Гнотобиология и гнотобиоты

Гнотобиология – новая отрасль науки, которая стала развиваться после 40-х годов прошлого века, благодаря созданию сложных, дорогостоящих и точных приспособлений (камер-изоляторов), обеспечивающих полную стерильность содержания гнотобиотов, устройство стерильного воздухообмена, шлюзовую систему, чтобы внести стерильный материал и удалить остатки корма и кала, делать инъекции и фиксировать животных [14].

Гнотобиоты «стерильные» лабораторные животные, выращенные в специальных полностью изолированных от внешнего мира условиях, лишённых микроорганизмов и других форм жизни («стерильные» животные).

Организм гнотобиотов совершенно лишён микроорганизмов, простейших и паразитов или имеет определённую, строго контролируемую микрофлору. Получают гнотобиотов от беременных самок, которым проводят кесарево сечение в определённый период времени. Первый способ – ампутация матки с плодами и помещение их в стерильную камеру, второй способ – гистеротомия, - когда извлекают плоды из матки внутри камеры-изолятора через плёнку и склеенные с ней кожные покровы самки.

Различают следующие виды гнотобиотов: полностью лишённые микроорганизмов – безмикробные (монобиоты) и гнотоформные животные, т. е. заражённые одним, двумя (диобиоты) или несколькими видами (полибиоты) микробов, а также – животные свободные от естественных возбудителей патогенных – инфекционных и инвазионных возбудителей заболевания (SPF-животные, Specific pathogen free).

Для доставки выращенных SPF-животных потребителям используют специальную тару (клетки) и приспособленные (переоборудованные) автомобили, которые снабжены воздушными фильтрами, не допускающими проникновения патогенных организмов и возбудителей паразитарных заболевания в клетки с животными и в их организм.

В процессе выращивания постоянно осуществляется контроль за состоянием здоровья животных. Производятся исследования патологоанатомические, вирусологические, бактериальные, паразитарные – всё это документально регистрируют.

Стерилизация и дезинфекция помещений и оборудования в гнотобиологии осуществляется газообразно (хлор, окись этилена и т. д.) и жидкостная (формалин, хлорамин, лизол). Из физических методов стерилизуют сухим жаром, автоклавированием, облучением, фильтрованием.

Нужно помнить, что требуется запасная аппаратура, если основная выйдет из строя, т. к. будет нанесён значительный материальный ущерб при потере животных гнотобиотов, на которых было затрачено много труда и средств.

Многолетняя работа с гнотобиотами позволила установить целый ряд анатомо-физиологических особенностей этих животных.

Доказано, что у гнотобиотов масса внутренних органов, объём циркулирующей крови уменьшены, снижено содержание воды в тканях. Масса тонкого кишечника гнотобиотов составляет всего 1/3 часть от массы у животных, выращенных обычным способом, однако сильно увеличивается в размере слепая кишка. Причины не установлены, но предполагают, что это влияние гипотонии мускулатуры, вызывающей застой кормовых масс. Доказано, что увеличение длины и массы слепой кишки происходит и у обычных животных, если их кормить стерильным кормом.

Отсутствие микробов в организме отразилось на морфологии вилочковой железы (тимус), в виде расширения корковой зоны. Исследования на гнотобиотах доказали, что естественная микрофлора играет важную роль в осуществлении физиологических и патологических реакций макроорганизмов.

У гнотобиотов понижено образование иммуноглобулинов и антител. Уровень естественных антител также снижен, а у поросят вообще отсутствует.

Митотическая депрессия клеток и пониженная скорость их обновления объясняет повышенную устойчивость гнотобиотов к ионизирующему излучению. При этом смертность гнотобиотов в 6 раз ниже, чем у обычных животных.

У гнотобиотов заживление ран происходит гораздо быстрее, чем у нормальных животных и никогда не сопровождается нагноением.

Микробы играют важную роль в образовании высококанцерогенных метаболитов в пищеварительной системе. Спонтанные и индуцированные злокачественные опухоли возникают реже, чем у животных, выросших в естественных условиях [11].

Методы и принципы гнотобиологии, позволили использовать в медицине безмикробное пространство, которое способствует быстрейшему выздоровлению больных, исключая осложнения и ускорение заживления ран после операции и т. д.

Естественно, гнотобиоты из-за дороговизны используются для проведения специальных, ответственных исследований.

При проведении экспериментов на животных необходимо учитывать традиции стран и народов. Так, в отдельных регионах Африки обезьяны считаются священными животными, а в Индии – коровы. Здесь проводить эксперименты на «священных» животных нецелесообразно и рискованно.

По защите животных и их прав создана в 1967 году Международная Федерация. Поэтому существуют ограничения по использованию животных для экспериментов при НИИ, лечебных учреждениях, СЭС и учреждениях по производству лечебных препаратов. Кроме этого требуется:

- виварий;

- экспериментальная лаборатория.

В обязательном порядке требуется организовать ведение отдельного журнала с целью освещения теории и практики лабораторного животноводства.