Зоотехнические аспекты содержания лабораторных собак

Введение

Собаками как моделями исследования давно интересовались ученые из разных областей наук, исходя из их доступности и размеров, а также из анатомо-физиологических аспектов, схожих с таковыми у человека. Основные области, в которых использовали лабораторных собак, представлены в табл. 1.

Для грамотного содержания и разведения собак в лабораторных условиях необходимо знать основные зоотехнические особенности, такие как организация мест содержания, условия микроклимата, кормление и поение животных, а также специфика репродуктивной системы животных и выращивания молодняка.

Условия содержания лабораторных собак

Организация пространства

Для размещения собак в лабораторных условиях необходимо учитывать грамотную организацию рабочего пространства как для самих животных, так и для персонала. При этом следует принимать во внимание следующее:

• площадь пола в местах содержания животного должна соответствовать нормативам (табл. 2);
• клетки и боксы должны быть изготовлены из гладких, влагонепроницаемых, устойчивых к коррозии материалов, которые можно легко дезинфицировать и стерилизовать;
• должны соблюдаться правила зонирования участков по типу «чистая» и «грязная» зоны для предупреждения возникновения и распространения инфекционных заболеваний;
• условия микроклимата (температура, влажность, вентиляция, освещенность) должны соответствовать нормативам и ежедневно контролироваться [2] (табл. 3).

Чтобы места содержания собак оставались чистыми и сухими, можно использовать такой вид подстила, как древесные пеллеты, стружка или измельченная бумага [2].

В составе помещений для содержания собак необходимо предусмотреть боксы для их изоляции по ветеринарным показаниям: период восстановления после оперативного вмешательства, родов, при заболевании и других ситуациях. Также должны быть предусмотрены помещения операционных/⁠манипуляционных при необходимости оказания животным ветеринарной помощи.

Условия микроклимата для лабораторных собак

Важными факторами в помещении содержания лабораторных животных являются температура, влажность, освещение, вентиляция, эритемная облученность.

Границы допустимой температуры и влажности в местах содержания лабораторных собак в источниках литературы указываются разные. Некоторые из них приведены в табл. 3.

Параметры условий микроклимата должны ежедневно регистрироваться персоналом. Отклонения от нормативов могут привести к ухудшению состояния животных, возникновению болезней, размножению и распространению простейших, грибов и др. Так, низкая влажность может способствовать дыхательной недостаточности, кашлю, пневмониту, а высокая — тепловому удару, поскольку снижается эффективность охлаждения тела [6].

Вентиляция в помещениях содержания животных выполняет несколько функций: доставка кислорода, отведение тепла, выделяемого животными и оборудованием, снижение концентрации газообразных веществ и пыли, загрязняющих воздух [7].

Система вентиляции должна быть сконструирована таким образом, чтобы исключить возникновение вредных для животных сквозняков и шумов, вызывающих беспокойство. Общим стандартом кратности воздухообмена в боксах содержания является 10–15 раз в час [2].

В лабораторных условиях боксы содержания животных часто изолированы от естественного освещения, поэтому необходимо обеспечивать цикл освещения день/⁠ночь, который составляет 12 ч/⁠12 ч, с помощью искусственного освещения. Освещение должно быть умеренным и равномерно рассеянным по всему помещению содержания, чтобы обеспечить надлежащую уборку, осмотр животных и поддержание их благополучия. Норматив по уровню освещенности составляет 323 лк на высоте 1 м над полом [8].

Лабораторным животным необходимо ежедневно восполнять недостаток солнечного излучения путем искусственного облучения эритемными лампами. Правильное дополнительное эритемное освещение способствует выработке активной формы витамина D в организме, физиологическая роль которого заключается в возможности всасывания и усваивания в кишечнике кальция (антирахитическое действие), нормализации артериального давления, снижении уровня простудных заболеваний и повышении работоспособности. Одновременно в 2–4 раза снижается обсемененность воздуха помещения патогенной микрофлорой [9]. Суточная доза облучения для лабораторных собак составляет 80–90 мэр ч/⁠м².

Обогащение среды для лабораторных собак

Основной проблемой при содержании лабораторных собак, особенно в длительных экспериментах, являются ограничение животных в подвижности (даже в условиях бокса содержания, соответствующего нормативам Директивы 2010/⁠63/⁠EU Европейского парламента и Совета Европейского союза от 22 сентября 2010 г. по охране животных, используемых в научных целях); отсутствие возможности исследовательской и поисковой активности; низкий уровень сенсорных раздражителей (запахи, звуки и др.); недостаточный уровень социального взаимодействия с человеком.

Обогащение окружающей среды — это предоставление оборудования или усовершенствование жилой площади животных с целью улучшения их благополучия [10]. Обогащение среды позволяет обеспечить физиологическое, психологическое и социальное благополучие поголовья и предоставить возможности для выражения типичного поведения для данного вида животного [11].

Выделяют 4 вида обогащения среды лабораторных животных: пищевое, социальное, физическое и сенсорное.

Пищевое обогащение для собак состоит из тех пищевых продуктов, которые не входят в состав стандартного рациона, а также включаются в предметы, предусматривающие закладку корма с целью стимулирования естественного поведения животных при поиске пищи [12]. Важным аспектом при таком виде обогащения является необходимость учитывать дополнительное поступление питательных веществ в организм собаки. Пищевые добавки не должны оказывать влияние на проводимое исследование.

Физическое обогащение представляет собой изменение качества окружающего пространства. Примером такого обогащения может служить предоставление игрушек, при взаимодействии с которыми у собак уменьшается негативная реакция на факторы окружающей среды (шум, персонал, другие собаки), снижается возбудимость и связанное с ней нежелательное поведение. Игрушки для лабораторных собак должны отвечать некоторым требованиям: вызывать интерес у животного, быть безопасными и нетоксичными, поддаваться очистке и дезинфекции [13].

Обнаружено, что собаки, содержащиеся в лаборатории, проявляли большой интерес к игрушкам, особенно к новым, которые можно жевать или которые генерируют шум [14]. Подвешивание игрушек на небольшую высоту над землей считается полезным способом содержать предметы в чистоте, облегчая работу персонала по уходу за животными. При этом уменьшаются вспышки собственнической агрессии между животными [5].

Чередование игрушек также имеет большое значение в заинтересованности к ним животных. В то время как щенки проявляют живой интерес к одним и тем же игрушкам продолжительное время (несколько недель) после их выдачи [15], взрослые собаки быстро привыкают к игрушкам в течение нескольких дней, как правило, проявляя интерес только после введения совершенно нового стимула [14].

Например, в АО «НПО «ДОМ ФАРМАЦИИ» в качестве пищевого обогащения лабораторным собакам предоставляется морковь, которая является дополнительным источником пищевых волокон, в качестве физического — черенки деревянные для лопат, игрушка «неуловимое яйцо», резиновые кольца и др. Также постоянно проводятся подбор и тестирование новой среды обогащения, чтобы удовлетворить все потребности животных.

Таким образом, хорошо продуманное обогащение дает животным возможность выбора и определенную степень контроля над своей средой, что позволяет им лучше справляться со стрессорами окружающей среды [12].

Сенсорное обогащение используется для стимуляции различных чувств животных, таких как обоняние, зрение и слух. Так, визуальный доступ собак к смежной части их боксов/⁠вольеров обеспечивает им чувство безопасности. Применение звукового обогащения (например, музыка) может смягчить воздействие шума, создаваемого людьми или каким‑либо оборудованием. Также исследования показывают, что классическая музыка снижает уровень стресса и повышает время и качество отдыха и сна [16]. Однако стоит учитывать, что звук, используемый для обогащения среды, должен включаться дозированно, а громкость его должна быть низкой (менее 70 дБ). К тому же многие звуки, которые приятны людям, собаку могут раздражать [17].

Обонятельное обогащение также используется для стимуляции интереса животных, снижая тем самым уровень стресса. Например, размещение предмета с ароматом лаванды или аниса в месте содержания оказывает успокаивающее действие, снижает уровень лая и другой активности [18].

Социальное обогащение обеспечивает постоянный источник сложных умственных стимуляций [19]. Данное обогащение удовлетворяет потребности собак во взаимодействии с сородичами и человеком. Содержание собак в условиях социальной изоляции от сородичей считается вредным для их благополучия и обычно приводит к возникновению поведенческих нарушений (угнетение, бездействие, стереотипия, бесцельный лай) [20], а также к усилению физиологических стрессовых реакций, включая повышение концентрации кортизола в слюне и моче [21].

При содержании собак групповым способом необходимо учитывать, что возможны вспышки агрессии, которые могут привести к травматизму как самих животных, так и персонала [22]. Имеются данные, что общение собак с человеком более важно для их благополучия, чем контакт с сородичами [23]. Известно, что у лабораторных собак после контакта с человеком снижается частота сердечных сокращений [24], а при ежедневном непродолжительном общении (30 с) собаки тратят меньше времени на вандализм [5, 15].

Дрессировки и выгул

Дрессировка помогает предотвратить или справиться с поведенческими проблемами собак [25], поскольку она является неотъемлемой частью управления поведением животного, а также главным инструментом для достижения согласия и сотрудничества с ним [12].

В АО «НПО «ДОМ ФАРМАЦИИ» также внедрена практика по дрессировке всех лабораторных собак, начиная с 3‑недельных щенков и заканчивая взрослыми животными по разным направлениям и видам тренировок (табл. 4). Обучение собак с возраста 3 мес проводится в тренировочном боксе (рис. 1) или на площадке для выгула, оборудованной индивидуальными загонами (рис. 2).

Дрессировка собак позволяет облегчить проведение манипуляций в рамках доклинических исследований. Так, при выполнении научно-исследовательской работы (НИР) необходимо перорально вводить суспензию животным. Для того чтобы собаки добровольно принимали препарат, предварительно их тренировали, предлагая им через шприц воду или мясной бульон примерно такого же объема, который потребуется при выполнении НИР. Данные тренировки проводили в течение 7 дней у 40 собак. К началу НИР 35 собак добровольно принимали суспензию перорально, для 5 собак требовалась фиксация. Исходя из этого, можно сделать вывод, что обучение лабораторных собак определенным навыкам позволяет снизить уровень стресса при выполнении манипуляций, сократить время на их проведение, а также предотвратить возникновение возможных неблагоприятных последствий принудительного введения и т. п.

Площадка для выгула в АО «НПО «ДОМ ФАРМАЦИИ» располагается на крыше здания, оборудованном ограничительными сетками (рис. 3). Данная организация пространства в отличие от выгула лабораторных собак на уличной территории снижает вероятность возникновения следующих ситуаций:

• контаминации животных инфекционными и инвазионными агентами;
• потери контроля над животными с дальнейшим их побегом;
• контакта лабораторных собак с другими видами животных.

К тому же организация площадки для выгула на крыше представляет собой полезное использование дополнительного пространства без внешнего расширения территории.

Кормление и поение лабораторных собак

Рацион для лабораторных животных должен быть полноценным и сбалансированным. Совет по исследованиям в области питания (NRC) устанавливает следующие рекомендуемые нормы для щенков с 14‑недельного возраста и взрослых собак, начиная с 12 мес и старше, на 1000 потребляемых калорий (табл. 5).

В лабораторных условиях более рационально использовать готовые производственные корма, поскольку они:

• содержат все необходимые питательные вещества в требуемых пропорциях [26];
• легко дозируются;
• не требуют затрат времени на приготовление;
• экономически выгодны;
• профилактируют появление зубного камня.

Корм должен быть приятным на вкус и не содержать вредных веществ. При приготовлении и раздаче корма необходимо принять меры по минимизации его химического, физического и микробиологического загрязнения. Корма упаковывают в пакеты, снабжают четкой информацией о продукте и дате его изготовления. Срок годности должен быть точно определен производителем и указан на упаковке. Упаковка, транспортировка и хранение корма должны исключать возможность загрязнения и порчи, а также защищать продукт от проникновения вредителей и насекомых [2].

Каждое животное должно иметь доступ к пище и достаточное пространство, обеспечивающее минимальное соперничество. В некоторых случаях потребление корма нужно контролировать во избежание ожирения².

Во время беременности и лактации суки должны получать рацион, специально разработанный для данных физиологических состояний. Так, в течение первых двух третей беременности рацион такой же, как и до беременности. В течение последнего триместра питательность корма следует постепенно увеличивать, чтобы к моменту родов она составляла 150% от суточной потребности организма [2].

В течение первых 3 нед после родов потребности в питательных веществах быстро возрастают, составляя 200–250% от суточной нормы или даже выше в зависимости от количества кормящихся щенков [27].

Собакам необходимо получать свежую, чистую питьевую воду без ограничений. Если вода не доступна постоянно, ее нужно давать минимум 2 раза в день [2].

Воспроизводство собак

Репродуктивный цикл суки

У большинства сук половой цикл происходит 2 раза в год и состоит из четырех фаз: проэструса, эструса (эти фазы соответствуют периоду течки), диэструса и анэструса (период покоя между течками).

Проэструс (фолликулярная фаза) характеризуется прогрессирующим отеком вульвы, серозно-геморрагическими (кровянистыми) выделениями из влагалища, высокой концентрацией эстрогенов в крови. Продолжительность данного периода составляет от 3 дней до 3 нед. Самец проявляет интерес, но либо не садится, либо самка не разрешает садиться.

Эструс (периовуляторный период) — уровень эстрогена снижается, а прогестерона увеличивается по мере образования желтых тел яичников. Этот период также является ранней лютеиновой фазой цикла. Начинается тогда, когда сука впервые готова допустить коитус — принимает характерную позу в присутствии самца, при которой крестец приподнят, а хвост отведен набок.

Диэструс (среднелютеиновая и поздняя лютеиновая фазы) — фаза после окончания течки, при которой уровень прогестерона в сыворотке крови остается повышенным (более 1 нг/⁠мл). Продолжается примерно 60 дней и завершается после того, как концентрация прогестерона в крови становится минимальной; клинически окончание диэструса не определяется.

Анэструс — период слабой активности яичников, где концентрация прогестерона низкая и нет признаков эстрогенной стимуляции матки или вульвы. Продолжительность данной фазы может составлять от 1 мес до 2 лет, но в среднем составляет 4 мес.

У большинства пород интервал между эстральными периодами составляет 7–8 мес, но после 8 лет интервал между циклами начинает удлиняться, достигая 12 мес и более к 12 годам [28].

Спаривание

Теоретически достаточно содержать одного самца на каждые 10–20 самок, однако на практике это соотношение может оказаться недостаточным по нескольким причинам.

Во-первых, сука в период проэструса вырабатывает феромоны, которые запускают проэструс у других сук в популяции, что повышает вероятность того, что несколько сук будут находиться в течке одновременно. Надо учитывать, что при спаривании отдельного самца чаще, чем 1 раз в день, может снизиться выход спермы через 1 нед [29].

Во-вторых, программы разведения должны сознательно избегать инбридинга. Было установлено, что для предотвращения увеличения коэффициента инбридинга необходимо соотношение более двух самцов на каждые 10 самок [30].

Суку обычно отводят в загон или клетку племенного кобеля, потому что кобель часто ее игнорирует или тратит много времени на маркировку запахом при его перемещении в новое окружение. Суку следует вязать в течение 3–5‑дневного периода.

Сперматозоиды у сук могут сохраняться в течение 6 дней и более, а овулировавшие яйцеклетки остаются фертильными в течение 3–7 дней. Роды должны произойти через 62–64 дня после овуляции. Суки, родившие через 56–60 дней после первой вязки, часто имеют маленькие пометы, вероятно, потому что они были осеменены в конце фертильного периода [31].

Беременность и роды

Беременность можно определить на 25‑й день после овуляции с помощью УЗИ, на 20–35‑й день после овуляции пальпаторно и на 45‑й день после овуляции, используя рентгенографию [32].

У сук родам предшествует резкое падение концентрации прогестерона с 30 нмоль/⁠л (10 нг/⁠мл) до менее 6 нмоль/⁠л (менее 2 нг/⁠мл) в плазме крови; это играет роль пускового механизма родов. Концентрация более 6 нмоль/⁠л (более 2 нг/⁠мл) свидетельствует о том, что роды не начнутся в ближайшие 14 ч [33].

Роды могут быть как быстрыми, так и растянутыми на большую часть дня. Интервалы между щенками обычно составляют от 20 мин до 3 ч. Интервалы более 3 ч могут указывать на проблемы с положением плода или функцией матки и требуют ветеринарного внимания [34].

У новорожденных детенышей плохо развиты механизмы контроля температуры, поэтому необходимо поддерживать температуру в родильном боксе выше комнатной [35]:

• 29,4–32,2 °C в первые 7 дней жизни;
• 26,7 °C для 8–28 дней;
• 21,1–23,9 °C в 29–35 дней;
• 23,9 °C после 35 дней.

Создать данные условия можно, подвесив над местом расположения щенков инфракрасную лампу.

Щенков до возраста 3 нед следует содержать исключительно на молоке их матерей. Затем они могут начать есть небольшое количество влажного корма для беременных и лактирующих собак. Большинство щенков можно полностью перевести на этот тип диеты в возрасте 6–8 нед. Щенков, которых мать не может выкормить до достижения ими 5‑недельного возраста, следует выпаивать заменителем молока из бутылочки с соской или вводить его, используя желудочный зонд [2].

После каждого приема пищи осиротевшим щенкам следует массировать анально-генитальную область теплым влажным ватным тампоном, чтобы стимулировать мочеиспускание и дефекацию.

Молодые щенки охотнее всего едят консервированный или увлажненный сухой корм. Большинство щенков-сирот могут быть полностью переведены на твердую пищу к 5‑недельному возрасту. Щенков после 1 мес следует кормить по крайней мере 4 раза в день до достижения ими возраста 3 мес [2].

Заключение

Собаки вносят огромный вклад в биомедицинские исследования, поскольку данные животные имеют много общих биохимических и физиологических характеристик с человеком, что позволяет моделировать патологические состояния при разработке фармацевтических препаратов для людей.

Место содержания собак в условиях лаборатории сильно отличается от такового в домашних условиях. Здесь необходимо учитывать и соблюдать нормы, регламентирующие параметры, комфортные для животного (минимальную площадь пола и высоту в местах размещения, температуру, влажность, освещение и др.).

Для снижения уровня стресса, угнетения и агрессии при содержании собак важно подбирать подходящую среду обогащения, учитывая, чем разнообразнее будет обогащение среды, тем дольше к ней сохранится интерес животных.

Также в основе обеспечения благополучия поголовья и получения здорового потомства лежит правильно организованное кормление и поение животных. Для этого необходимо учитывать потребности организма в питательных веществах при каждом физиологическом состоянии и возрасте.

Для поддержания численности популяции в лабораторных условиях необходима грамотная организация воспроизводства животных: обеспечение своевременной садки, подготовка места содержания беременной суки, правильное выращивание щенков.

Все эти аспекты позволяют обеспечивать подходящие условия окружающей среды для содержания животных в соответствии с их физиологическими и поведенческими потребностями.