СТЕРИЛЬНЫЕ ЖИВОТНЫЕ

54

СТЕРИЛЬНЫЕ ЖИВОТНЫЕ (лат. sterilis бесплодный; син.: безмикробные животные, стерильные гнотобионты, аксенные животные, асептические животные) — животные, свободные от эндо- и экзопаразитов, а также микроорганизмов, входящих в состав нормальной микрофлоры организма.

C. ж. получают путем искусственного продолжения пренатальной стерильной изоляции плода в его постнатальном периоде жизни. Теория и методы получения С. ж. разрабатывает гнотобиология (см.) — раздел экспериментальной биологии и медицины. Эксперименты со С. ж. проводят при решении многих фундаментальных проблем в области иммунологии, бактериологии, вирусологии, паразитологии и т. д.

В естественных условиях все животные и человек после рождения становятся носителями нормальной микрофлоры, к-рая заселяет их кожные покровы, верхние дыхательные пути, жел.-киш. тракт и др. Поэтому практически во всех экспериментах со стерильными животными контрольными животными являются обычные, т. е. животные с нормальной микрофлорой. Вместе с тем в ряде случаев, напр, при моделировании микрофлоры человека в кишечнике стерильных животных, изучении взаимодействия in vivo двух и более микроорганизмов, не колонизирующихся в энтеральном тракте обычных животных, получении специфических иммунных сывороток, не содержащих нормальных антител к неспецифическим антигенам, заражении патогенными микроорганизмами, к к-рым обычные животные нечувствительны, и т. д., используются только стерильные животные.

Большинство высших животных в естественных условиях нуждаются в симбиозе (см.) с нормальной микрофлорой, к-рая в ряде случаев обеспечивает организм своего хозяина витаминами, нек-рыми аминокислотами, пищеварительными ферментами и др. Поэтому в зависимости от условий выращивания С. ж. по росту и развитию могут либо не отличаться от обычных животных (крысы, мыши, собаки, кошки), либо превосходить их (цыплята, японские перепелки, поросята, обезьяны), либо отставать от них (морские свинки, кролики, козлята, ягнята). В симбиозе с микрофлорой особенно нуждаются жвачные животные, в связи с чем их выращивают в стерильных условиях только до наступления периода самостоятельного питания (жвачки).

Для получения С. ж. производят экстирпацию матки или ее вскрытие с целью извлечения стерильного плода, инкубируют плод или оплодотворенные яйца птиц или насекомых после предварительной деконтаминации их поверхности, а затем выращивают в специальных изоляторах. Диеты для кормления С. ж. составляют т. о., чтобы частичное разрушение витаминов и нек-рых других веществ после термической или радиационной стерилизации компенсировалось.

Гнотобиологические и другие методы не позволяют получать С. ж., если они были заражены в пренатальном периоде жизни микроорганизмами, преодолевающими плацентарный барьер, или онкогенными вирусами, передающимися «вертикальным» путем. Однако установлено, что безмикробные крысы линий Фишер, Спрейг — Даули и Ви-стар свободны от таких вирусов. В отдельных случаях, путем деконтаминации антибиотиками, возможно получение безбактериальных животных, но не стерильных. Этот метод при соответствующих показаниях применяют и в клин, медицине. Учитывая возможность заражения в эмбриональном периоде, особо тщательному и всестороннему контролю подвергают колонии животных, предназначенных для получения первого поколения С. ж. Последние также должны пройти ветеринарное, микробиологическое и иммунологическое обследование.

Животных, разводимых из поколения в поколение естественным путем в стерильном состоянии, называют альфа-гнотобионтами.

Сравнительное изучение интакт-ных С. ж. и обычных животных показало, что отсутствие у С. ж. нормальной микрофлоры является первопричиной появления у них гипоплазии лимф, ткани, в к-рой резко понижено количество иммуноглобулин-продуцирующих клеток. Поэтому в сыворотке крови и нек-рых секретах С. ж. концентрация иммуноглобулинов, особенно IgG, намного ниже, чем у обычных. Наиболее недоразвита иммунная система С. ж., вскармливаемых на водорастворимой безантигенной диете; стерилизация пищи проводится с помощью фильтрации через миллипо-ровый фильтр (см. Бактериальные фильтры).

Иммунол. особенности С. ж. обусловлены значительным снижением интенсивности или полным отсутствием экзогенной антигенной стимуляции. При этом у них полностью сохранен генетически детерминированный иммунный потенциал. Напр., отторжение алло- и ксенотрансплантатов у стерильных животных происходит в те же сроки или даже чуть раньше, чем у обычных животных.

В радиобиологических экспериментах обнаружено, что ауто- или экзогенная инфекция, осложняющая течение лучевой болезни (см.) у обычных животных, отсутствует у С. ж. Это оказалось очень важным при изучении вопросов патогенеза и лечения радиационного поражения. Мыши с нормальной микрофлорой, получившие летальную дозу облучения и для лечения к-рых использовался аллогенный костный мозг, после выздоровления от лучевой болезни погибают в результате иммунол. конфликта — реакции трансплантат против хозяина (см. Несовместимость иммунологическая), а безмикробные мыши в аналогичном эксперименте выживают. Это стали использовать при лечении лейкозов: больные, тотально или селективно деконтаминиро-ванные от аутомикрофлоры (см. Селективная деконтаминация), после облучения и трансплантации аллогенного костного мозга не погибают от реакции трансплантат против хозяина.

Рациональная схема антибиотикотерапии с целью предотвращения развития аутоинфекции у пациентов с резко пониженной сопротивляемостью к заражению в процессе иммунодепрессивной терапии, а также при гранулоцитопении и других тяжелых состояниях отрабатывается на С. ж. после ассоциации их с кишечной флорой больного.

Одним из преимуществ альфа-гнотобмонтов перед обычными животными является отсутствие в их организме латентно персистирующих вирусов и бактерий, способных вызвать открытую инфекцию. Изучение особенностей С. ж., разработка на них методов управления микрофлорой организма хозяина способствуют более широкому использованию достижений гнотобиологии в хирургии, онкологии, педиатрии и ДР.

Термин «стерильные животные» применяется иногда как синоним термина «бесплодные животные».

См. также Стерилизация.

Библиография: Чахава О. В., Горская E. М. и Рубан С. 3. Микробиологические и иммунологические основы гнотобиологии, М., 1982, библиогр.; The germ-free animal in research, ed. by М. E. Coates, L.— N. Y., 1968; International gnotobiological symposium, Folia microbiol., v. 24, Xv 1, 1979; Recent advances in germfree research, Proceedings of the 7 th international symposium on gnotobio-logy, ed. by S. Sasaki, Tokyo, 1982.

О. В. Чахава.

По теме