Частота дыхательных движений в доклинических исследованиях
М.Н. Макарова, доктор медицинских наук, директор,
Д.В. Шубин, менеджер по качеству,
В.Г. Макаров, доктор медицинских наук, профессор
НПО «Дом Фармации»,
188663, Российская Федерация, Ленинградская обл., Всеволожский район, г.п. Кузьмоловский, ул. Заводская, д. 3, к. 245
Резюме
Исследование функции внешнего дыхания у лабораторных животных — частая задача при изучении токсичности лекарственных средств, для оценки фармакологической безопасности, при изучении фармакодинамики.
При этом неизбежно возникает вопрос о нормальных значениях частоты дыхательных движений (ЧДД) у здоровых животных. Цель данного исследования — оценка частоты дыхательных движений у таких популярных для доклинических исследований видов лабораторных животных, как мышь (n=10♀, n=10♂), крыса (n=20♀, n=20♂), морская свинка (n=20♀, n=20♂), кролик (n=20♀, n=20♂), и сравнение указанных показателей с данными литературы.
У всех животных сначала измеряли ЧДД без наркотизации, затем этим животным вводили наркоз и повторно проводили измерения.
В дополнительных группах животных также, было оценено влияние приучения кроликов к процедуре измерения (на протяжении 2 нед) (n=5♀, n=5♂) и определена ЧДД у молодых кроликов (n=5♀, n=5♂).
Показатели ЧДД у мышей совпали с указанными в литературе и составили 200–283 в минуту. При этом данные, полученные на ненаркотизированных животных, оказались статистически выше.
Показатели ЧДД у крыс в наркозе и без наркоза совпали с данным литературы и составили 91–106 в минуту. У самок ЧДД при использовании наркоза оказалось статистически значимо ниже, чем у самцов.
У морских свинок показатели ЧДД полностью совпали с данными литературы (89–120 в минуту), после наркоза и у самцов и у самок ЧДД урежалась. Среди изученных видов животных этот вид наиболее подходил для снятия показаний ЧДД без использования наркоза.
При анализе данных, полученных на кроликах, мы обратили внимание на крайне низкую величину ЧДД у кроликов в покое, описанную в справочной ветеринарной литературе и в ряде экспериментальных работ приводится значение 30–80 в минуту. ПО результатам других экспериментальных работ этот показатель у интактных самок кроликов составлял 120–200 в минуту. Нам удалось зарегистрировать относительно низкие значения ЧДД только у самцов кроликов в наркозе (79±9). У кроликов самцов без наркоза этот показатель составил 302±19 в минуту, у самок без наркоза было установлено ЧДД 441±13, а в наркозе ЧДД урежается до 233±29 в минуту.
Мы предположили, что кролики, перед проведением манипуляции нуждаются в приучении к процедуре измерения, и в течение 2 нед приучали их. Также проводилось измерение ЧДД у молодых кроликов.
В результате приучения животных к процедуре измерения ЧДД снижается у самцов кроликов в сознании до 224±17, у самок кроликов — до 163±9.
Регистрация ЧДД у более молодых животных, в возрасте 8–9 мес, также влияет на показатель ЧДД; он составил 157±23 и 114±11 у самцов и самок соответственно, и был ниже, чем у животных более взрослого возраста (12–14 нед).
Проведенное исследование позволило нам сформулировать некоторые практические рекомендации по измерению ЧДД у лабораторных животных.
Введение
Исследование функции внешнего дыхания у лабораторных животных – частая задача, как при изучении токсичности лекарственных средств, для оценки фармакологической безопасности, так и при изучении фармакодинамики. Оценка функции внешнего дыхания также очень важна при доклиническом изучении ингаляционных средств.
Оценка частоты дыхательных движений (ЧДД) позволяет дифференцировать сенсорные раздражители верхних дыхательных путей и «легочные» раздражители. Такие раздражители, как аммиак, хлор и формальдегид вызывают раздражение верхних дыхательных путей, а такие, как диоксид азота и озон, вызывают раздражение легких. Раздражители верхних дыхательных путей, как правило, вызывают замедление частоты дыхания, в то время как легочные раздражители обычно увеличивают частоту дыхания и уменьшают минутный объем, обеспечивая быстрое и неглубокое дыхание [1].
При этом неизбежно возникает вопрос: каковы нормальные значения показателей функции внешнего дыхания, в частности частоты дыхательных движений у здоровых животных? ЧДД – достаточно вариативный показатель, который зависит не только от вида, пола и возраста животного.
У здоровых животных на частоту дыхания оказывают влияние многие факторы: днем ЧДД больше, чем ночью в покое; молодые животные и животные небольшого размера дышат чаще взрослых и крупных. Учащение дыхания наблюдается во время движения, кормления, пересадки животных, при контакте с незнакомыми объектами, при изменении температуры воздуха в помещении, наличии каких-либо стрессогенных воздействий. Снижение частоты дыхательных движений чаще всего наблюдается под влиянием средств для наркоза, или других лекарственных средств, способных угнетать дыхательный центр, при некоторых заболеваниях головного мозга.
Нормальные показатели ЧДД, указанные в литературных источниках, крайне противоречивы, особенно это касается кроликов и морских свинок, которые реже, чем мыши и крысы, выступают в качестве тест-систем.
Цель данного исследования – оценка частоты дыхательных движений у наиболее часто используемых в доклинических исследованиях видов лабораторных животных (мышь, крыса, морская свинка, кролик).
Материал и методы
Эксперименты были выполнены на аутбредных мышах – 10 самцов и 10 самок (возраст 8–9 нед), аутбредных крысах – 20 самцов и 20 самок (возраст 10–11 нед), морских свинках – 20 самцов и 20 самок (возраст 9–10 нед), кроликах породы Новозеландские – 25 самцов и 25 самок (возраст 12–14 нед) и 5 самцов и 5 самок (возраст 8–9 нед). Все животные получены из питомника АО НПО «Дом Фармации», Россия). Животных содержали в условиях 24-часового фоторежима (12 ч день:12 ч ночь, включение света в 8:00), при контролируемой температуре (20±2ºC) и влажности (65±10%) воздуха и свободном доступе к очищенной воде и стандартному корму (гранулированный комбикорм).
Данная научно-исследовательская работа была рассмотрена на биоэтической комиссии НПО «Дом Фармации», одобрена для проведения (№БЭК 1.58/17 от 08 августа 2017 г.), и выполнена в соответствии с рекомендациями Директивы 2010/63/EU Европейского Парламента и Совета Европейского Союза от 22 сентября 2010 года по охране животных и политикой национальных институтов здоровья США «Принципы лабораторного ухода за животными». Исследование соответствовало принципам 3 «R» (Reduction, Refinement and Replacement). Все усилия были направлены на минимизацию страданий животных и сокращение их числа для эксперимента. Эвтаназия животных дизайном исследования не была предусмотрена.
У всех животных сначала проводилось измерение ЧДД без наркотизации, в нескольких сериях, а затем эти же животные вводились в наркоз: крысы, морские свинки и кролики – Золетил 100/0,25 мл + Ксилазин/0,5 мл, мыши – Золетил 100/0,050 мл + Ксилазин/0,1 мл. После наркотизации повторно проводились измерения в нескольких сериях. После измерений животные возвращались в стоковую популяцию питомника. Кролики после измерений также возвращались в стоковую популяцию питомника и там, в комнате проживания, на протяжении 2 нед подвергались приучению к процедуре регистрации ЧДД: им навешивали датчик, помещали на рабочую поверхность и проводили регистрацию ЧДД без сохранения данных.
Для регистрации использовали регистратор PowerLab® 8/30 (ADINSTRUMENTS, Австралия) и пьезокерамический датчик для регистрации ЧДД с разъемом типа BNC для подключения к регистратору, эластичную манжету для фиксации датчика (разных типоразмеров в зависимости от вида животного). Для анализа данных использовали программное обеспечение LabChart.
Результаты и обсуждение
Полученные результаты представлены в табл. 1.
Частота дыхательных движений у различных видов животных в сравнении с данными, указанными в литературе
Источник
Нормальное дыхание у крыс
Телефон:
+7(495)744-14-05
+7(495)744-14-06
+7(495)777-41-64
Факс:
+7(495)744-14-05
Нормальные физиологические показатели у мелких домашних животных | ||
Для измерения ректальной температуры тела животных обычный ртутный или электронный градусник, смазанный любой нераздражающей мазью или маслом, вводится через анус в прямую кишку на глубину 5- 10 мм (до «плечиков» градусника) на 3-5 мин. (пока не прекратится повышение показателя). Не забудьте изначально встряхнуть градусник до низких значений! Для подсчета частоты пульса необходимо приложить фонендоскоп или ладонь с левой стороны на грудную клетку сразу за грудной конечностью или прижать пальцами бедренную артерию с внутренней стороны бедра в легко находимом межмышечном желобе. Удобней производить подсчет за 10 сек., затем умножить показатель на 6. Частоту дыхания можно установить, подсчитывая число вдохов или выдохов в течение одной минуты по движению грудной клетки и живота, по движению крыльев носа или путем прикладывания ладони к грудной клетке. Ректальная температура тела, °С (в покое) Крупные и средние породы собак 38,3-38,5 Мелкие породы собак 38,5-38,8 Щенки до 6 мес. 38,8-39,5 Частота дыхания, вздохов в минуту (в покое) Частота пульса, ударов в минуту (в покое) Крупные породы собак 70-110 Средние породы собак 80-130 Мелкие породы собак 90-160 Щенки 2-6 мес. 170-200 * — может повышаться на 0,5-1°С при яйцекладке, во время линьки и полового созревания ** — в жаркое время может повышаться до 40-41°С Источник Заболевания органов дыхания (респираторные болезни) у крыс и мышейОдной из самых распространенных причин обращения в ветклинику с крысами и мышами являются респираторные заболевания. В восьмидесяти процентов случаев отмечаются жалобы на тяжелое дыхание, хрипы, сопения, выделения из носовых ходов. Кроме того, патологии органов дыхания выявляются в половине случаев обращений в клинику по другим причинам. Существует ряд инфекций бактериальной, вирусной или грибковой этиологии, которые могут вызывать заболевания респираторного тракта у мышевидных грызунов. Микоплазмоз у грызунов Основным патогеном для крыс и мышей является Mycoplasma pulmonis, вызывающий хронический респираторный синдром, многие признаки которого не появляются внезапно, а нарастают с возрастом животного. Происходит это следующим образом. Вы приобретаете маленького питомца, он весел и активен, с отличным аппетитом, хорошо набирает вес и не подает никаких признаков заболевания. Затем ваш питомец растет, и иногда вы начинаете замечать, что он сопит во сне, во время интенсивной прогулки или во время приема пищи. Иногда вы слышите чихание, после этого животное умывается более тщательно, и можно наблюдать «ржавый налет» на шерсти в области мордочки. При этом аппетит и активность не меняются. Спустя еще некоторое время ваш питомец становится менее активным, отмечается одышка — бока тяжело вздымаются, вокруг глаз и носа постоянно присутствуют засохшие выделения. Наблюдается снижение веса. А через некоторое время животное начинает открывать рот при дыхании, слизистые приобретают бледный или синеватый оттенок, питомец стремительно худеет, мало передвигается. Такие изменения могут возникнуть за период от нескольких недель до нескольких месяцев. И чем раньше вы обратитесь за помощью в ветеринарную клинику, тем больше шансов, что ваш питомец проживет долгую и комфортную жизнь. Итак, клинические признаки микоплазмоза могут быть различны в зависимости от локализации процесса и стадии заболевания. При поражении верхних дыхательных путей могут присутствовать чихание, посапывание, истечения из носа и глаз; крыса часто трет нос лапами, шерсть вокруг глаз и носа окрашивается порфирином. По мере прогрессирования заболевания инфекция переходит и на нижние дыхательные пути, где может вызвать бронхит, бронхопневмонию. При аускультации можно обнаружить «грохочущие» влажные звуки при дыхании. Симптомы соответственные: кашель, одышка, снижение веса, апатия, изменение цвета слизистых оболочек. Помимо респираторных симптомов, микоплазмоз у крыс и мышей зачастую сопровождается появлением на коже расчесов, а у самок поражается и репродуктивный тракт (кровотечение или гнойные выделения из половых органов). Также микоплазмоз вызывает отиты, признаками которых могут быть выделения из наружного слухового прохода, наклон головы, потеря ориентации в пространстве — животное «ходит по кругу». Заражение микоплазмозом может происходить несколькими способами: от самки к потомству, при половом контакте, воздушно-капельным путем. Заражению способствуют ослабленный иммунитет, скученное содержание, плохая вентиляция среды обитания. По существующим данным, Mycoplasma pulmonis не является патогеном для людей и других животных, не относящихся к мышевидным грызунам. Однако среди мышей и крыс он очень распространен и заразен. Лечение микоплазмоза у крыс и мышей Как уже было упомянуто выше, микоплазмоз у крыс протекает в хронической форме, и к сожалению, препаратов, способных полностью излечить это заболевание, не существует. Как правило, терапевтическое лечение направлено на подавление инфекционного процесса для улучшения качества жизни и ее длительности. С момента проявления первых признаков микоплазмоза животное может прожить долгие месяцы, очень важную роль в этом играет правильно подобранный курс лечения. Для подавления симптомов успешно используются только определенные антибиотики, а в особо тяжелых случаях и их сочетания. Одной из особенностей микоплазм является отсутствие клеточной стенки, это обусловливает их резистентность (устойчивость) к некоторым группам антибиотиков. Поэтому далеко не каждый препарат, оказавшийся в аптечке, поможет побороть недуг. Выбор антибиотика, дозировка и длительность курса подбирается исходя из возраста животного, стадии заболевания, наличия сопутствующих патологий и еще целого ряда причин. Зачастую для назначения эффективного лечения помимо осмотра и аускультации требуется ряд дополнительных исследований, к которым относятся рентгенография и лабораторная диагностика. На последних стадиях заболевания при наличии показаний помимо антибиотиков может потребоваться применение глюкокортикоидов, диуретиков и бронходилататоров. В случаях сильной одышки животному показана кислородная камера до момента стабилизации состояния, поэтому владельцам таких животных полезно всегда иметь под рукой кислородный баллончик, который продается в аптеках. Кислородная камера для грызунов в домашних условиях: кислородный баллончик с помощью резиновой трубочки подсоединяется к пластиковому боксу или переноске (боковые отверстия в переноске можно заклеить скотчем, чтобы обеспечить большую концентрацию кислорода): Для предотвращения нарушений работы ЖКТ из-за длительной антибиотикотерапии в некоторых я рекомендую препараты, нормализующие микрофлору. Кроме того, возможна коррекция рациона кормления, т.к. животным требуется больше энергии на поддержание жизненных сил организма и борьбу с инфекцией, поэтому в рацион должны быть включены легкоусвояемые и питательные продукты. Иногда облегчить дыхание также помогает наличие увлажнителя воздуха и регулярное орошение слизистых носовых ходов, например спреем АкваМарис. Владельцам животных необходимо помнить, что ни в коем случае нельзя прерывать назначенный курс лечения при первых признаках облегчения состояния, а также менять дозировки назначенных препаратов! Не следует самостоятельно подбирать препараты для лечения, так как неверно подобранный препарат или его дозировка не только не помогут вашему питомцу чувствовать себя лучше, но и могут привести к задержке в росте и развитии у молодых животных, к абортам у беременных самок, к летальному исходу у пожилых животных. Строгое соблюдение рекомендаций специалиста поможет продлить жизнь вашему питомцу и сделать ее максимально комфортной. При приобретении новых животных и намерении подселить их к другим питомцам, необходимо обязательно соблюдать карантин не менее 3-4 недель. Микоплазмоз делает организм крыс и мышей более восприимчивым к вторичным бактериальным инфекциям (возбудители Streptococcus pneumoniae, Corynebacterium kutscheri, Pasteurella pneumotropica, Pneumocystis carinii и др). Они могут вызывать как самостоятельные заболевания (например, пневмонию, абсцессы легких), так и протекать в сочетании с микоплазмозом, что весьма осложняет состояние животного. В отличие от микоплазмоза, который протекает хронически, эти инфекции чаще всего протекают остро, и при несвоевременном обращении к специалисту прогноз крайне неблагоприятный. Абсцесс легкого у крысы Опухоли у грызунов Помимо инфекционных заболеваний, есть также ряд других причин, по которым ваша крыса или мышка может чихать, кашлять и испытывать затруднения при дыхании. Крысы и мыши склонны к образованию опухолей. Иногда причиной затрудненного дыхания могут послужить опухоль в легких или метастазы. К сожалению, профилактировать этот процесс невозможно, но если своевременно его обнаружить (наиболее эффективным и доступным методом является рентгенография), животному можно облегчить дыхание и создать более комфортные условия для жизни в целом. Существует несколько схем, которые применяются при онкологических заболеваниях, они включают в себя использование препаратов, тормозящих рост раковых клеток, препаратов, облегчающих дыхание, а также оксигенотерапию, специальную диету с высоким содержанием питательных веществ и т.д. Рентгенография — один из доступных и эффективных методов при постановке диагноза: Опухоли легких у крысы Заболевания сердца также могут стать причиной тяжелого дыхания. Для диагностики используется аускультация (прослушивание) сердца, рентгенография, УЗИ грудной клетки. Под наблюдением специалиста большинство патологий сердца удается контролировать с помощью терапевтического лечения, и животное может долгое время не проявлять признаков одышки и чувствовать себя хорошо. Отек легких у крысы с сердечной недостаточностью: Профилактика заболеваний у грызунов Говоря о респираторных заболеваниях, следует также упомянуть такой провоцирующий фактор, как окружающая среда. Здесь важнейшую роль играет правильный выбор подстилки. Вполне логично, что подстилку нужно своевременно менять – это профилактика многих заболеваний, не только респираторных. Если животное содержится в террариуме или клетке типа «дюна», смена наполнителя должна проводиться чаще, чем в решетчатой клетке, связано это с худшей вентиляцией воздуха. Теперь о том, каким должен быть наполнитель у мышей или крыс. Практически во всех случаях, когда в качестве подстилки используется древесный гранулированный наполнитель, рано или поздно у грызунов возникают респираторные проблемы. Нельзя сказать, что этот наполнитель так уж плох, просто использоваться он должен для других животных. Например, кошки, для которых он предназначен, не сидят круглыми сутками в своем лотке, а подходят к нему на пару минут в день. Грызуны же практически все свое время проводят на наполнителе, от мочи он размокает, потом высыхает, и после пробежки по нему животное вдыхает мельчайшие частицы, которые вызывают раздражение слизистых. Следом появляется ответная реакция – животное чихает. Впоследствии это приводит к сильному воспалению верхних дыхательных путей, ринитам, и животному становится трудно дышать. В настоящее время в зоомагазинах представлен широкий ассортимент наполнителей для содержания мышевидных грызунов. Лучше всего зарекомендовал себя кукурузный наполнитель, который прекрасно впитывает влагу, поглощает запахи, не пылит и не требует очень частой замены. Альтернативой также может послужить целлюлозный наполнитель для грызунов. Не пытайтесь заменить его туалетной бумагой или салфетками – это не одно и то же! Провоцировать чиханье и выделения из носа может также сухость воздуха в доме. В первую очередь это относится к осенне-зимнему периоду, когда в квартире включены отопительные приборы, окна открываются редко, воздух становится сухим и способствует раздражению слизистых дыхательных путей. Своевременно проветривайте помещения и контролируйте влажность воздуха. Влажность воздуха в помещении, где содержатся грызуны, не должна быть ниже 40%. В помещениях, где содержатся грызуны, не должно быть резких запахов. Не используйте вблизи клеток освежители воздуха, ароматические свечи и прочие элементы с раздражающим запахом. Источник |