18. کارگاه حیوانات آزمایشگاهی (موش و رات)

توضیحات

کارگاه حیوانات آزمایشگاهی (موش و رات)

موش صحرایی یا رت

رت (Rattus norvegicus) یا موش صحرایی دارای ویژگی هایی هستند که آنها را به حیوانی بسیار مناسب و ارجح برای تحقیقات علوم پایه پزشکی از قبیل مطالعات حیوانی، بافت شناسی، تحقیقات سلولی، مولکولی، ژنتیک، جنین شناسی و میکروبیولوژی تبدیل می‌کند. این صفات شامل اندازه نسبتا کوچک، زمینه ژنتیکی شناخته شده، چرخه ی تولید مثل کوتاه، شباهت به شرایط بیماری انسان ها و وضعیت میکروبی شناخته شده است. رت ها به ندرت گاز می‌گیرند، مگر اینکه به شدت استرس یا درد داشته باشند. این ویژگی ها باعث می شود که در محیط آزمایشگاهی راحت تر از بسیاری از جوندگان دیگر نگهداری شوند.

رت ها به‌ عنوان مدل‌های حیوانی در زمینه‌های تحقیقاتی متعددی از اکتشاف فضایی تا پژوهش های پایه‌ در مورد تغذیه، ژنتیک، ایمونولوژی، نورولوژی، بیماری‌های عفونی، بیماری‌های متابولیک و انواع تست های رفتاری مورد استفاده قرار گرفته‌اند. از مهمترین مدل های حیوانی قابل القا بروی موش های صحرایی می توان به مدل های: بیماری دیابت، بیماری پارکینسون، بیماری آلزایمر، سرطان های مختلف، آسیب نخاعی، مدل زخم، سیروز کبدی، بیماری ام اس، بیماری صرع، مدل اعتیاد و مدل آزواسپرمی اشاره کرد.

بیولوژی رت ها

وزن موش های صحرایی نر معمولا بین ۱۰۰۰-۲۶۰ گرم و وزن رت های ماده بین ۵۰۰-۲۲۵ گرم است. طول عمر رت ها ۳-۱ سال، دمای بدن آن ها ۳۸-۵/۳۶ درجه ی سانتی گراد، تعداد ضربان قلب ۴۹۳-۳۱۰ بار در دقیقه، تعداد تنفس ۱۴۵ بار در دقیقه، مصرف روزانه آب ۲۰-۱۵ میلی لیتر در روز و مصرف روزانه غذا ۲۳-۲۲ گرم در روز است.

تعیین جنسیت رت های آزمایشگاهی

تعیین جنسیت موش های صحرایی بالغ به راحتی با معاینه و شناسایی ساختارهای تولید مثل خارجی مانند آلت تناسلی، بیضه ها یا واژن انجام می شود. علاوه بر این، موش‌های نر معمولاً بزرگ‌تر هستند و وزن آن‌ها به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از رت های ماده همتا با سن و نژادشان است. تعیین جنسیت توله‌های موش به راحتی با بررسی فاصله بین مقعد و ناحیه تناسلی انجام می‌شود. نرها نسبت به ماده ها فاصله آنوژنیتال بیشتری دارند.

تولید مثل رت های آزمایشگاهی

رت های نر در ۱۰-۱۲ هفتگی و رت های ماده ۸-۱۰ هفتگی به بلوغ جنسی می رسند، چرخه ی فحلی ۵-۴ روز طول می کشد، بارداری در موش صحرایی ۲۳-۲۱ روز طول می کشد، موش ماده در هر زایمان ۵ تا ۱۲ توله به دنیا می آورد، شیردهی ۲۸-۲۱ روز طول می کشد.

محل نگهداری رت ها

محل نگهداری موش های صحرایی در محیط آزمایشگاهی بسیار شبیه به موش هاست برای مطالعه به مطلب انواع سویه های موش آزمایشگاهی مراجعه کنید

در اتاق حیوانات آزمایشگاهی موش های صحرایی تحت شرایط زیر نگهداری می شوند:

رت ها با شرایط نگهداری معمولی

رت ها بدون پاتوژن خاص SPECIFIC-PATHOGEN-FREE (SPF)

رت های بدون میکروب

موش های صحرایی حیوانات اجتماعی هستند، باید در صورت امکان به صورت جفت نگهداری شوند.

اقلام غنی‌سازی مانند کلبه، جعبه تودرتو یا پناهگاه مشابه ممکن است در قفس گنجانده شود تا یک مانع بصری بین موش و بقیه اتاق حیوانات ایجاد کند. شواهد نشان می دهد که موش ها پناهگاه های ساخته شده از پلاستیک مات را ترجیح می دهند. موش‌ها همچنین زمان زیادی را در طبیعت می‌جوند یا برای غذا خوردن یا دستکاری اشیا برای ساختن لانه. قرار دادن اشیاء ساخته شده از مواد ایمن در قفس به موش‌ها این امکان را می‌دهد که این رفتار طبیعی را از خود نشان دهند و سایش طبیعی دندان‌های پیش را تشویق کند و بروز مشکلات سلامتی را به حداقل برساند.

برخورد ملایم محققان و کارکنان مراقبت از حیوانات می تواند استرس تجربه شده را که در طول حمل و نقل به رت های آزمایشگاهی منتقل شده را کاهش دهد. یکی دیگر از تعاملات مثبت بین انسان و جوندگان در غلغلک دادن آن ها است. بر اساس داده های اولتراسونیک، جوندگان غلغلک دادن را تجربه لذت بخشی می دانند. غلغلک دادن همچنین ممکن است پاسخ استرسی را که در جوندگان پس از دستکاری های تجربی مانند تزریق داخل صفاقی مشاهده می شود کاهش دهد.

بیماری های رت آزمایشگاهی

در مورد رت ها، برخی از علائم عمومی بیماری عبارتند از: کاهش وزن، افسردگی یا بی‌حالی، بی‌اشتهایی، چاقی، اسهال، ژولیده شدن ، تنفس غیرطبیعی، عطسه، ضعف، کم آبی، بزرگ شدن شکم یا راه رفتن غیر طبیعی.

پاتوژن های بیماری های عفونی رت ها

Parvovirus، Staph infection، Mycoplasmosis، Mycobacteriosis و …..

سایر گونه های آزمایشگاهی

خرگوش آزمایشگاهی

خرگوش های اروپایی از اواسط قرن نوزدهم در تحقیقات مورد استفاده قرار گرفتند. اولین کارهای تحقیقاتی بر روی این گونه، مقایسه ی آناتومی آن ها با گونه های دیگر مثل قورباغه و بررسی ویژگی های منحصر به فرد آن ها مثل قلب و سیستم گردش خون متمرکز بود.

خرگوش سفید نیوزلند (NZW)، رایج ترین نژاد مورد استفاده در تحقیقات است. خرگوش ها به عنوان مدل های بارداری و تولید آنتی بادی های پلی کلونال، در تحقیقات ایمونولوژی مورد استفاده قرار می گیرند. به طور معمول استفاده از خرگوش ها در مطالعات آترواسکلروز، پوکی استخوان، تحقیقات بروی چشم و ایمونولوژی کاربرد دارد. تولید آنتی بادی های پلی کلونال به دلیل حجم خون نسبتا زیاد در مقایسه با جوندگان، ترجیحاً در خرگوش انجام می شود. علاوه بر این، خرگوش ها یک مدل مطلوب در مطالعات فارماکولوژیک برای آزمایش تراتوژنیسیته ترکیبات دارویی جدید هستند.

بیولوژی خرگوش

در حالی که بسیاری از آناتومی خرگوش شبیه سایر گونه های پستانداران است، باید توجه داشت که تعدادی تفاوت کلیدی وجود دارد. به عنوان مثال، پوست خرگوش کاملا نازک و شکننده است. هنگام مهار خرگوش یا تراشیدن پوست خرگوش (آماده سازی پیش از جراحی) باید مراقب بود تا از زخمی شدن پوست جلوگیری شود. بر خلاف جوندگان و سایر حیوانات آزمایشگاهی، خرگوش ها پد روی پای خود ندارند. بلکه سطح کف پا با خز پوشیده شده است.

گوش های بلند خرگوش، شریان مرکزی گوش و وریدهای حاشیه ای گوش به راحتی هم برای تزریق داخل وریدی و هم برای نمونه گیری خون در دسترس هستند. گوش ها همچنین به عنوان وسیله ای برای تنظیم حرارت عمل می کنند، گرمای اضافی در سطح بزرگ گوش ها مبادله می شود. پوست خرگوش فاقد غدد عرق است و این حیوانات قادر به عرق کردن نیستند. نفس نفس زدن برای دفع گرمای اضافی کافی نیست بنابراین گوش ها نقش حیاتی در حفظ دمای مناسب بدن دارند.

اسکلت خرگوش ها تنها ۸ درصد وزن بدن را تشکیل می دهد. توده اسکلتی کوچک خرگوش همراه با عضلات قوی پشت به این معنی است که کمر مستعد شکستگی است. برای جلوگیری از این پیامد نامطلوب، تکنیک های مناسب نگه داشتن و مهار حیوان لازم است تا اجرا شود.

چندین ویژگی منحصر به فرد در دو سیستم تنفسی و قلبی عروقی خرگوش ها وجود دارد. خرگوش ها دارای تنفس اجباری از بینی هستند. این امر به ویژه در طی پژوهش هایی که شامل بیهوشی است، اهمیت دارد. با توجه به سیستم قلبی عروقی، قلب خرگوش از این نظر منحصر به فرد است که دریچه دهلیزی بطنی راست (AV) به جای سه لت، تنها دو لت دارد. علاوه بر این، به دلیل شباهت به انسان از نظر آناتومی عصبی بطن ها، خرگوش گونه انتخابی برای تحقیقات فیبر پورکنژ است.

دندان های خرگوش “ریشه باز” هستند به این معنی که در طول زندگی به رویش و رشد خود ادامه می دهند. این امر در مورد تمام دندان های موجود در فک خرگوش صدق می کند که در تضاد با جوندگان است.

بیولوژی تولید مثل در خرگوش

خرگوش های نر در هفته ی ۵۲-۲۲ و خرگوش های ماده در هفته ی ۵۳-۲۲ بالغ می شوند. حاملگی ۳۵-۲۹ روز طول می کشد. مدت شیردهی ۵-۸ هفته است. مدت زمان پرورش خرگوش نر ۷۲-۶۰ ماه و خرگوش ماده ۶۳-۲۴ ماه است.

نگهداری خرگوش

خرگوش‌ها به‌عنوان موجودات اجتماعی، در حالت ایده‌آل باید به صورت جفت یا گروه های سه تایی سازگار در یک قفس قرار داده شوند، مگر اینکه با اهداف تحقیقاتی یا ناسازگاری حیوانات، جدا از هم نگهداری شوند. خرگوش ها باید در قفسی قرار داده شوند که هم فضای عمودی و هم فضای افقی کافی داشته باشد. حداقل ارتفاع داخلی قفس برای نگهداری خرگوش های آزمایشگاهی ۱۶ اینچ است. قفس خرگوش ها باید طوری باشد که حیوان به راحتی در آن بنشیند بدون اینکه گوش هایش خم شود.

خرگوش‌های آزمایشگاهی معمولاً در قفس هایی از جنس استیل ضد زنگ که به راحتی قابل ضدعفونی شدن هستند نگهداری می‌شوند. کف‌پوش‌های این قفس ها اجازه می‌دهد که ادرار و مدفوع از طریق لت‌ها روی تشت‌های مخصوصی که در زیر قفس ثابت شده‌اند، بریزند و در نتیجه نظافت راحت‌تر قفس‌ها فراهم شود. با این حال، باید مراقب بود که لت ها از عرض کافی برخوردار باشند.

خرگوش‌ها به راحتی تحت فشار گرمایی قرار می‌گیرند و بنابراین باید در دمای بسیار پایین‌تری نسبت به سایر حیوانات آزمایشگاهی مانند موش‌ها و رت ها نگهداری شوند. سر و صدا یکی دیگر از عوامل استرس زای مهم برای خرگوش ها است. صداهای ناگهانی و بلند باعث ترس و آزار آن ها می شود. با این حال، به طور کلی، از ایجاد سر و صدا در داخل اتاق حیوانات باید تا حد امکان اجتناب شود. به همین دلیل، خرگوش ها را نباید، حتی به طور موقت برای انجام مراحل کوتاه، در نزدیکی مناطق پر سر و صدا قرار داد.

خوکچه هندی

خوکچه هندی (Cavia porcellus) جوندگانی هستند هم خانواده با جوجه تیغی و چینچیلا از زیر راسته Hystricomorpha این حیوانات گیاهخوار، دارای بدنی تنومند همراه با پاهای کوتاه و بدون دم هستند، وزن آن ها از ۷۰۰ تا ۱۲۰۰ گرم متغیر است. ماده ها کوچکتر از نرها هستند. به طور خاص، خوکچه هندی به عنوان الگویی برای بیماری های عفونی مانند سل، بیماری های مقاربتی مانند کلامیدیا و سیفلیس و یکی از شایع ترین علل عفونت های بیمارستانی در افراد، استافیلوکوکوس اورئوس در تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرند.

خوکچه هندی همچنین ابزار مفیدی در تحقیقات متابولیسم کلسترول، آسم، رشد جنین و جفت، جنبه های زایمان و همچنین بیماری آلزایمر بوده است. خوکچه هندی از نظر هورمونی، ایمونولوژیکی و فیزیولوژیکی شباهت های زیادی به انسان دارد. برخلاف سایر جوندگان، در صورت عدم دریافت ویتامین C کافی، معمولاً در رژیم غذایی خود، مستعد ابتلا به اسکوربوت هستند. خوکچه‌های هندی مانند جوندگان دیگر نگهداری می‌شوند، ولی نسبت به جوندگان کوچکتر به فضای بیشتری نیاز دارند. خوکچه هندی همچنین به عنوان مدلی برای بیماری های عفونی مرتبط با باکتری ها، انگل ها و ویروس ها، مانند لپتوسپیروز، لیشمانیوز و سندرم حاد تنفسی مورد استفاده قرار می گیرند.

همستر

همسترها از راسته جوندگان Rodentia، زیر راسته Myomorpha همراه با موش و رت هستند. بیش از ۲۴ گونه از همستر وجود دارد که رایج ترین همستر مورد استفاده در تحقیقات، همستر طلایی یا سوری است. همانطور که از نام آنها پیداست، پوشش موی آن ها طلایی مایل به قرمز است. دانه خوار و حشره خوار هستند با وزن ۱۵۰-۸۵ گرم، ماده ها نسبت به نر ها وزن بیشتری دارند، دارای پاها و دم کوتاه و کیسه های گونه بزرگ هستند. ویژگی های خاص تشریحی و فیزیولوژیکی از جمله حساسیت آنها به بیماری و عفونت، این حیوانات را به یک الگوی مفید برای مطالعه تبدیل کرده است. در ابتدا همسترها در مطالعات بیماری های عفونی، انگل شناسی و بیماری های دندانی مورد استفاده قرار می گرفتند ولی در دهه ۱۹۶۰ به مدلی برای تحقیقات سرطان تبدیل شدند. همسترها هنوز در بسیاری از زمینه‌های تحقیقاتی، از جمله تحقیقات در مورد بیماری‌های متابولیک مانند دیابت، بیماری‌های قلبی عروقی، غدد درون ریز تولید مثل و سرطان‌شناسی استفاده می‌شوند.

همستر طلایی

چینچیلا

چینچیلاها در راسته Rodentia، زیر راسته Hystricomorpha، هستند. وزن ۸۰۰-۴۰۰ گرم است، ماده ها وزن بیشتری نسبت به نرها دارند، بدنی فشرده، اندام های عقبی بلند و قوی و دارای خز متراکم هستند. این جانداران داری سر، چشم ها و گوش های بزرگی هستند. آناتومی بزرگ گوش داخلی اهمیت ویژه ای دارد زیرا چینچیلاها مدل سنتی برای مطالعات شنوایی هستند.

ژربیل

ژربیل جونده ای از زیر راسته Myomorpha است که در تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرد. جوندگان گیاهخوار دم دراز با وزن ۱۳۰-۵۵ گرم، نرها بزرگتر از ماده ها هستند. با توجه به تغییرات آناتومیکی در خون رسانی به مغز در ناحیه تشریحی معروف به “دایره ویلیس”، ژربیل ها بیشتر به عنوان مدلی برای ایسکمی مغزی یا سکته مغزی مورد استفاده قرار می گیرند.

آرمادیلو

مدل حیوانی جالبی که در میان پستانداران کوچک باید به آن اشاره کرد، آرمادیلو است. پستانداری تازه کشف شده در نیمه جنوب شرقی آمریکای شمالی. دمای بدن این جانوران پایین است (۳۳ درجه سانتی گراد). فصل تولید مثل در تابستان است، اما لانه گزینی جنین تا اواخر پاییز به تعویق می افتد، در این مرحله همیشه چهارقلوهای یکسان تشکیل می شود. دمای پایین بدن آرمادیلو و حساسیت و پاسخ فیزیولوژیک به ارگانیسم عفونی، مایکوباکتریوم لپره، آن را به یک مدل ایده آل برای مطالعه جذام تبدیل کرده است. چند جنینی ثابت این گونه نیز آن را به مدلی مورد علاقه برای درک جنبه های مختلف دوقلوزایی تبدیل کرده است.

انتخاب مدل حیوانی صحیح، یک جزء ضروری برای موفقیت تحقیقات زیست پزشکی است. هر گونه ای که در تحقیقات زیست پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد باید دارای محل نگهداری مناسب و مراقبت کافی برای اطمینان از رفاه حیوانات باشد. از آنجایی که دانش کافی و مراقبت خوب از حیوانات دست به دست هم می دهند، درک و رسیدگی به نیازهای بیولوژیکی و رفتاری حیوانات مورد مطالعه مهم است.

بر خلاف تحقیقات در پستانداران، جهت انجام مطالعات تکامل و بوم شناسی، از خزندگان و دوزیستان استفاده می شود. سمندرها و قورباغه ها برای مطالعات رشد جنینی، دگردیسی، بازسازی، فیزیولوژی و تغییرات آب و هوایی مهم هستند. خزندگان اغلب به دلیل سیستم قلبی عروقی ساده‌ترشان و همچنین برای ارزیابی مکانیسم‌های پاسخ‌های ایمنی، کنترل‌های هورمونی و روش‌های تولید مثل مورد مطالعه قرار می‌گیرند.

پرندگان نیز به عنوان مدل‌های تحقیقاتی بیماری‌های انسانی و در ارزیابی پیری، حافظه، انگل‌شناسی، تصلب شرایین، تولیدمثل و بیماری‌های عفونی مورد استفاده قرار می گیرند. جوجه ها رایج ترین گونه پرنده مورد مطالعه در تحقیقات زیست پزشکی و کشاورزی هستند و یک مدل کلاسیک در ایمونولوژی، ویروس شناسی، بیماری های عفونی، جنین شناسی و سم شناسی هستند. جوجه ها همچنین برای ارزیابی رشد تولید مثل و بیماری شبکیه مورد مطالعه قرار می گیرند. تخم مرغ جنین شده برای تولید واکسن های تجاری (مانند آنفولانزای انسانی) استفاده می شود. از آنجایی که جوجه ها تا ۳۵ درصد به سرطان تخمدان خود به خود مبتلا می شوند، یک مدل برجسته برای مطالعات مربوط به سرطان تخمدان در انسان هستند.