, zwierzę-człowiek)

Utrzymywanie zwierząt doświadczalnych

Zwierzęta doświadczalne w jednostkach doświadczalnych, jednostkach hodowlanych lub u dostawców powinny być utrzymywane:

1) w obiekcie zapewniającym odpowiednie dla danego gatunku warunki środowiskowe, w tym niezbędną swobodę ruchu, pożywienie i wodę oraz opiekę gwarantującą utrzymanie ich w zdrowiu;

2) w sposób umożliwiający zaspokajanie ich podstawowych potrzeb życiowych, uwzględniając specyfikę danego gatunku.

3) codzienna kontrola warunków środowiska, dobrostanu i stanu zwierząt

4) obiekt zapewniający odpowiednie dla danego gatunku warunków środowiska

5. w sposób umożliwiający zaspokajanie ich podstawowych potrzeb życiowych uwzględniając specyfikę danego gatunku

6) niezwłoczne usuwanie stwierdzonych nieprawidłowości

W jednostce doświadczalnej, jednostce hodowlanej oraz u dostawcy zapewnia się:

• Codzienną kontrolę warunków środowiska, dobrostanu i stanu zdrowia zwierząt

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

Rozwój szczura laboratoryjnego

Rozwój prenatalny:

Dzieli się na 2 etapy:

1. Okres przedimplantacyjny- od chwili zapłodnienia do momentu implantacji

2. Okres poimplantacyjny- od momentu pojawienia się łożyska do chwili porodu

Rozwój postnatalny:

Dane o rozrodzie szczura laboratoryjnego:

Liczba młodych- 6-12 szt

Masa noworodków - 4-5 g

Wiek odsadzonych- 28 dni

Min. powierzchnia podłogi w klatce- 350cm²

Min. wysokość klatki- 14cm

porastanie sierścią - 4-16 dni

otwieranie oczu 13-16

otwieranie przewodów słuchowych 2-3

rozwiniecie małżowin usznych - 3-4

samodzielne opuszczanie gniazda od 13 dnia

pojawianie sie sutków u samic 13-15

Wiek zwierząt

Zwierzęta określonego gatunku rasy, szczepu, w tym samym wieku często różnią się między sobą masą ciała- wynik zmienności biologicznej (liczebność miotu, zagęszczeniem w klatce, temperatura otoczenia). Wiek zwierząt wraz z określeniem masy ciała wydaje się najwłaściwszym kryterium doboru zwierząt.

Makroklimat i mikroklimat

• Pory roku

• Temperatura

• Gatunkowa strefa obojętności cieplnej tzn. zakres temp., w którym wytwarzanie i oddawanie ciepła jest optymalna (gryzonie laboratoryjne- 20-22ºC (±2ºC))

• Zależność między temp. otoczenia a: toksycznością preparatów, czasem trwania reakcji zwierząt, efektem działania preparatów

Gatunki zwierząt, grupy gatunków	Optymalny przedział temperatury (ºC)
Zwierzęta naczelne z Nowego Świata	20-28
Myszy, szczury, chomiki, myszoskoczki, świnki morskie, zwierzęta naczelne ze Starego Świata, przepiórki	20-24
Króliki, koty, psy, łasice, drób, gołębie	15-21
Świnie, kozy, bydło, owce, konie	10-24

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

• Wilgotność- optymalna wilgotność pomieszczeń- ok. 55% wilgotności względnej (±5%)

• Ciśnienie - brak wahań ciśnienia

• Skład, wymiana powietrza

• Zapach- naturalny, fekalia, mocz

• Dźwięki

• Klatki- liczebność (szczury 1-8; (3,4);(6,8)), izolacja- agresja, nadmierne zagęszczenie- stres

• Ściółka- wióry z drzew liściastych bez granulatów

Dźwięki

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

• Podczas przeprowadzania badań powinno być ograniczane do 35dB

• Dźwięki powyżej 60dB powodują u zwierząt wady słuchu i przy 130dB ból

• Szczególne niebezpieczeństwo niosą ze sobą dźwięki niesłyszalne dla człowieka o 17kHz, powodują one hamowanie lub pobudzanie aktywności, stres, przez co zmienia się ich reaktywność

CZYNNIKI ŚRODOWISKOWE

↓

GENOTYP

(25% wpływu na reaktywność modelu doświadczalnego)

↓

FENOTYP

↓

PRZYGOTOWANIE → DRAMATYP ← METODYKA

DO DOŚWIADCZEŃ DOŚWIADCZEŃ

↓

WYNIKI DOŚWIADCZENIA

Dramatyp- wszystko co dotyczy przygotowania doświadczenia, transportu, premedykacji, operacji, obserwacji (czyli wszystko to metodyka) czyli dramaturgia eksperymentu

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.

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)

• Po transporcie → zalecany okres kwarantanny (przed doświadczeniem) bez względu na czas podróży

Np. mysz, szczur 5-15 dni( najczęściej tydzień)

Metoda tworzenia grup doświadczalnych:

• losowa, np. przy użyciu tabel, liczb losowych- biometria

• przypadkowa

• selekcyjna- metoda doboru „genetycznie zbilansowanych osobników”

  żywienie

  podstawowe

  dietetyka

  - w dziedzinie dietetyki zwierząt wyróżniamy dwa pojęcia

  1. żywienie zwierza - zasady odżywiania zwierząt zdrowych

  2. paszoznawstwo paszy

  ogólnie dziedzina ta obejmuje żywienie zwierząt i pasze niekiedy pasz lub specyfik jej stosowania

  dietetyka profilaktyczna zdrowe zwierze

  dietetyka kliniczna – zwierze odbiega od normy

  standaryzacja diet

  maksymalne ujednolicenie składników diet stosowanych

  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. nie urozmaicenie wyrównujemy przez wysoka wartość pokarmowa standaryzowanych diet

  y o zbliżonych do siebie właściwościach ma na celu ujednolicenie nazwy na mocy porozumień miedzy narodami

  materiały paszowe - surowce paszowe przeznaczone do produkcji mieszanek lub natychmiastowego skarmiania

  podział:

  …

  dodatki (definicja ??)

  witaminy pierwiastki składowe, antybiotyki, przeciwutleniacze

  mieszanki

  pełnodawkowe - zestaw pasz które uzupełniają wszystkie potrzebne składniki pokarmowe

  uzupełniające- zestaw który uzupełnia dawkę pokarmowa w odpowiednie składniki

  koncentrat - odpowiednio rozcieńczony ziarnem zbóż bądź innymi paszami energetycznymi 

  mieszanki specjalnego przeznaczenia -dietetyczne i lecznicze

  Wykorzystuje sie typy diet

  syntetyczne

  półsyntetyczne

  naturalne

  dieta standardowa - do celów reprodukcyjnych , z naturalnych surowców paszowych

czysta - w okresie karmienie młodych i szybkiego ich wzrostu , półsyntetyczna z surowców oczyszczonych jak kazeina Dieta chemicznie zdefiniowana Stosowane są do celów reprodukcyjnych szczurów z naturalnych surowców paszowych

Stosowane w okresie karmienia młodych i szybkiego ich wzrostu oraz podczas długotrwałych testów toksykologicznych półsyntetyczna z surowców oczyszczonych jak np. kazeina, sacharoza celuloza, gluten pszenny itp.

chemicznie zdefiniowana - do długich doświadczeń , syntetyczna np aminokwasy

wymagania pokarmowe

wszystko żerne myszy szczury chomiki

roślinożerne świnki morskie króliki

mięsożerne psy koty

zapotrzebowanie pokarmowe -

bytowe -zwierzęta po zakończonym okresie wzrostu, rozwoju, nie użyteczne do rozpłodu

hodowlane - zwierzęta za młode w okresie wzrostu samice w okresie ciąży i laktacji samce użyte do krycia

pasze stosowane przed i po zabiegach operacyjnych

pasza przed i pooperacyjna

pasza wysoko przyswajalna – bez tłuszczu

wysoce przyswajalna z tłuszczem

wymagania pokarmowe

-wartość energetyczna paszy - zapotrzebowanie energetyczne jest wprost proporcjonalne do „metabolicznej jednostki rozmiarów ciała”  (ciężar ciała podniesiony do potęgi 0,75 ) tabele

-białko

-tłuszcze

-węglowodany

-składniki mineralne makro i mikroelementy

-witaminy

Tabele- zalecana zawartość w dietach standardowych

national research council NRC po wieloletnich badaniach opracowało wymagania składników pokarmowych w dietach szczurów laboratoryjnych

-białko powinno być łatwo strawne a skład aminokwasów powinien być zbilansowany

- zalecana zawartość aminokwasów egzogennych została zwiększona natomiast ilość białka dla młodych została zmniejszona

diety zawierające 90%suchej masy powinny zawierać 16/17 kj /g energii metabolicznej

Normy NRM przyjęły ze szczury dorośle maja podobne zapotrzebowanie na witamin i składniki mineralne jak szczury rosnące

pasze zawierające fityniany ograniczają biodostępność wielu kationów głownie cynku dlatego jego ilość w diecie została zwiększona , w okresie stresu więcej Wit A

-niektóre zespoły objawów charakteryzuje niedoboru witamin i składników mineralnych

skład diet

-wymagania pokarmowe

- zapotrzebowanie na składniki odżywcze oraz zapotrzebowanie kaloryczne

-skład chemiczny surowców paszowych oraz ich kaloryczność

-właściwy dobór substancji paszowych i proporcje

dawka pokarmowa

zestawienie pasz podawanych zwierzęciu w ciągu jednej doby

(dzienne zapotrzebowanie kalorii) / (ogólna ilość kalorii paszy) * 100= g/dobę

ocena jakości diet

wyznaczniki

-badania analityczne

-wartości biologiczne

-znajomość niedoborów pokarmowych

-kryteria przydatności

-ciężar noworodków

-przyrost masy ciała młodych ,

-stosunek masy ciała samców do samic

kryterium określające jakość diet

współczynnik q określa jak dana dieta wpływa na płodność oraz plenność

(ilość odchowanych młodych) / (ilość dni do skojarzenia pary do ostatniego miotu) x 100

współczynnik L

((liczba urodzonych - liczba odsadzonych młodych) / odstępy miedzy miotami )*ciężar młodych przy odsadzaniu

q i l stosuje sie do kontroli produktywności hodowlanej i selekcji materiału zwierzęcego i jakości diety

toksyczne czynniki w paszach

1 czynniki pochodzenia biologicznego

- bakterie chorobotwórcze

-jaja lub oocyty pasożytów i ich formy larwalne

-toksyny produkowane przez rozwijające sie w paszach pleśniaki bakterie i owady

2 zanieczyszczenia chemiczne

- środki ochrony roślin

- nawozy sztuczne

-zanieczyszczenia przemysłowe i komunikacyjne

3 produkty rozkładu pasz jako skutek zlej technologii i niewłaściwego magazynowania

4 substancje czynne pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego np hormony antybiotyki

pasza niskokaloryczna

- pasza o rożnej zawartości tłuszczów do indukowania otyłości u myszy lub szczurów lab

- pasza o rożnej zawartości węglowodanów

- rożna zawartość aminokwasów - pasze z niedoborem amino - niedoborem metioniny 0,1% z niedoborem lizyny 0,1 %

-

-

-

przygotowanie

podczas żywienia zwierząt wykorzystuje się najczęściej

- surowe pasze naturalne

-gotowane wypiekane pasze

-sypkie pasze

-wilgotna masa

-mleko

mleko

karmienie ciężarnej samicy ma wpływ na skład mleka którym sa karmione młode szczury

-siara i mleko to pierwsza wysokowartościowa i najważniejsza pasza przeznaczona do żywienia młodych

-w skład wchodzi

-skład siary początkowo bardzo rożni sie od składu mleka jest bardziej kaloryczny

-zawiera dużo witamin a i d żelaza i magnezu

-źródło przeciwciał

-cechuje się bardzo dobra strawnością nawet do 100%

Status higieniczny zwierząt laboratoryjnych

Zasady oznaczania stanu zdrowotnego zwierząt laboratoryjnych

Zwierzęta laboratoryjne, u których występują łatwo wykrywalne objawy chorobowe oraz bezobjawowe i 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

Gnotobiologia

Nauka o życiu bez wpływu innych organizmów na badany organizm

Zwierzęta
Gnotobiotyczne
GF

akseniczna kultura środowisko hodowlane; sterylne, naturalne, półsyntetyczne lub syntetyczne;

służy do hodowli pojedynczych szczepów

kseniczna kultura

po za głównym obiektem badanym zawiera domieszkę rożnych okolicznościowych drobnoustrojów

1.Gnotobiotyczne- GN-(gnotos- znany, bio- życie)- zwierzęta, u których wszystkie wykrywalne formy życia są znane

GF(germ free)- wolne od wszystkich wykrywalnych form żywych organizmów, mikroorganizmów, pasożytów

• Hodowla w całkowitej izolacji od środowiska zewnętrznego, w izolatorach

• Zwierzęta otrzymuje się przez histerektomię aseptyczną w jałowych warunkach izolatora operacyjnego

• Młode karmi i wychowuje bezbakteryjna mamka w izolatorze hodowlanym

• Wszystkie materiały wprowadzone poprzez 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

2. Agnotobiotyczne- zwierzęta, u których wykrywalne formy życia są poznane częściowo lub zupełnie nieznane

Zwierzęta SPF (Specified Pathogen Free)- najwyższy poziom czystości mikrobiologicznej w grupie hodowli zwierząt agnotobiotycznych

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

• Bardzo wysoki standard higieniczny

• Odtworzenie hodowli odbywa się ze zwierząt GF

• Obowiązuje stała kontrola mikrobiologiczna

Zwierzęta konwencjonalne CV

CVI- kontrolowane, utrzymywane w warunkach częściowej izolacji (semi barier condition)- zwierzęta wolne od patogenów nie przechodzących przez łożysko, utrzymywane w warunkach wysokiego standardu higienicznego w strefie chronionej nie zawsze kompletną barierą higieniczną

CVII- hodowla otwarta- zwierzęta wolne od epizodycznych patogenów swoistych dla danego gatunku, utrzymywane w możliwej izolacji od środowiska zewnętrznego, do odtworzenia hodowli służą zwierzęta SPF i CVI

Kontrola zdrowia zwierząt SPF i konwencjonalnych

Badania kierunkowe w Polsce:

• 13 gatunków bakterii

• 9 gatunków wirusów

• Stwierdzić lub wykluczyć obecność Mycoplasma sp. i grzybów chorobotwórczych

• Zbadać obecność gatunków 8 endo i 2 ektopasożytów

Stopień patogenności większości mikroorganizmów wymienionych w listach ośrodków hodowlanych

1. zdecydowane patogeny

2. warunkowe patogeny; powodujące infekcje w warunkach immunosupresji (stłumienie odporności)

3. mikroorganizmy o niskiej patogenności

4. mikroorganizmy syntetyzujące zoonozy

5. wirusy o zróżnicowanej patogenności, powodujące infekcje utajone bez objawów klinicznych, wpływające na wynik doświadczeń związanych z układem immunologicznym

6. pasożyty zwykle niskiej patogenności, lecz patogenne dla zwierząt z niedoborami w układzie immunologicznym

Badania w kierunku wykrycia ektopasożytów

- wszystkie ektopasożyty (stawonogi)- wszy, pchły, roztocze niedopuszczalne w SPF, CV

- wszystkie grzyby chorobotwórcze- niedopuszczalne w SPF, CVI, CVII

Badania w kierunku wykrycia endopasożytów

- pierwotniaki- wiciowce, pełzaki, zarodziowce, orzęski

- robaki- przywry, tasiemce (formy larwalne, dorosłe), nicienie

Wg norm polskich niepożądane w SPF, CVI

Badania w kierunku wykrycia Mycoplasma sp.

Mycoplasma sp.- patogen warunkowy, egzystuje często u organicznych 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, CVI.

Wirusy

badania w kierunku wykrycia wirusów

Testy przeprowadza się na ogół raz w roku oceniając 20-30 surowic otrzymanych ze zwierząt z jednego pomieszczenia hodowlanego. Z gryzoni laboratoryjnych wyizolowano około 30 gatunków wirusów (najwięcej dotyczy naturalnych zakażeń myszy).

Obecność niektórych wirusów w organizmie zwierząt wpływa niekorzystnie na:

- tempo przemian metabolicznych

- immunosupresję organizmów

- ocenę wyników transplantacji nowotworów

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

• przewidywane role danych patogenów w określonym doświadczeniu

• względy ekonomiczne

• zaplecze techniczne- możliwość stosowania określonych technik diagnostycznych

Monitorowanie zdrowia zwierząt laboratoryjnych

• Kontrola wirusologiczna- metody serologiczne- test ELISA, test immunofluorescencyjny (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

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 - w trakcie realizacji procedury żadne zwierzęta uczestniczące nie jest narażone na cierpienie lub jakikolwiek uszczerbek na zdrowiu np obserwacje behawioralne małych zwierząt w zamknięciu, leczenie z zastosowaniem behawioralnych testów na zwierzętach nie poddawanych żadnym zabiegom.

• STOPIEŃ 2 – Procedury powodujące lekki chwilowy ból, stres lub długotrwały lekki dyskomfort

Przykłady:

− krótkotrwałe (do kilku minut) i umiejętne unieruchomienie zwierzęcia w celu dokonania

obserwacji lub badania klinicznego;

− pobieranie próbek krwi;

− podawanie środków w ilości/dawce nie wywołującej niekorzystnych reakcji drogą dożylną,

domięśniową, podskórną, dootrzewnową lub doustną;

− uśmiercanie (eutanazja) standardowymi, zalecanymi przez KKE metodami, które

powodują natychmiastową, prawie bezstresową utratę świadomości;

− terminalne doświadczenia pod głęboką narkozą, po których zwierzę nie jest wybudzane,

lecz uśmiercane metodami zalecanymi przez KKE;

− krótkotrwałe okresy deprywacji pokarmowej, odpowiadające okresom normalnie

występującym dla danego gatunku w przyrodzie.

• STOPIEŃ 3 – Realizacja procedur nie powinna prowadzić do wystąpienia istotnych zmian w zachowaniu zwierząt, jak równie w wielkości fizjologicznych parametrów (np. oddech, tętno, pobór pokarmu/wody, wydalanie). Procedury te nie mogą wywoływać u zwierząt samo okaleczania, odwodnienia, anoreksji, zwiększonej aktywności ruchowej, zwiększonej wokalizacji, jak równie zmian w zachowaniu danego zwierzęcia (np. wzrost poziomu agresji, izolowanie się od innych osobników lub inne patologiczne zachowania socjalne).

Przykłady:

− kaniulacja lub kateteryzacja naczyń lub jam ciała w znieczuleniu ogólnym lub miejscowym;

− drobne zabiegi operacyjne w znieczuleniu, tzn. takie, podczas których nie dochodzi do usunięcia lub zmiany ważnych dla życia tkanek w ilości istotnie wpływającej na funkcjonowanie organizmu (np. biopsja, laparoskopia, otwarcie jamy otrzewnowej, usunięcie gonad);

− krótkotrwałe unieruchomienie, poza zakresem stopnia 2, bez podania środków uspokajających lub znieczulenia;

− krótkotrwała deprywacja wodna/pokarmowa ponad okresy występujące w przyrodzie,

− podawanie nieletalnych dawek środków farmakologicznych lub substancji chemicznych;

− wstrzyknięcia dosercowe i do klatki piersiowej;

− narażanie na szkodliwe, stresujące bodźce, ale w warunkach zapewniających możliwość ucieczki.

• STOPIEŃ 4 – Procedury powodujące silny ból/stres i zwykle nieodwracalne uszkodzenie ciała i

funkcji psychicznych Doświadczenia wywołujące umiarkowane lub poważne cierpienie (dystres) i dolegliwości. Bez długotrwałego lub poważnego cierpienia (objawy kliniczne: anormalne zachowania, brak samooczyszczenia, odwodnienie, wokalizacja, bezruch, długotrwała anoreksja, objawy infekcji, wyjątkowy bezwład).

Przykłady:

− poważne zabiegi chirurgiczne w znieczuleniu ogólnym, tzn. takie, podczas których dochodzi do bezpośredniego dostępu (otwarcia) głównych jam ciała (czaszka, klatka piersiowa, kanał kręgosłupa, jama brzuszna, miednica), lub odsłonięcia głównych struktur układu naczyniowego, limfatycznego, mięśniowego, kostnego lub gruczołowego, lub usunięcia i/lub zmiany ważnych dla życia tkanek w ilości istotnie wpływającej na funkcjonowanie organizmu,

− stres behawioralny (pozbawianie opieki matki, agresja, interakcja drapieżnik -ofiara),

− unieruchomienie na kilka lub więcej godzin, podawanie chemicznych/farmakologicznych środków zaburzających stan fizjologiczny (testy toksykologiczne),

− wywoływanie choroby popromiennej,

− wywoływanie nieprawidłowości anatomicznych lub fizjologicznych powodujących ból i cierpienie,

− poddawanie szkodliwym, nieuniknionym bodźcom,

− przywracanie do świadomości i utrzymywanie przy życiu zwierząt okaleczonych po poważnych zabiegach chirurgicznych (dokonanych pod narkozą),

− wywoływanie śmiertelnych chorób (np. choroby popromiennej, śmiertelnych chorób zakaźnych, genetycznych i nowotworowych), jeżeli w procedurze przewidziano humanitarne zakończenie doświadczenia (humane endpoint),

− wywoływanie zaburzeń organizacji czuciowo-ruchowej i ciężkich zaburzeń psychicznych (np. przez trwałą izolację matki od młodych),

− wystawianie na szkodliwe, silnie stresujące bodźce bez możliwości ucieczki.

• STOPIEŃ X – Procedury powodujące skrajne cierpienia Doświadczenia powodujące ostry ból bliski lub przekraczający próg tolerancji u czuwających, nieznieczulonych zwierząt. Obejmuje procedury powodujące wyjątkowe cierpienie i ból lub prowadzące do śmierci poprzedzonej długim okresem cierpienia w wyniku działa chirurgicznych, wystawiania na działanie szkodliwych środków chemicznych lub innych czynników, które upośledzają systemy fizjologiczne.

Przykłady:

− użycie środków zwiotczających bez znieczulenia,

− metody uśmiercania niezalecane przez KKE,

− poddawanie bardzo poważnemu stresowi lub szokowi,

− wyjątkowo inwazyjne procedury chirurgiczne, wywołujące bardzo poważne zmiany w organizmie;

− poddawanie zwierząt oparzeniom i urazom bez znieczulenia,

− doprowadzanie do śmierci przez zatrucie (np. strychninę), odwodnienie, głodzenie, działanie temperatury lub ciśnienia;

Zabiegi muszą być prowadzone w warunkach znieczulenia i premedykacji.

EUTANAZJA ZWIERZĄT LABORATORYJNYCH

łagodna śmierć, akt humanitarnego uśmiercenia przy ograniczeniu do min bólu strach i dyskomfortu

w laboratoriach i ośrodkach hodowlanych zwierzęta uśmierca sie z różnych powodów

- na końcu doświadczenia lub gdy mogą wystąpić jakieś utrwalone nie pożądane skutki

- by uzyskać krew lub inne tkanki w celach badawczych lub tans

-dyskomfort i cierpnie zbliżają sie do niedopuszczalnego poziomu

- gdy zagrożone jest zdrowie lub dobrostan zwierząt

-kiedy nie są one już dłużej zdolne do rozmnażania

- gdy dana grupa zwierząt nie posiada wymaganych cech

kryteria wyboru metod eutanazji

- należy stosować taka metoda która pozwala na zminimalizowanie bólu

- błyskawiczna śmierć

-ograniczenie do min braku swobody i zdenerwowania zwierząt

- odpowiednia do wieku, gatunku, stanu zdrowia

- ograniczenie do min niepokoju i fizjologicznego stresu

-wybrana metoda powinna być skuteczna, powtarzalna, nieodwracalna, łatwa w wykonaniu (w niewielkich dawkach )

-bezpieczne dla osoby wykonującej zbieg oraz akceptowalna z estetycznego punktu widzenia

charakterystyka metod eutanazji

-szybkość b. szybka +++ szybka ++ wolna -

-skuteczność

-łatwość wykonania ++ łatwa do wykonania + wymaga ekspertyzy - wymaga specjalnego przeszkolenia

-bezpieczeństwo nie ma , małe, brak

-ocena estetyczna do przyjęcia do przyjęcia przez większość osób nie do przyjęcia

ocena ogólna 1-5 przy czym 5 to wysoce zalecana

rozpoznanie i potwierdzenie śmierci

-zatrzymanie akcji serca i oddychania

-brak odruchów

-u małych zwierząt laboratoryjnych obniżenie temperatury ciała poniżej 25 st C

mechanizmy wywoływania śmierci

1. bezpośrednie lub pośrednie niedotlenienie

2. bezpośrednia blokada funkcji ośrodków nerwowych odpowiedzialnych za czynności życiowe

3. fizyczne zatrzymanie aktywności mózgu oraz zniszczenie ośrodków nerwowych kontrolujących czynności życiowe

Przytomność

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

Brak przytomności - stwierdzenie braku wrażliwości na bodźce zewnętrzne tak jak obserwuje sie w przypadku śpiączki

brak wrażliwości - brak reakcji fizycznej

ból - dotyczy przytomnej reakcji na bodźce a nie odruchowej reakcji nieprzytomnego organizmu negatywne odczucie które wyzwala obronne reakcje ruchowe

oznaki bólu i stresu

zależnie od gatunku sa to:

-wydawanie odgłosów, charkanie, nie zawsze słyszalne dla człowieka

- walczenie

-próby ucieczki

-obronna lub ukierunkowana agresja

-zastyganie w bezruchu

-dyszenie

-ślinotok

-oddawanie moczu kału

-rozszerzenie źrenic

zastosowanie znieczulenie

chyba ze

-znieczulenie to byłoby dla zwierzęcia większym urazem niż samo doświadczenie

-znieczulenia nie da sie pogodzić z celem doświadczenia

- jeżeli odpowiednie znieczulenie nie jest możliwe stosuje sie produkty lecznice o działaniu przeciwbólowy lub inne metody ograniczające ból i strach

-zwierzęciu pozostawionemu przy życiu zapewnia się opiekę lekarsko weterynaryjna oraz warunki określone dla utrzymania zwierząt doświadczalnych

Hodowla zwierząt laboratoryjnych

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.

Rasy

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

• Rasy geograficzne- 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 zmiany 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: wyselekcjonowane i wybrakowane.

Wyróżnia się selekcję naturalną i sztuczną.

Dobór naturalny (selekcja naturalna)

-Jeden z mechanizmów ewolucji biologicznej, prowadzący do ukierunkowanych zmian w populacji zwiększający ich przeciętne przystosowanie (adaptacja) do warunków środowiska poza okresem wymierania.

-Miarą sukcesu w doborze naturalnym jest dostosowanie (fitness), można je rozpatrywać na poziomie osobników lub poszczególnych gatunków.

-Organizmy posiadające korzystne cechy mają większe szanse na przeżycie i rozmnażanie, co prowadzi do zwiększenia 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 naturalnego ze względu na kierunkowość:

• Dobór stabilizujący- eliminuje osobniki o skrajnej intensywności cech

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

• Dobór różnicowy- 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, sile u zwierząt pociągowych.

Dobór sztuczny

Jest szczególnym przypadkiem doboru naturalnego, gdzie dostosowanie jest warunkowane subiektywną oceną i działaniami hodowli. Zwykle produkuje osobniki o cechach nieprzeciętnych w warunkach naturalnych.

Metody hodowli

1. Kojarzenie w pokrewieństwie (chów wsobny, hodowla wsobna, kojarzenie krewniacze, hodowla inbredowa, inbreeding)- kojarzenie zwierząt spokrewnionych

2. Hodowla liniowa (line breeding)- określa kojarzenie w silnym (np. półrodzeństwie) ale nie ścisłym pokrewieństwie (np. syn × matka, ojciec × córka)

3. Krzyżowanie (outcross)- 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 ras 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 (inbredowanie)

Polega na kojarzeniu zwierząt spokrewnionych przez wspólnych przodków (w stopniu wyższym niż wartość średniego spokrewnienia populacji). To główna z metod hodowlanych, powoduje wzrost homozygotyczności potomstwa oraz wyodrębnienie genetyczne zróżnicowanych linii hodowlanych. Zanika zmienność genetyczna, może nastąpić uzewnętrznienie się pewnych 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, 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.”

Bank szczepu wsobnego

Wszystkie zwierzęta muszą pochodzić od wspólnej pary rodzicielskiej złożonej z brata i siostry tworzącej linię hodowlaną szczepu. Odległość każdego osobnika nie może być dalsza niż 3 pokolenia wstecz. W banku są: dziadkowie (1para), rodzice (kilka), wnuki, prawnuki. w banku tworzy sie pary monogamiczne (kojarzy sie ze sobą tylko jednego brata z tylko jedna siostra)

Reprodukcja wsobnych szczepów (myszy, szczury)

Stado reprodukcyjne- dla celów doświadczalnych zwierzęta ze wsobnego szczepu namnaża się w stadzie reprodukcyjnym metodą „świateł ulicznych”

Schemat kojarzenia wg świateł ulicznych

„białe światło”- 1 para- do hodowli

„czerwone światło”- 200 sztuk- do doświadczeń

Przy namnażaniu zwierząt przeznaczonych do doświadczeń stosuje się zasady:

1. Nie można kojarzyć ze sobą zwierząt pochodzących z różnych świateł

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

3. Samce i samice mogą być ze sobą kojarzone poligamicznie

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

   depresja inbredowa - jest to obniżenie sie wigoru osobników powstałych z kojarzenia krewniaczego. uwidacznia sie szczególnie w fenotypie cech o niskiej wartości wskaźnika odziedziczalności   i zdolności do adaptacji w nowych warunkach bytowania i spadku odporności na schorzenia. Depresja inbredowa u zwierząt hodowlanych charakteryzuje się obniżoną plennością  i płodnością, mniejszą wydajnością, gorszymi przyrostami dobowymi itp.

   modele zwierząt laboratoryjnych

   szczepy wsobne

Mieszańce- uzyskane ze skrzyżowania 2 szczepów wsobnych (symbol szczepu × symbol szczepu )F₁

Populacje mozaikowe- złożone ze zwierząt kilku szczepów wsobnych i ich dwukierunkowych mieszańców w tym samym wieku (osobniki pochodzące ze szczepów wsobnych, jak i ich mieszańce 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 kongeniczne C_R)

Szczepy koizogeniczne- dwie linie szczepu wsobnego różniące się jednym zmutowanym genem

Szczepy wsobne rekombinacyjne (RIS)- zbiór szczepów wyhodowanych z losowo skojarzonych par zwierząt wybranych z 2 pokolenia mieszańców z krzyżówki

Szczepy kongeniczne rekombinacyjne (RCS)- wyhodowane jako modele do badania uwarunkowanych genetycznie cech ilościowych kontrolowanych przez kilka współdziałających

STADO NIEKREWNIACZE (outbred stocks) – 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 uważać można:

• 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

zwierzęta których DNA zostało zmodyfikowane metodami inżynierii genetycznej w celu uzyskania pożądanego fenotypu

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 cech ilościowych:

Wskaźniki morfotyczne i reprodukcyjne:

• Czas od skojarzeń do wydania pierwszego miotu

• Odstępy czasowe między kolejnymi miotami

• Liczba urodzonych młodych

• Liczba odchowanych młodych

• Wskaźniki osteometryczne: pomiary żuchwy, czaszki, kości udowej

kontrola genetyczna stad niekrewniaczych

-metoda liniowej optymalizacji

-selekcja stabilizująca

testy behawioralne

- testy behawioralne - należy przeprowadzić dogłębna analizę celów testu i możliwość reakcji

-uwzględnić specyfikę zachowania badanego gatunku zwierząt

-z każdym osobnikiem wykonać kilka lub kilkanaście powtórzeń

- dla wiarygodności należy unikać kilka lub kilkudziesięciu osobników

Cechy behawioralne

-aktywność i eksploracja

-funkcje motoryczne

-zdolności poznawcze

-uczenie sie i pamięć

-warunkowanie

pomiary zachowań

socjalne

-zachowania socjalne - testy interakcji socjalnej

przebieg testu

1. umieszczenie zwierząt w klatce obserwacyjnej

2. 20 min obserwacji; zwracają uwagę na zachowanie ofensywne i defensywne

podział na dominujące i submisywne

współczynnik agresji

poznawcze

-aktywność i eksploracja (testowane zwierzęta umieszcza się w nowym środowisku, 120 min automatycznej obserwacji aktywności ruchowej podczas której aparat zlicza liczbę ruchów horyzontalnych i wertykalnych --> czy zwierze jest wysoko czy nisko aktywne; więcej niż 3500 wysokoaktywne mniej niż 2000 nieaktywne

-wrażliwość ruchowa i koordynacja (test tota-rod -> chodzenie po kręcącej sie rurce jeśli aktywne to może być użyte do badan, jeśli nie to ma zaburzona koordynacje i nie może)

-uczenie sie - czy zapamiętuje, jak często i po co idzie w określone miejsce klatki , pokonywanie labiryntu; pływanie w basenie - żeby sie wydostać na 1 platform czy zapamięta gdzie ona była (heh??)

-zdolności poznawcze - obserwacja czy chodzi po całej czy nie całej klatce i czy po krawędzi czy po centrum

-uwaga

-uzależnienie

testy lekowe test otwartego pola

-reakcje na ból

-zachowanie lekowe

-depresja