1.2. СОДЕРЖАНИЕ ЖИВОТНЫХ

Вопросам содержания экспериментальных животных в настоящее время уделяется очень большое внимание. С одной стороны, эти вопро­сы касаются этических проблем содержания животных и работы с ни­ми.

Имеется специальная литература по условиям содержания экс­периментальных животных разных видов и безопасности работы с ними [84, 211,251]. В кратком изложении этих материалов основной акцент можно сделать на правильной организации и содержании вивариев, обеспечивающих благополучие животных и высокое качество научных результатов. Это особенно важно при проведении хронических токси­кологических экспериментов, когда у животных могут развиваться па­тологические процессы. Изучение лекарственных препаратов, например группы психотропных средств, требует индивидуального содержания даже мелких лабораторных животных, поскольку в противном случае токсичность этих веществ может повышаться (см. гл. 3.3). Основные современные положения, изложенные в обзоре по содержанию и ис­пользованию лабораторных животных [211], можно представить сле­дующим образом.

При планировании соответствующих и качественных условий со­держания животных необходимо учитывать целый ряд факторов, в том числе:

• вид, линию и породу животных и их индивидуальные характеристики, такие как пол, возраст, размер, поведение, опыт использования в экс­периментах и состояние здоровья;

• способность животных формировать социальные группы с животны­ми, принадлежащими к тому же виду, с помощью зрения, осязания и, возможно, прямого контакта при индивидуальном или групповом со­держании животных;

• конструкцию клеток и других мест для размещения животных;

• цель и протокол эксперимента (например, производство, разведение, исследование, испытание и обучение);

• интенсивность выполнения манипуляций с животными и степень ин- вазийности проводимых процедур;

• длительность периода содержания животных.

При размещении животных необходимо стремиться к тому, чтобы создать максимально благоприятные условия для видоспецифичного поведения и свести до минимума стрессовое воздействие. Как мини­мум, животное должно иметь свободный доступ к кормушкам и поил­кам, а также достаточное свободное или покрытое чистым подстилом место, где оно может удобно расположиться и отдыхать.

Температура и влажность

Поддержание температуры тела в пределах нормы является обя­зательным условием для теплокровных животных. При содержании жи­вотных в замкнутом пространстве диапазон суточных колебаний темпе­ратуры должен быть сведен до минимума с тем, чтобы избежать много­кратных воздействий на метаболизм и поведение животных, изменяю­щихся для компенсации сдвигов температуры окружающей среды. Уро­вень относительной влажности также должен контролироваться, но в более широком диапазоне, чем температура; приемлемый диапазон ко­лебаний относительной влажности составляет 30-70%.

Вентиляция

Назначение системы вентиляции состоит в обеспечении:

• достаточного притока кислорода;

• уменьшения тепловых нагрузок на организм животного, возникающих в процессе дыхания и работы осветительной, и другой аппаратуры;

• понижения концентрации газообразных и твердых примесей;

• регулирования содержания влаги в атмосфере помещения и там, где это возможно;

• создания перепадов статического давления между примыкающими друг к другу помещениями.

Однако установка скорости вентиляции помещения еще не обес­печивает адекватный уровень вентиляции в первичном ограждении и, следовательно, не гарантирует качество микросреды обитания животно­го.

В течение многих лет действовали инструкции о необходимости 10- 15-кратной смены воздуха в течение часа во вторичных ограждениях; такая частота считалась приемлемой нормой. Несмотря на то, что эти рекомендации эффективны во многих местах содержания животных, они не учитывают разброс возможных тепловых нагрузок; вид, размеры и количество находящихся в них животных; тип подстила и частоту его замены; размеры помещения и эффективность перераспределения воз­духа из вторичного в первичное ограждение, что может привести в не­которых случаях к аккумуляции в помещении тепла и неприятных запа­хов.

Уровень токсических или сильно пахнущих газов, таких как аммиак, можно поддерживать в допустимых пределах, если их удалять; с помо­щью системы вентиляции и замещать воздухом, содержащим такие га­зы в низких концентрациях или не содержащим их вообще.

• комнатный воздух смешивается как минимум с 50% свежего воздуха (другими словами, используется не более 50% рециркулирующего воздуха);

• частота выполнения таких процедур, как смена подстилочного мате­риала и мойка клеток, а также обработка рециркулирующего воздуха, является достаточной, чтобы свести до минимума концентрацию ток­сических газов и запахов;

• рециркулирующий воздух возвращается только в помещение или зону, которые являются его источником, за исключением тех случаев, когда он поступает из зон, где не содержатся животные;

• рециркулирующий воздух подвергается кондиционированию и пере­мешиванию с потоком чистого воздуха, что позволяет поддерживать нормальный уровень температуры и влажности в помещении для жи­вотных.

Достаточно частая смена подстила и мойка клеток в сочетании с низкой плотностью животных в данном помещении, пониженной тем­пературой и влажностью воздуха в нем также позволяет снизить кон­центрацию токсических или сильно пахнущих газов в атмосфере поме­щения.

Освещение

Многочисленные факторы могут менять потребности животных в освещении и должны учитываться при определении адекватного уровня освещения помещений вивария. К таким факторам относятся: интен­сивность освещения, длительность экспозиции, длина световой волны, освещение, которому животные подвергались ранее, пигментация жи­вотных, время световой экспозиции в пределах цикадного ритма, тем­пература тела, гормональный статус, возраст, вид, пол и сток или линия животного.

Световой период является важным регулятором репродуктивного поведения животных многих видов.

В лабораторных экспериментах чаще всего используют животных, ведущих ночной образ жизни. Крысы-альбиносы больше, чем другие виды животных, подвержены фототоксической ретинопатии. Молодые белые и пигментированные мыши предпочитают более низкие уровни освещения по сравнению с взрослыми особями, хотя потенциальное по­вреждение сетчатки, обусловленное содержанием этих грызунов при более ярком свете, оказывается в большинстве случаев обратимым. Для животных, у которых обнаружена предрасположенность к фототоксиче­ской ретинопатии, освещенность на уровне клетки должна быть умень­шена.

Шум, источником которого являются животные и обслуживающий их персонал, служит непременной характеристикой действующего ви­вария. Поэтому при проектировании и эксплуатации вивария необходи­мо учитывать возможность регулирования уровня шума. Оценка потен­циального воздействия шума на организм животного требует учета его интенсивности, частоты, скорости его возникновения, длительности действия, вибрационных характеристик звукового эффекта, диапазона слышимости, уровня шума, при котором ранее содержались животные, а также восприимчивости к шумовому воздействию животных данного вида или линии.

Разделение помещений, в которых работают люди и содержатся жи­вотные, позволяет значительно уменьшить неблагоприятное воз­действие шума на тех и других. Животных, создающих много шума, на­пример собак, свиней, коз и приматов, следует помещать на расстоянии от тихих животных, например, грызунов, кроликов и кошек.

Животные должны иметь возможность демонстрировать видоспеци­фическую активности. На собак, кошек и многих других домашних жи­вотных благотворное влияние оказывает позитивное общение с челове­ком. Собакам следует давать возможность прогуливаться на поводке, бегать или переходить в другое помещение (например, комнату боль­шого размера или вольер на открытом воздухе) для социальных контак-

тов, игры или исследования. Клетки часто используются при кратко­временном содержании собак для ветеринарного осмотра или проведе­ния эксперимента; однако вольеры, площадки для выгула и другие тер­ритории вне клетки представляют больше возможностей для их актив­ности.

Корм

Помещения для обработки или хранения кормов либо их ингре­диентов должны содержаться в чистоте и быть защищены от про­никновения вредителей. Корма следует хранить не на полу, а на под­донах, полках или тележках. Неиспользованные открытые мешки с кормом должны храниться в непроницаемых для паразитов кон­тейнерах, чтобы свести до минимума возможность его контаминации и избежать потенциального распространения возбудителей заболеваний. Хранение корма при температурах более 2ГС (70°F), при повышенной влажности, в антисанитарных условиях, при воздействии света, кисло­рода, насекомых или других паразитов ускоряет процесс порчи. При использовании скоропортящихся продуктов, например, мяса, фруктов и овощей, необходимо соблюдать особые меры предосторожности, по­скольку условия хранения являются потенциальными источниками кон­таминации и могут привести к ухудшению качества корма. Примеси в кормовых продуктах могут оказать сильное влияние на биохимические и физиологические процессы, даже если они присутствуют в таких низ­ких концентрациях, которые не могут вызвать клинические симптомы токсических поражений. Например, некоторые примеси индуцируют синтез ферментов печени, которые могут изменить реакцию организма животного на различные фармакологические препараты.

Вода

Различные типы поилок, например трубки и автоматические поилки, следует проверять ежедневно с тем, чтобы обеспечить их надлежащее состояние, чистоту и функционирование.

ним исключать не следует.

Подстил

Подстил для животного является контролируемым фактором ок­ружающей среды, который может влиять как на экспериментальные данные, так и на состояние животного. После консультации с иссле­дователями ветеринар должен подобрать соответствующий подсти­лочный материал. Не существует идеального подстилочного материала, который был бы пригоден для какого-либо вида животных при любых условиях содержания или проведения эксперимента; точно так же не существует идеального подстилочного материала для всех видов жи­вотных (например, для животных некоторых видов рекомендуется ма­териал, облегчающий им рытье нор).

Количество подстилочного материала должно быть достаточным, чтобы животные оставались сухими в промежутках между сменами клеток, а в случае мелких лабораторных животных необходимо следить за тем, чтобы подстил не соприкасался с поилками и вода не попадала в клетку.

Санитария

Частота и интенсивность проведения уборки и дезинфекции зависят от требований, предъявляемых к здоровой среде обитания животного с учетом его нормального поведения и физиологических характеристик. Методы и частота выполнения санитарных процедур варьируют в зави­симости от многих факторов, в том числе от типа, физических свойств и объема клетки или вольера; типа, количества, размеров, возраста и ре­продуктивного статуса животных; применения и типа подстилочного материала; температуры и относительной влажности; природы явлений, требующих проведения санитарных мероприятий; нормальных физио­логических и поведенческих характеристик животных; скорости загряз­нения поверхностей клетки или вольера.

В вивариях нельзя использовать вещества, маскирующие запахи жи­вотных, так как они не могут заменить соответствующего выполнения санитарных процедур или обеспечения адекватной вентиляции. С дру­гой стороны, при их применении животные испытывают воздействие летучих соединений, которые могут привести к изменению основных физиологических и метаболических процессов, что недопустимо в хро­нических токсикологических экспериментах.

Загрязненный подстилочный материал следует удалять и заменять свежим по мере необходимости для того, чтобы животные оставались чистыми и сухими.

Частота обработки водой и периодическое использование детер­гентов или дезинфицирующих препаратов должны быть достаточными для поддержания поверхностей в клетках или вольерах чистыми. При необходимости уборки продуктов жизнедеятельности животных струей воды ее нужно проводить, по крайней мере, один раз в день. При этом животные должны оставаться сухими. Время уборки загона или вольера должно выбираться с учетом нормальных поведенческих и физиологи­ческих процессов у животных; так, например, желудочно-кишечный рефлекс у некоторых животных вызывает дефекацию вскоре после приема корма.

Эвтаназия

Эвтаназия представляет собой акт умерщвления животного с по­мощью методов, обеспечивающих быструю потерю сознания и смерть без боли. При определении адекватности того или иного метода следует иметь в виду несколько критериев: способность вызывать потерю соз­нания и смерть с мгновенным проявлением или без боли, эмоцио­нального дистресса или страха; надежность; необратимость; время на­ступления бессознательного сознания; видовые и возрастные ограни­чения; совместимость с исследовательскими задачами, а также безопас­ность персонала и эмоциональное воздействие на него.

Эвтаназия необходима в конце токсикологического эксперимента, и ее нельзя устранить обезболивающими, седативными или Другими средствами. Она должна выполняться таким образом, чтобы животное не испытывало стресса. Иногда при потере сознания животные издают звуки и выделяют феромоны. По этой причине другие животные не должны присутствовать при выполнении процедуры эвтаназии.

Выбор конкретных препаратов и методов для проведения эвтаназии зависит от вида животного и задач протокола исследования. Для мелких лабораторных животных предпочтение отдается декапитации с помо­щью гильотины. Для крупных животных используют ингаляционные или неингаляционные химические соединения. Любые методы эвтана- заии должны рассматриваться и утверждаться соответствующей комис­сией.

Эвтаназия должна обязательно выполняться персоналом, обла­дающим навыками осуществления подобных методов на животных данного вида; процедура должна проводиться профессионально и с со­страданием.

Продуманное планирование позволяет разместить виварий рядом или вблизи с научно-исследовательской лабораторией, разделив их барьерами типа тамбур, коридора или этажа. Животных следует содер­жать в помещениях, предназначенных или выделенных для этой цели, а не в лаборатории из соображений удобства.

Если животные должны находиться в лабораторном помещении в соответствии с требованиями экспериментального протокола, оно должно подходить для размещения и ухода за животными; при необ­ходимости следует принять меры, направленные на уменьшение сте­пени риска, обусловленного работой с животными.

Для получения достоверных результатов в токсикологических ис­следованиях необходимо обратить внимание на кормление экспе­риментальных животных. Недостаточно калорийная пища, бедная по белковому и витаминному составу, наличие в пище вредных примесей (солей тяжелых металлов, пестицидов, микотоксинов), а также содер­жание животных в темных, плохо проветриваемых помещениях с по­вышенной концентрацией в воздухе аммиака и СО₂ могут исказить ре­зультаты исследований [200].

Диетические факторы (углеводы, жиры, белки, витамины и ми­кроэлементы) могут включаться в метаболизм лекарств путем моди­фикации активности микросомальных ферментов печени, главным об­разом, цитохром-Р-450-зависимых оксидаз со смешанными функциями [185, 188].

Взаимодействие лекарств и пищи может быть обоюдным и вы­ступать на всех фазах метаболизма: в желудочно-кишечном тракте, при всасывании, распределении и экскреции [245].

Различные компоненты пищи могут влиять на метаболизм и ха­рактер действия лекарств, а применение лекарств может сказываться на процессах пищеварения и усвоения компонентов пищи. Так, пища с вы­соким содержанием жиров усиливает всасывание гризеофульвина и ря­да других препаратов, повышает концентрацию свободных жирных ки­слот в плазме и тем самым вмешивается в транспорт лекарств, изменяя их связывание с альбумином. Высокобелковый рацион ускоряет мета­болизм многих лекарственных средств. Наличие среди компонентов пищи Са²⁺ подавляет всасывание тетрациклина, а высокое содержание электролитов ускоряет выведение Li+ и ослабляет эффекты диуретиков. Кислото- и щелочеобразующие компоненты пищи меняют реакцию мо­чи и вызывают ускорение выведения лекарств соответственно основной или кислотной природы [220].

Брикетированные корма из натуральных продуктов, которые варьи­руют по составу компонентов, но обеспечивают полноценное, стандар­тизированное питание экспериментальных животных, могут быть ис­пользованы в рутинных токсикологических экспериментах, когда дос­таточна полуколичественная оценка токсичности. При изучении меха-

низма токсического действия, всасывания, распределения, метаболизма и экскреции лекарственного средства следует использовать очищенные рационы, в том числе "полусинтетические" и "синтетические" [288].

Количество корма, потребляемого экспериментальными животными, является важным показателем в токсикологическом эксперименте. Снижение пищевой активности может свидетельствовать как о прояв­лении токсичности вводимого лекарственного препарата, так и о его анорексигенных свойствах. Особое внимание на количество потребляе­мого корма животными следует обращать при изучении токсичности психотропных препаратов, которые могут обладать анорексигенной ак­тивностью.

Таким образом, содержание животных, состав корма, его количество имеют большое значение для оценки токсичности лекарств.