Кошачьи муки во имя науки

Конечно, ставить эксперименты на живых организмах нехорошо. Для подопытных это больно, неприятно и делается против их воли. Но разве лучше экспериментировать на людях? Вот и получается, что любая новая информация в биологии и медицине — это чьё-то страдание. Так давайте же вспомним, во имя чего страдали наши четвероногие мурлыкающие друзья.

Старение

Конечно, самые популярные лабораторные животные — это крысы и мыши. На них моделируют практически все заболевания, начиная от цирроза печени и заканчивая болезнью Альцгеймера. Очень популярны исследования старения и попытки продлить жизнь лабораторным мышам. Есть даже специальная "мышиная" премия Мафусаила (Methuselah Mouse Prize), названная так по имени библейского персонажа, предположительно, прожившего 969 лет. Её присуждают тем, кто смог максимально увеличить срок жизни мышки.

Однако даже мыши-долгожители уходят в мир иной в возрасте не более пяти лет. Для человека это очень мало. Есть вероятность, что процессы старения у мышей идут не совсем так, как у нас, ведь и само животное мельче, и срок его жизни существенно короче. Поэтому кошки лучше подходят на роль лабораторных объектов для изучения старения. Рекордсмен долгожительства, кошка Крим Пафф, дожила до солидных 38 лет. Явно больше, чем 5!

Как и люди, с возрастом кошки теряют зубы, заболевают раком, и у них даже портится характер. Другое дело, что содержать в лабораториях таких крупных животных, как кошки, довольно накладно. Более того, поскольку кошки — животные весьма умные, многие экспериментальные манипуляции с ними сейчас считаются неэтичными, и то, что можно было сделать 50 лет назад, сегодня запрещено.

Иммунодефицит

Вирусы иммунодефицита заражают не только людей, но и их домашних животных. ВИК, или вирус иммунодефицита кошек, ослабляет естественную защиту этих животных от болезней, проникая в различные клетки иммунной системы. В итоге животные погибают от сопутствующих заболеваний, которые зачастую здоровым особям не опасны.

Вирус кошачьего иммунодефицита был открыт в 1986 году в США. В том же году вирус иммунодефицита человека получил своё официальное название. А в 2005-м появились данные, что ВИК поражено до 11 процентов кошек по всему миру. В то время уже разработали первые образцы вакцины против ВИК, и эти разработки помогли отточить технологии, использованные при создании "прививок" против ВИЧ.

Правда, с вакциной против ВИК есть ряд нерешённых вопросов. С одной стороны, считается, что вакцины от вируса иммунодефицита кошек в долгосрочной перспективе эффективнее, чем вакцины от ВИЧ первого типа. Правда, те же авторы отмечают, что определить эффективность вакцины в данном случае не так просто. Антитела к вирусу — свидетельство того, что организм борется с инфекцией, — обнаруживаются в крови как вакцинированных, так и невакцинированных больных животных.

ВИЧ и ВИК отличаются по способам передачи и по опасности для человека. Если ВИЧ нередко передаётся при незащищённом сексе, то случаев заражения кошек вирусом иммунодефицита половым путём пока не известно. В подавляющем большинстве случаев источником заразы становится укус инфицированной особи. Кроме того, ВИК не передаётся от кошек человеку. А это значит, что с заражёнными этим вирусом животными не так опасно работать, как, например, с ВИЧ-инфицированными обезьянами.

Сшивание сосудов и пересадка органов

Лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине 1912 года Алексис Каррель провёл ряд своих экспериментов на кошках. Высшую научную награду, согласно официальной формулировке, он получил "за признание работы по сосудистому шву и трансплантации кровеносных сосудов и органов". В 1894-м будущий нобелиат был неприятно впечатлён смертью президента Франции Мари Франсуа Сади Карно. Тот погиб в результате покушения: террорист нанёс ему ножевое ранение в области крупной артерии, а поскольку сшивать сосуды в то время ещё толком не умели, сильное кровотечение так и не удалось остановить. Поэтому Каррель решил отработать технику сшивания, чтобы снизить вероятность подобных смертей в дальнейшем.

Естественно, хирурги пытались сшивать повреждённые сосуды и раньше, но до Карреля никто не мог понять, как сшивать их стенки так, чтобы они и не сужались, образуя стеноз, и не закупоривались из-за тромбов. Сначала француз опробовал свою технику на сосудах умерших людей, н,о чтобы оценить её эффективность в полной мере, нужен был настоящий, "живой" кровоток. Поэтому Каррель продолжил эксперименты на живых собаках и кошках. Он изучал и вены, и артерии различного диаметра и даже пересаживал фрагменты сонной артерии собак на аорту кошек. Как ни странно, такие фрагменты часто приживались. Участки стенки сосудов человека нормально чувствовали себя и в сосудах собак, но при этом пересадка фрагмента артерии от одного человека другому практически всегда заканчивалась неудачей — отторжением чужеродной ткани.

Сшивание сосудов интересовало Карреля, так как он справедливо считал его залогом удачной трансплантации органов. Он понимал, что любой части тела требуется кровоснабжение, поэтому первое, что нужно сделать при пересадке, — "пришить" кровеносные сосуды к новому органу. Учёный трансплантировал уши собакам и почки кошкам. Хотя не все пересадки оказывались удачными (после некоторых операций животные умирали всего через несколько недель), Каррель каждый раз проверял состояние кровеносных сосудов, питавших пересаженный орган. При этом он всегда убеждался в том, что дело было не в плохой их сшивке, а в чём-то ещё. Француз выявил, что операции по сшиванию должны проводиться в условиях стерильности, а сосуды перед процедурой нужно промывать раствором солей, известным под названием раствор Рингера.

Своими экспериментами на животных Каррель проложил дорогу современной трансплантологии, и его заслуги в медицине велики. Хирурга даже дважды выбирали почётным членом Академии наук СССР — в 1924 и 1927 годах. Однако взгляды Карреля во многом были нетрадиционными и отталкивающими. Ближе к концу жизни, в 1930-х годах, он увлёкся евгеникой и утверждал, что представители рабочего класса умственно неполноценные и их неполноценность передаётся по наследству. Кроме того, он сотрудничал с немецкими нацистами. Впрочем, к его опытам на кошках это не имеет непосредственного отношения.

Кохлеарные имплантаты

Эксперименты на кошках также помогают людям тестировать кохлеарные имплантаты. Физиология органов чувств кошек изучена едва ли не лучше, чем у всех остальных млекопитающих, и даже среди этих исключительно хорошо видящих и слышащих животных попадаются слепые и глухие. Например, белые голубоглазые (и разноглазые) кошки нередко ничего не слышат. Поэтому имеет смысл использовать их для проверки возможностей слуховых аппаратов. 

В 2004 году вышла статья, авторы которой вживили пяти котятам в возрасте от 12 до 24 недель кохлеарные имплантаты — устройства, соединённые электродами с улиткой внутреннего уха (cochlea по-латыни, отсюда "кохлеарный") и позволяющие частично компенсировать потерю слуха. Но у этих животных не было никакой потери слуха, так как они вообще никогда не слышали. Существовала вероятность, что имплантаты не смогут ничем им помочь, из-за того, что мозг "не выучился" в своё время слуховому восприятию.

Однако, когда отошедших после операции котят сажали перед воспроизводившим звуки человеческой речи и музыки компьютером и анализировали электрическую активность ряда отделов их мозга, а также поведение, выяснялось, что приборы всё-таки помогли подопытным. Животные реагировали на звуки и на уровне отдельных нервных клеток (частота подачи сигналов в них менялась), и на уровне поведения. Такие результаты означают, что и у многих глухих от рождения людей есть немалый шанс услышать мир с помощью специальных устройств, особенно если аппарат вживить ещё в детстве, пока клетки слуховой коры не "переквалифицировались" на другие задачи.

Цистит

Если потенциальный кошачий обед — крыс и мышей — разводят в лабораториях специально, то с самими кошками так почти никогда не делают. Их получают из различных источников — с улиц, из приютов и так далее. Родословная таких кошек известна далеко не всегда. К тому же на момент поступления в лабораторию они уже могут болеть чем-то. Во всех других случаях стараются, чтобы экспериментальные животные были как можно более похожи друг на друга: так проще обрабатывать результаты экспериментов над ними. Например, у крыс и мышей скрещивают близких родственников, и в итоге получаются животные, которым можно пришить по лоскуту кожи друг от друга, и никакого отторжения это не вызовет. Исследуемые болезни вызывают, "выключая" те или иные гены или, наоборот, усиливая их работу, а также проводя хирургические операции, в результате которых появляется тот или иной дефект.

Тем не менее разнородные беспородные кошки оказались неожиданно полезны в исследованиях такой неприятной болезни, как интерстициальный цистит. Это заболевание, при котором нарушается структура слизистой оболочки мочевого пузыря и раздражающие вещества проникают в его интерстиций — слой стенки органа, где расположены нервные окончания. Постоянная стимуляция этих окончаний приводит к тому, что позывы к мочеиспусканию учащаются, а живот в области мочевого пузыря периодически сильно болит.

Анализ эффективности 16 животных моделей интерстициального цистита выявил, что все эти уравнивающие лабораторных животных манипуляции в случае данной болезни только мешают, а ближе всего к "человеческому" циститу состояние, самопроизвольно возникающее у кошек самого различного происхождения.

По данным Национального института диабета, болезней пищеварительной системы и почек, только в США симптомы интерстициального цистита наблюдаются у 3,3 миллиона женщин старше 18 и у 1,6 миллиона мужчин в возрасте от 30 до 79. Это внушительные цифры, так что изучение этой болезни касается многих. Его исследование удобно проводить на кошках, которых поразил тот же недуг, а не на грызунах, у которых цистит вызвали искусственно. Внешние проявления цистита у кошек те же, да и процесс физиологических изменений в мочевом пузыре, по всей видимости, тоже. Нервные окончания в интерстиции мочевого пузыря у больных кошек более чувствительные, чем у здоровых, отсюда и усиленные позывы сходить в туалет.

Заключение

Перечисленные эксперименты — далеко не всё, что учёные делали с кошками. Эти животные помогли и фундаментальной науке. Именно кору головного мозга кошек изучали нобелевские лауреаты Дэвид Хьюбел и Торстен Визель, и их опыты помогли понять очень многое о том, как наш мозг обрабатывает изображения. Кошки приоткрыли завесу над тайнами сна: им перерезали в различных местах ствол мозга. Джузеппе Моруцци и Гораций Мэгун и выяснили, что существует ретикулярная формация — целый массив клеток, обеспечивающий животным бодрствование и помогающий не заснуть. Кошек и по сей день использует отечественный исследователь сна Иван Пигарёв и сотрудники его лаборатории. Хочется верить, что современные мурлыкающие подопытные живут хорошо, настолько, насколько это возможно в лабораториях, и с ними обращаются гуманно. По крайней мере, сами исследователи утверждают, что дело обстоит именно так.