Виды крыс. История возникновение. Описание генетики

Ученый секретарь института, заведующий лабораторией эндокринологической генетики, кандидат биологических наук Александр Осачук много лет занимается исследованием природы социального доминирования. Объектом исследования были крысы. Дело в том, что поведение человека и этих животных во многом схоже: и человеку, и животным свойственна внутривидовая общественная структура - социальная иерархия.

Для эксперимента в одну клетку были посажены 6 самцов из разных линий инбридинга. Инбридинг - близкородственное скрещивание. У крыс и мышей есть одна уникальная способность. Если у человека близкородственное скрещивание ведет к генетическим патологиям, а затем к полному вырождению, то у крыс инбридинг дает нормальное потомство с той особенностью, что все особи, появившиеся на свет, являются генетическими копиями друг друга. С большой натяжкой их можно было бы назвать клонами.

В процессе наблюдения выяснилось, что представители одних линий чаще занимают доминирующее положение, представители других линий всегда становятся позади. Таким образом, относительно крыс можно сделать вывод, что существуют биологические факторы, которые способствуют занятию высокого или низкого иерархического положения.

На людях, разумеется, такие опыты не проводились. Тем не менее, если вернуться к утверждению, что человек и крыса очень похожи, то вполне позволительно экстраполировать на нас с вами генетическую природу детерминации поведения грызунов.

Агрессия и другие поведенческие аномалии у крыс так же вызываются биохимическими реакциями. Ученые Института цитологии и генетики пришли к этому выводу, наблюдая за одной из «нокаутных» инбридинговых линий, применяя методы молекулярной генетики, нужные гены "включались", а ненужные "выключались".

Выключив ген, отвечающий за прохождение биохимических процессов в нервной системе, ученые выяснили, что патологическая агрессия, свойственная людям подчас больше, чем самым хищным животным, вызывается биохимическими патологиями. Возможно, когда на эту тему будут проведены не только фундаментальные, но и прикладные исследования, маньяков можно будет не сажать пожизненно в тюрьму, а лечить.

В настоящее время ученым известно четыре тысячи болезней, передающихся по наследству, то есть генетически. Этот список еще не закончен. Новые исследования выявляют все новые генетические факторы, способствующие различным патологиям. Есть довольно обоснованные предположения, что в развитии таких болезней, как наркомания и алкоголизм, не последнюю роль играет генетика.

Еще одно подтверждение того, что крысы, они как люди: когда в Институте цитологии и генетики начали изучать шизофрению, животных с признаками этой болезни нашли в природе, так же, как крыс-эпилептиков и крыс с гипертонией.

Так что, все, что есть хорошего в медицине - это заслуга, во многом принадлежащая мышам и крысам. И они заслуживают достойного отношения к себе!

 

. Крыса - биоматериал

 

Ни для кого не секрет, что наши меньшие братья - крысы - являются биоматериалом для различного вида исследований и экспериментов. По данным Отдела оценки технологий ежегодно в исследовательских лабораториях убивают от 3,4 до 3,7 миллиона крыс. По данным других источников, эта цифра ежегодно доходит до 23,6 млн. А оправдана ли гибель ни в чём не повинных зверьков, в столь чудовищном масштабе?

Ряд учёных выдвигают, научно обоснованную гипотезу, что "непосредственная экстраполяция результатов исследований с крыс на человека невозможна из-за межвидовых различий в метаболизме липопротеинов плазмы (холестерина и триглицеридов).

У человека желчные кислоты формируются из холестерина в печени, затем они попадают в желчный пузырь, а оттуда в кишечник. У крыс желчного пузыря нет, поэтому желчные кислоты в их организме выделяются непосредственно в кишечник. У этих животных вырабатывается особая желчная кислота, которая у людей отсутствует. Это мурихолевая кислота.

Например, у крыс печеночный фермент 5-дезатураза, необходимый организму для изменения химической структуры жиров, обладает значительно большей активностью.. Этот фермент обнаруживается в различных тканях организма, в том числе в тромбоцитах, печени, надпочечных железах, почках и жире. По мнению исследователя из бостонского университета Тафтс, это говорит о том, что "крыса - не подходящая модель человека в исследованиях, связанных с липидами.

Витамин А

Бета-каротин и родственные соединения, называемые каротиноидами, являются центральными в исследованиях, связанных с раком и питанием. Однако у крыс бета-каротин усваивается не так, как у людей. Расщепление каротиноидов у них происходит в клетках, выстилающих стенки кишечника, с помощью специального энзима, формируя, таким образом, витамин А.

У крыс в витамин А превращается весь каротин, поступающий с пищей, или его большая часть. У человека же, наоборот, значительное количество каротиноидов поглощается в неизменном виде и приблизительно 15 процентов остается в организме в виде запаса. При нормальном смешанном питании у людей аккумулируется 100 - 200 мг каротиноидов. Они сосредоточены в жировой ткани (80%), печени (10%), крови (1%) и других тканях.

Крысы не запасают бета-каротин в жировой ткани вообще. Его остатки можно обнаружить в печени животных только в том случае, если им дополнительно давать большое количество этого вещества.

Витамин С

Витамин С играет определяющую роль в нейтрализации свободных радикалов, предотвращении рака и цинги, других физиологических функциях. У крыс витамин С синтезируется в печени из глюкозы с помощью фермента, который называется L-гулоно-оксидаза. У человека из-за отсутствия этого и, возможно, еще другого фермента, называемого D-глюкуроно редуктаза, витамин С не синтезируется вообще.

Несмотря на то, что большинство животных могут синтезировать витамин С, человек этой способностью не обладает. В любой момент времени в организме крысы находится 20-30 мг витамина С, что эквивалентно 7,5 г в организме взрослого человека.

Тесты на канцерогенность

Крыс широко используют для оценки канцерогенного потенциала применяемых в быту и промышленности химикатов и загрязнителей окружающей среды.Однако, Дж.А. Свенберг из Института химической промышленности и токсикологии, который находится в штате Северная Каролина, пишет: "Человек не синтезирует альфа-2U. Следовательно, прямая экстраполяция данных с крыс осуществляться не может".

У самцов крыс глобулин синтезируется в печени и выделяется в кровь, откуда он затем отфильтровывается почками в мочу. Альфа-2U-глобулин связывает множество химикатов, встречающихся как в промышленности, так и в окружающей среде. Связанный протеин накапливается в клетках почек, приводя к гибели клеток.

Это приводит к распространению реакционноспособных клеток, что со временем вызывает появление опухолей в почках. После фильтрации в мочу, глобулин также вступает в реакцию с сахарином. Это сочетание формирует в мочевом пузыре силикатные кристаллы, которые механически раздражают клетки и вызывают рак мочевого пузыря. Из сказанного следует, что полученные результаты испытаний напрямую не применимы к человеку.

Инсульт

Исследователи из университета Айовы и клиники Мэйо в Рочестере, штат Минессота считают, что "хотя моделирование ишемии головного мозга на животных широко применялось для тестирования новых методов лечения инсульта у человека, оно оказалось бесполезным для идентификации клинически эффективных лекарств".

Из 25 соединений, которые помогали при инсульте, смоделированном на лабораторных животных, людям не помогло ни одно. Эти авторы утверждают: "Возлагание слишком больших надежд на такие модели может скорее помешать, чем помощь научному прогрессу в лечении этого заболевания".

Эти различия в базовой анатомии и функциях органов означают, что результаты испытаний, проведенных на крысах, могут сильно отличаться от результатов, которые будут наблюдаться у людей.

Таким образом, результаты экспериментов на животных неправомерно переносить на человека из-за разницы физиологических и анатомических особенностей, скорости и характера метаболических процессов.

Во многих странах тысячи специалистов работают и готовы работать без животных, заменяя их альтернативными методами. Такие способы как клинические и эпидемиологические наблюдения за людьми, работа с трупами и компьютерными моделями гораздо надежнее, быстрее, дешевле и гуманнее, чем эксперименты на животных.

 

. Наследственные заболевания

 

К сожалению, у крыс огромное количество наследственных заболеваний. Не все крысы заболевают и умирают от них, потому что они могут даже не проявиться, но есть и серьезные заболевания, которые встречаются не только среди грызунов, но и у людей.

Респираторные инфекции у крыс, могут передаваться от родителей детенышам с бактериями. Mycoplasma pulmonis - бактерия, обитающая в носовых проходах у крыс. Гарантированно чистыми от микоплазмы могут быть только лабораторные крысы, содержащиеся в идеально стерильной среде. Именно mycoplasma pulmonis является наиболее частой причиной респираторных заболеваний у крыс. Хотя встречается ряд других бактерий, способных вызывать те же самые симптомы, но чаще всего их причиной является микоплазма.

Старые или подвергавшиеся стрессу крысы наиболее подвержены атаке бактерий. Когда инфекция захватывает легкие, начинается пневмония. Частое чихание и фырканье может быстро привести к пневмонии, которая наносит ощутимый вред и приводит к летальному исходу без своевременного вмешательства.

Наравне с респираторными инфекциями, опухоли являются одной из основных проблем со здоровьем и причин смерти у крыс, особенно у самок. Существует два основных типа опухолей: доброкачественные и злокачественные. Доброкачественные опухоли почти всегда заключены в мембрану и отделены от прилегающих тканей, и посему легко удаляются хирургическим путем.

Такие опухоли могут развиваться так же быстро, как и злокачественные, они не вызывают таких же поражений органов и не дают метастазов (т.е. не распространяются на другие части тела). Хотя доброкачественные опухоли обычно не вызывают смерть непосредственно, такая опухоль может разрастись в такой степени, что крыса будет испытывать затруднение в передвижении и не сможет есть достаточно для поддержания одновременно и опухоли, и нормальных жизненных функций организма. Большинство таких крыс усыпляют еще до того, как болезнь достигает этой стадии, если опухоль не удалена.

В противоположность этому, злокачественные опухоли, также известные как рак, обычно вторгаются и повреждают прилегающие ткани, а также метастазируют. Смерть вызывается отказом пораженных органов. Поскольку раковые опухоли переплетаются с нормальными тканями, проведение операций у крыс, как правило, невозможно. В большинстве случаев рак поражает внутренние органы, так что порой симптомы не проявляются до тех пор, пока болезнь существенно не разовьется, и единственной альтернативой не станет эвтаназия.

Мегаколон - это состояние, при котором нарушается прохождение нервных импульсов в тканях толстой кишки, в результате чего затрудняется ее сокращение и, как следствие, прохождение через нее каловых масс, которые закупоривают кишку и приводят к ее сильному расширению.

Существуют несколько типов мегаколона. Во-первых, это генетически обусловленный мегаколон. К сожалению, в этом случае крысы часто погибают в течение короткого времени после появления первых симптомов. Во-вторых, это генетически обусловленный мегаколон с поздним проявлением симптомов. У крыс с таким видом мегаколона могут наблюдаться периоды запоров сменяемые периодами частого жидкого стула. Это может происходить в течение многих месяцев, пока деятельность кишечника окончательно не нарушится и не начнется вздутие. В этом случае жизнь крыс можно существенно продлить путем постоянных массажей, специальной диеты и применения некоторых препаратов. Это же касается и мегаколона, ставшего следствием различных травм спины и органов брюшной полости.

Синдром Иценко - Кушинга - патологическое состояние, в патогенезе которого обязательным компонентом является повышенная продукция корой надпочечников гидрокортизона, вызываемое различными патологическими процессами - гиперплазией, аденомой или раковой опухолью коры надпочечников.

Этиология синдрома Иценко - Кушинга не установлена. Имеющиеся отдельные указания в литературе на возможное этиологическое значение неблагоприятных психических факторов, инфекций и др. не подтверждены достаточно убедительными данными. Связать развитие синдрома с генетическими факторами, так же как с определенными периодами возрастной физиологической перестройки (половое созревание, климакс), не представляется возможным, хотя некоторые авторы отводят определенное значение климактерию.

Несахарный диабет. Во многих случаях несахарный диабет, наблюдаемый во врачебной практике, является идиопатическим. При немногочисленных патологоанатомических исследованиях обнаружена атрофия pars nervosa в сочетании со значительным дефицитом нейросекреторных клеток в супраоптическом ядре. Имеются некоторые данные о развитии явных признаков таких заболеваний, как саркоидоз, у больных, которых вначале рассматривали как страдающих идиопатическим несахарным диабетом.

Ранние стадии этой патологии вполне могли бы служить причиной вовлечения в процесс и разрушения нейрогипофиза. В редких случаях идиопатический несахарный диабет является генетическим заболеванием с аутосомнодоминантным наследованием, либо рецессивным Х-сцепленным заболеванием.

При вскрытии умерших иногда находили изменения, сходные с таковыми при несемейных формах заболевания, в том числе выраженное уменьшение числа клеток в супраоптическом ядре. У крыс линии Brattleboro наследственная форма несахарного диабета характеризуется аутосомнодоминантным или полурецессивным способом передачи. Химические и нейроанатомические исследования гомозиготных животных убедительно свидетельствуют о том, что отсутствие вазопрессина у них обусловлено избирательным дефектом биосинтеза, а не уменьшением числа или отсутствием необходимых нейросекреторных нейронов.