Крысы: результаты экспериментов, не применимые к людям

Крысы часто используются в лабораторных экспериментах. 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.

Крысы во многом значительно отличаются от человека, поэтому экстраполяция результатов экспериментов с этих животных на человека является трудной задачей. Видовые различия проявляются в холестериновых и сердечных заболеваниях.

Взрослые американцы чаще всего умирают от сердечных заболеваний. Однако организм крысы и человека усваивает жир и холестерин совершенно по-разному. Например, у крыс печеночный фермент 5-дезатураза, необходимый организму для изменения химической структуры жиров, обладает значительно большей активностью(2). 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"(3).

Другой исследователь утверждал, что "непосредственная экстраполяция результатов исследований с крыс на человека невозможна из-за межвидовых различий в метаболизме липопротеинов плазмы (холестерина и триглицеридов)(4). У человека желчные кислоты формируются из холестерина в печени, затем они попадают в желчный пузырь, а оттуда в кишечник. У крыс желчного пузыря нет(5), поэтому желчные кислоты в их организме выделяются непосредственно в кишечник. У этих животных вырабатывается особая желчная кислота, которая у людей отсутствует. Это мурихолевая кислота(6).

Исследователи считают, что именно благодаря ей крысы обладают способностью к быстрому выведению холестерина из организма(7). Данные различия проявляются в том, что крысы очень устойчивы к изменениям уровня сывороточного холестерина, а люди нет. Кроме того, эти животные почти не подвержены образованию бляшек в артериях в результате потребления пищи. Чтобы вызвать у крыс эти поражения, их корм должен содержать целый набор веществ, состоящий из холестерина, тиоурацила (антитиреоидный препарат), казеина и холевой кислоты (желчная кислота)(8).

Человеку для развития таких же нарушений достаточно добавлять в рацион жир. В сердце крыс наблюдается значительно более высокий уровень фермента АТФазы, который играет важную роль в энергетическом обмене. В связи с этим, они очень устойчивы к дигиталисным препаратам, применяемым при сердечной недостаточности у людей(9). Кроме того, существуют различия в анатомическом строении сердечно-сосудистой системы(9). Нормальный сердечный ритм крыс составляет 300 - 500 ударов в минуту(5).

Искаженные эксперименты по исследованию рака

Рак - это вторая наиболее распространенная причина смерти в США. К тому же крысы отличаются от людей во многих аспектах, которые являются определяющими в исследованиях, связанных с этим заболеванием.

Бета-каротин и 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 запаса10. При нормальном смешанном питании у людей аккумулируется 100 - 200 мг каротиноидов. Они сосредоточены в жировой ткани (80%), печени (10%), крови (1%) и других тканях11.

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 вещества12.

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(13). 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(14), что эквивалентно 7,5 г во взрослом человеке.

Тесты на канцерогенность: Крыс широко используют для оценки канцерогенного потенциала применяемых в быту и промышленности химикатов и загрязнителей окружающей среды. Однако на крысах едва ли можно спрогнозировать риск развития рака у человека. Результаты экспериментов, проведенных на крысах и мышах, совпадают только в 70%,(15) а к человеку эти результаты применимы еще реже.

Экспериментаторы, проводящие такие испытания, хотят узнать, как развивается рак у крыс. Между тем, крысы восприимчивы к таким типам этой болезни, которые отличаются от человеческих. Например, спонтанные опухоли толстого кишечника у крыс редки, а среди американцев - это вторая наиболее распространенная причина смерти от рака. Из-за высокой концентрации в моче двух протеинов - альфа-2U-глобулина и альбумина, самцы крыс более восприимчивы к раку мочевого пузыря, чем люди.

Дж.А. Свенберг из Института химической промышленности и токсикологии, который находится в Исследовательском треугольном парке (штат Северная Каролина), пишет: "Человек не синтезирует альфа-2U. Следовательно, прямая экстраполяция данных с крыс осуществляться не может" (16). У самцов крыс глобулин синтезируется в печени и выделяется в кровь, откуда он затем отфильтровывается почками в мочу(17). 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(16). 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(17). Из сказанного следует, что полученные результаты испытаний не применимы к человеку.

Инсульт

Инсульт - это третья наиболее распространенная причина смерти в США. Но инсульты и условия, которые к ним приводят, встречаются у крыс и других животных редко(18). Были разработаны "модели" инсульта на животных, однако их полезность подвергается жесткой критике со стороны научного сообщества. 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" (19).

Другие важные отличия

Для поддержания жизни крысам необходимо, чтобы белки составляли 20-27 процентов от общего количества калорий (20). Человеку требуется менее половины от этого количества. Во время роста молодые крысы прибавляют по 5-6 г ежедневно, что составляет 10% от их массы тела. Дети растут намного медленнее: они прибавляют около 5 г в день, что эквивалентно 0,00025% их массы тела21. В отличие от людей, ткань молочной железы у крыс простирается от верхнего отдела грудной клетки до живота. Также имеются и другие отличия. Крысы живут всего от 2,5 до 3 лет (5). Таким образом, соотношение длины жизни крысы и человека составляет 1 к 30. Кожа у крыс не имеет внешнего ороговевшего слоя, который есть у человека. По сравнению с человеческой, она тонкая. Головной мозг крыс не имеет извилин,(5) в то время как у человека многочисленные извилины головного мозга являются показателем степени развития его коры. Резцы у крыс растут постоянно,(5) и при нормальном кормлении у них, в отличие от человека, не образуется зубной камень (22). Не бывает у них и спонтанной периодонтальной болезни(23). В отличие от людей, матка крыс имеет два рога и не одну, а две шейки, поэтому в норме у крысы в помете появляется от 8 до 14 детенышей (5). Эти животные не имеют миндалин. Они всегда дышат только носом, следовательно более восприимчивы к респираторным патогенам. И поскольку у крыс не бывает рвоты, они более чувствительны к проглоченным токсинам (24). 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 .

Ссылки

1. U.S. Congress, Office of Technology Assessment, Alternatives to Animal Use in Research, Testing, and Education (Washington, D.C.: U.S. Government Printing Office, OTA-BA-273, February 1986).

2. Stone KJ, Willis AL, Hart M, Kirtland SJ, Kernoff PBA, McNicol GP. The metabolism of dihomo-gamma-linolenic acid in man. Lipids 1979;14(2):174-80.

3. Siguel EN. Cancerostatic effect of vegetarian diets. Nutrition and Cancer 1983;4(4):285-91.

4. Nishina PM, Schneeman BO, Freedland RA. Effects of dietary fibers on nonfasting plasma lipoprotein and apolipoprotein levels in rats. J Nutrition 1991;121:431-7.

5. Kohn DF, Barthold SW. Biology and diseases of rats. In: Laboratory Animal Medicine, ed. Fox JG, Cohen BJ, Loew FM. Orlando, FL: Academic Press, Inc., 1984, pp. 91-122.

6. Thomas JN, Kelley MJ, Story JA. Alteration of regression of cholesterol accumulation in rats by dietary pectin. Br J Nutrition 1984;51:339-45.

7. Personal interview with Jon A. Story, Ph.D., 24 March 1993.

8. Stehbens WE. An appraisal of cholesterol feeding in experimental atherogenesis. Prog Cardiovasc Dis 1986;29(2):107-28.

9. Bishop SP. Cardiovascular research. In: The Laboratory Rat, Volume II, pp. 161-79.

10. Ribaya-Mercado JD, Holmgren SC, Fox JG, Russell RM. Dietary beta-carotene absorption and metabolism in ferrets and rats. J Nutrition 1989;119:665-8.

11. Olsen JA. Serum levels of vitamin A and carotenoids as relfectors of nutritional status. JNCI 1984;73(6);1439-44.

12. Krinsky NI, Mathews-Roth MM, Welankiwar S, Sehgal PK, Lausen NCG, Russett M. The metabolism of [14C]beta-carotene and the presence of other carotenoids in rats and monkeys. J Nutrition 1990;120:81-7.

13. Chatterjee IB, Kar NC, Ghosh NC, Guha BC. Aspects of ascorbic acid biosynthesis in animals. Ann NY Acad Sci 1961;92:36-56.

14. Burns JJ, Mosbach EH, Schulenberg S. Ascorbic acid synthesis in normal and drug-treated rats, studied with L-ascorbic-1-C14 acid. J Biol Chem 1954;207:679-87.

15. Lave LB, Ennever FK, Rosenkranz HS, Omenn GS. Information value of the rodent bioassay. Nature 1988;336;631-3.

16. Swenberg JA, Short B, Borghoff S, Strasser J, Charbonneau M. The comparative pathobiology of alpha-2u-globulin nephropathy. Tox and Appl Pharm 1989;97:35-46.

17. Cohen SM, Ellwein LB. Cell proliferation in carcinogenesis. Science 1990;249:1007-11.

18. Luginbuhl H. Vascular disease in animals: comparative aspects of cerebrovascular anatomy and pathology in different species. In: Cerebral Vascular Diseases, ed. Millikan CH, Siekert RG, Whisnant JP. New York: Grune and Stratton, 1966, pp. 3-27.

19. Wiebers DO, Adams HP, Whisnant JP. Animal models of stroke: are they relevant to human disease? Stroke 1990;21(1)1-3.

20. Harkness JE, Wagner JE. The Biology and Medicine of Rabbits and Rodents, 2nd edition. Philadelphia: Lea & Febiger, 1983.

21. Lindsey JR. Historical foundations. In: The Laboratory Rat, Volume I, Biology and Diseases, ed. Baker HJ, Lindsey JR, Weisbroth SH. New York: Academic Press, Inc., 1979, pp. 1-36.

22. Navia JM, Narkates AJ. Dental research. In: The Laboratory Rat, Volume II, Research Applications, ed. Baker HJ, Lindsey JR, Weisbroth SH. New York: Academic Press, Inc., 1980, pp. 59-74.

23. Levy BM, Dreizen S, Bernick S. Periodontal disease. In: Spontaneous Animal Models of Human Disease, Volume I, ed. Andrews EJ, Ward BC, Altman NH. New York: Academic Press, Inc., 1979, pp. 4-10. 24. Briggs GB, Oehme FW. Toxicology. In: The Laboratory Rat, Volume II, pp. 103-108.

Комитет врачей за ответственную медицину
http://www.pcrm.org/

Перевод с английского: Центр защиты прав животных "Вита"
http://www.vita.org.ru/