corso di base sull’ utilizzo degli animali a … opba-mbpe 2019/biologia di...università degli...
TRANSCRIPT
Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Scienze della Vita
CORSO INTRODUTTIVO ALLA SPERIMENTAZIONE
CORSO DI BASE
SULL’ UTILIZZO DEGLI ANIMALI A FINI SCIENTIFICI :
MODULO 3
Trieste 10.05.17 Alberto Petrocelli
ALLA SPERIMENTAZIONE ANIMALE
MODULO 3Biologia appropriata di base,specifico per specie ( teoria)-Anatomia, fisiologia e caratteristiche biologiche dei roditori più comuni (topo- ratto-)-Etologia
Trieste 21.05.19 Alberto Petrocelli 1
Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Scienze della Vita
UTILIZZO DEGLI ANIMALI A FINI SCIENTIFICI 2
SPERIMENTAZIONE ANIMALE
La sensibilità dell’opinione pubblicariguardo al tema dell’utilizzo di animali afini sperimentali e’ progressivamenteaumentata e il dibattito su quale sia ilpunto di equilibrio fra la tutela della saluteumana e il rispetto per la vita animale e’umana e il rispetto per la vita animale e’più che mai vivo.
3
ANIMALE = ESSERE SENZIENTE
L’animale, in quanto essere senziente ,* ha un valoreintrinseco che deve essere rispettato e riconosciuto enon c’e’ dubbio che l’obiettivo comune di tutti i soggetticoinvolti nella sperimentazione animale (ricercatori,associazioni protezioniste, medici veterinari, autoritàregolatorie)
non può che essere
il limitare l’utilizzo di animali nella sperimentazione ai soliil limitare l’utilizzo di animali nella sperimentazione ai solicasi in cui e’ dimostrata l’impossibilita’ di ricorrere adaltri metodi, scientificamente validi e praticamenterealizzabili
* Il 13 dicembre 2007, con il Trattato di Lisbona , l’Unione Europea ha, inoltre,riconosciuto la natura degli animali quali esseri senzienti . All’articolo 13 si legge:Nella formulazione e nell’attuazione delle politiche dell'U nione nei settoridell’agricoltura, della pesca, dei trasporti, del mercato interno, della ricerca e sviluppotecnologico e dello spazio , l'Unione e gli Stati membri tengono pienamente contodelle esigenze in materia di benessere degli animali in quanto esseri senzienti ,rispettando nel contempo le disposizioni legislative o ammi nistrative e leconsuetudini degli Stati membri per quanto riguarda, in par ticolare, i riti religiosi, letradizioni culturali e il patrimonio regionale 4
PRINCIPIO DELLE 3 R
La comunità scientifica, consapevole che allo stato attuale non sia possibile evitare l’utilizzo dell’animale per fini sperimentali, ha utilizzato come linea gui da il principio delle 3R
Refinement, Reduction, Replacement
con lo scopo di ottenere con lo scopo di ottenere
-il miglioramento delle procedure sperimentali ,
-la riduzione del numero di animali utilizzati
e DOVE POSSIBILE,
-la sostituzione di test in vivo sull’animale da laboratorio con dei saggi in vitro .
5
PRINCIPIO DELLE 3 R
Refinement - Reduction - Replacement
oggi è alla base delle regole per lasperimentazione animale
La ricerca biomedica è costantementeLa ricerca biomedica è costantementeimpegnata nello sforzo non tanto disostituire ( cosa attualmente impossibile )quanto di avviarsi verso un sempremaggiore refinement in modo da ottenereuna reale riduzione del numero degli animaliimpiegati e nelle procedure dolorose .
6
PRINCIPIO DELLE 3 R
Il principio delle 3R e’ stato da sempre l’elementoispiratore della normativa e delle linee guida delsettore , inclusa la nuova direttiva europea
(63/2010 UE - D. Lgs 4.03.14 n.26)
Il principio delle 3R deriva dal riconoscimento dellaresponsabilità morale dell’uomo nei confronti degliresponsabilità morale dell’uomo nei confronti deglianimali, considerati essere senzienti, che impone di
– non indurre inutili sofferenze
-porre in atto tutti gli accorgimenti necessari al fine digarantire all’animale le migliori condizioni possibili divita, prima, durante e dopo l'esecuzione diesperimenti,
-porre in atto le tecniche di eutanasia più idonee altermine dell’esperimento stesso.
7
PRINCIPI ETICI
La maggiore sensibilità dell’opinione pubblica sviluppatasi negli ultimi decenni nei confronti dell’utilizzo degli animali nella sperimentazione ha portato alla necessità di definire dei
principi eticiche ne consentano l’utilizzazione 8
PRINCIPI ETICI
Questi principi si basano :
- utilizzo etico dell’animale
- rispetto delle esigenze fisiologiche ed etologichedella specie
- controllo della sofferenzadegli animali
9
DIRITTI ANIMALI ?
La questione fondamentale e di grande rilevanza per il problema etico è quali diritti attribuire agli animali
“DIRITTI” = esigenze dell’animaleche
l’uomo ha il DOVERE di conoscere e di soddisfare in modo
RESPONSABILE 10
3R + 2R : 1) RESPONSABILITA’
L’uomo ha il DOVERE di prendere misureappropriate per garantire agli animaliuna condizione di vita eticamente accettabile :
Condizione di vita accettabile che si traduce:
- Nel management “etologico” dell’animale
- Nella fase sperimentale
- Nel periodo successivo alla fase sperimentale
- Al termine della vita dell’animale ( EUTANASIA )
11
3R + 2R : 2) RISPETTO
l’Etica richiede che lo stato di benessere degli animali utilizzati a fini utilitaristici sia assicurato :
-dall’applicazione di standard adeguati di benessere ambientalestandard adeguati di benessere ambientaleper tutta la vita dell’animale fino alla sua utilizzazione;- dalla prevenzione e riduzione del dolore e della sofferenza NON necessaria ;
- dall’utilizzazione della vita degli animali perragioni assolutamente giustificate. 12
BENESSERE ANIMALE NELLA SPERIMENTAZIONE ?
Definizione di BENESSERE:
““Lo stato di un animale in relazione ai suoi tentati vi di Lo stato di un animale in relazione ai suoi tentati vi di adattarsi all’ambiente”adattarsi all’ambiente”((BroomBroom 93, 93, PoolePoole 98)98)
Il benessere di un animale utilizzato in esperimenti e’Il benessere di un animale utilizzato in esperimenti e’un concetto che può apparire ambiguo .
Le condizioni di stabulazione, sia durantel’allevamento che l’utilizzo
prevedono inevitabilmente:- una limitazione della libertà di movimento e- la costrizione in un ambiente confinato ,
talvolta limitato anche nei contatti sociali con altrianimali conspecifici. 13
AMBIENTE STABULAZIONE
14
AMBIENTE STABULAZIONE
15
ARRICCHIMENTO AMBIENTALE
16
UTILIZZO DEGLI ANIMALI NELLA RICERCA SCIENTIFICA
17
UTILIZZO DEGLI ANIMALI NELLA RICERCA SCIENTIFICA
In questi anni, la sperimentazione in campobiomedico ha subito una notevoletrasformazione.
Nuove metodiche in vitro e in silico hannoNuove metodiche in vitro e in silico hannoconsentito di accumulare informazionipreziose sia nel campo della ricerca di baseche nella ricerca applicata.
I modelli animali in vivo sono diventatisempre più complessi e mirati.
18
UTILIZZO DEGLI ANIMALI NELLA RICERCA
19
STATO DELL’ARTE
20
PROCESSO DI SCOPERTA E SVILUPPO DI UN
FARMACO
21
STUDI PRECLINICI
FASE I
STUDI DI FARMACODINAMICA(effetto del farmaco sull’organismo)
STUDI DI TOSSICITA’ ACUTA
STUDI DELLA STABILITA’ CHIMICA DI UNA MOLECOLA
FASE IIFASE II
STUDI DI FARMACOCINETICA(effetto dell’organismo sul farmaco=ADME)
STUDI DI TOSSICITA’ SUBACUTA E CRONICA
STUDI TOSSICOLOGICI SULLA RIPRODUZIONE, CANCEROGENICITA’ e MUTAGENESI
22
METODI SOSTITUTIVI VALIDATI
23
ATTIVITA’ REGOLATORIE
24
MODELLI SPERIMENTALI PER DEFINIRE PROFILO FARMACOLOGICO
DI UN COMPOSTO
“IN VITRO” e “EX VIVO”
LIVELLO MOLECOLARE:Legame recettorialeAttività enzimaticaBiotrasformazione
LIVELLO CELLULARE :Colture cellulari
Organi isolati ( vasi cuore polmoni ileo utero etc.)
“IN VIVO”
MODELLI ANIMALI:Animali SANI
(topo, ratto,cane, gatto, coniglio, cavia, maiale)
Animali che RIPRODUCONO LA PATOLOGIA 25
RUOLO DEI MODELLI CELLULARI NELLO SVILUPPO PRECLINICO DI UN FARMACO
STUDI “IN VITRO”• Colture cellulari primariederivanti da tessuti animali (Neuroni, epatociti, linfociti, macrofagi, cardiomiociti, oociti, cellule renali)
• Cellule transfettate con • Cellule transfettate con proteine bersaglio dell’azione dei farmaci (HEK 293, CHO transfettate con specifici recettori, canali ionici, trasportatori ionici, pompe ioniche, enzimi)
• Cellule umane neoplastiche(linfomi, tumori del colon, polmone)
26
RUOLO DEI MODELLI ANIMALI NELLO SVILUPPO PRECLINICO DI UN FARMACO
STUDI “IN VIVO”
• ANIMALI TRANSGENICI - ANIMALI “KNOCKOUT”
• ANIMALI GENETICAMENTE SELEZIONATI PER UNA PATOLOGIA
• ANIMALI SOTTOPOSTI A TRATTAMENTI CHE • ANIMALI SOTTOPOSTI A TRATTAMENTI CHE RIPRODUCONO LA MALATTIA
27
NUOVI MODELLI ANIMALI IN SOSTITUZIONE DI QUELLI A MAGGIORE
SVILUPPO NEUROLOGICO
28
ESIGENZE DA VALUTARE
29
ESIGENZE DA VALUTARE
Esigenze scientificheEsigenze di tutela Esigenze di tutela
degli animali
… posizioni contrapposte?30
CONCILIARE LE ESIGENZE
Esigenze scientifiche
Esigenze di tuteladegli animali
Esigenze scientifiche e di tutela degli animali
31
ESIGENZE SCIENTIFICHE
�disporre di
�modelli animali validi e riproducibili
�garantire una
�raccolta di dati sperimentali completa e ordinataordinata
Soddisfatte mediante:
- qualità degli animali
-competenza del personale impiegato
- applicazione di Procedure Operative Standard
32
ESIGENZE DI TUTELA DEGLI ANIMALI
�rispettare gli animali utilizzati
�ottimizzare la qualità dell’approccio
�limitare al massimo
stati di dolore, sofferenza e stress
Soddisfatta mediante:
- modalità di stabulazione (BPS)
- manipolazione e trattamento appropriati degli animali
- studi scientifici sul benessere animale
33
34
BENESSERE ANIMALE NELLA SPERIMENTAZIONE ?
Definizione di BENESSERE:
““Lo stato di un animale in relazione ai suoi tentati vi di Lo stato di un animale in relazione ai suoi tentati vi di adattarsi all’ambiente”adattarsi all’ambiente”((BroomBroom 93, 93, PoolePoole 98)98)
Il benessere di un animale utilizzato in esperimenti e’Il benessere di un animale utilizzato in esperimenti e’un concetto che può apparire ambiguo .
Le condizioni di stabulazione, sia durantel’allevamento che l’utilizzo
prevedono inevitabilmente:- una limitazione della libertà di movimento e- la costrizione in un ambiente confinato ,
talvolta limitato anche nei contatti sociali con altrianimali conspecifici. 35
BENESSERE
PerPer benesserebenessere sisi devedeve intendereintendere::
--unun equilibrioequilibrio tratra
--soggettosoggetto animaleanimale ee l’l’ ambienteambiente inin cuicui èè inseritoinserito
IlIl BenessereBenessere devedeve essereessere consideratoconsiderato unun qualcosaqualcosadidi piùpiù dell’dell’ assenzaassenza didi malattiamalattia
PerPer poterpoter valutarevalutare clinicamenteclinicamente l’interazionel’interazionePerPer poterpoter valutarevalutare clinicamenteclinicamente l’interazionel’interazioneanimale/ambienteanimale/ambiente aiai finifini deldel benesserebenessere occorreoccorrequindiquindi saperesapere ee capirecapire comecome l’animalel’animale estrinsecaestrinseca ililsuosuo statostato didi benesserebenessere cheche gligli derivaderiva nonnon soltantosoltantodaldal nonnon essereessere malatomalato mama dada unun correttocorretto equilibrioequilibrio
fisicofisico (assenza(assenza didi sofferenza)sofferenza)
“psichico”“psichico” (assenza(assenza didi disagio)disagio)
36
ESIGENZE DI TUTELA DEGLI ANIMALI
�rispettare gli animali utilizzati
�ottimizzare la qualità dell’approccio
�limitare al massimo
stati di dolore, sofferenza e stress
Soddisfatta mediante:
- modalità di stabulazione (BPS)
- manipolazione e trattamento appropriati degli animali
- studi scientifici sul benessere animale
37
CONOSCERE L’ANIMALE
38
Roditori
DurataDurata vitavita:: 11--33 annianni 22--33..55
EtàEtà perper lala riproduzioneriproduzione:: 2828--4949 giornigiorni 6565--110110MaturitàMaturità sessualesessuale:: 5050-- 6060 gggg 7272DurataDurata gravidanzagravidanza:: 2121 gggg 2121ggggNumeroNumero neonatineonati:: 44 --1212 44--1212
EtàEtà alloallo svezzamentosvezzamento:: 2121 gggg 2121gggg
39
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
Incisivi a crescita continuaIncisivi a crescita continua
Si riformano completamente in 40Si riformano completamente in 40--50gg50gg
La formula dentaria del roditore è la seguente:La formula dentaria del roditore è la seguente:
Incisivi: Incisivi: 1/1/11Canini: Canini: 0/0/00Premolari: Premolari: 0/0/00Molari: Molari: 3/3/33
40
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
PERCEZIONE STIMOLI OLFATTIVIPERCEZIONE STIMOLI OLFATTIVI
FONDAMENTALE PER LA SOPRAVVIVENZAFONDAMENTALE PER LA SOPRAVVIVENZA 41
CARATTERISTICHE PRINCIPALI
PERCEZIONE VISIVAPERCEZIONE VISIVA
NON NECESSARIA PER LA SOPRAVVIVENZANON NECESSARIA PER LA SOPRAVVIVENZA
https://www.youtube.com/watch?v=viTy41gp3JA
42
ETOGRAMMA
ETOGRAMMA = repertorio comportamentale ETOGRAMMA = repertorio comportamentale al fine di consentire una al fine di consentire una rapida valutazione rapida valutazione sulle sulle condizioni di benessere condizioni di benessere di un animale in di un animale in stabulazionestabulazione
43
OMEOSTASI
Il comportamento animale costituisce la Il comportamento animale costituisce la quota maggiore del programma genetico quota maggiore del programma genetico correlato alla correlato alla
SOPRAVVIVENZASOPRAVVIVENZA
Il comportamento di sopravvivenza è Il comportamento di sopravvivenza è rappresentato da attività indirizzaterappresentato da attività indirizzaterappresentato da attività indirizzaterappresentato da attività indirizzate
OMEOSTASIOMEOSTASI
mantenimento di una condizione mantenimento di una condizione controllata mediante controllata mediante
sistemi di autoregolazionesistemi di autoregolazione
Risposta a controreazioni negative o positiveRisposta a controreazioni negative o positive44
VALUTAZIONE BENESSERE
DalDal puntopunto didi vistavista applicativoapplicativo perper
valutarevalutare obiettivamenteobiettivamente lolo statostato didi benesserebenesseredeglidegli animalianimali sisi devedeve conoscerneconoscerne::
-- lele necessitànecessità comportamentalicomportamentali “naturali”“naturali”
-- i repertori comportamentali i repertori comportamentali “modificati” “modificati” -- i repertori comportamentali i repertori comportamentali “modificati” “modificati” dall’ambiente artificiale (dall’ambiente artificiale ( stabulariostabulario ).).
L’L’ esameesame deldel comportamentocomportamento puòpuò fornirefornireindicazioniindicazioni sullosullo statostato didi benesserebenessere unaunavoltavolta conosciutaconosciuta lala normalitànormalità fisiologicafisiologica ee ililnormalenormale repertoriorepertorio comportamentalecomportamentale
45
RODITORIRODITORI-- AMBIENTE ARTIFICIALEAMBIENTE ARTIFICIALE
I roditori in ambiente artificiale mostrano più d i 40 tipi diversi di attività tra le quali troviamo comportamenti:
- di mantenimento (alimentazione, costruzione del nido, toelettatura) ,
-di interazione con l’ambiente-di interazione con l’ambiente(esplorazione, arrampicamento, percezione di stimol i olfattivi, delimitazione del territorio)
-di interazione sociale (aggressività, difesa, accoppiamento, cure parental i)
46
RODITORIRODITORI--CARATTERISTICHE ETOLOGICHECARATTERISTICHE ETOLOGICHE
Allo stato naturale i roditori vivono in un ampio range diambienti , dalle aree antropizzate (città e campagne) allezone boschive.
ANIMALI SINANTROPI: vivono a stretto contatto con gliesseri umani ed è proprio questa simbiosi che hapermesso loro di colonizzare anche aree estremamenteinospitali come il deserto e la zone sub-artiche.
Nelle campagne prediligono i granai e i fienili doveNelle campagne prediligono i granai e i fienili dovepossono reperire cibo in abbondanza mentre nelleabitazioni trovano rifugio nelle fessure dei muri, nellecantine o nei solai.
47
RODITORIRODITORI--CARATTERISTICHE ETOLOGICHECARATTERISTICHE ETOLOGICHE
Nelle zone agresti e boschive i roditoricreano le loro tane scavando cunicoli composti dacomplesse reti di gallerie con molte camere dovenidificare e tre o quattro uscite per garantirsi una viadi fuga.
48
RODITORIRODITORI--CARATTERISTICHE ETOLOGICHECARATTERISTICHE ETOLOGICHE
I nidi vengono costruiti utilizzando materiali soffici quali stracci, carta o paglia carta o paglia
o altri materiali facilmente reperibili quali
gomma e polistirolo .
49
RODITORIRODITORI--CARATTERISTICHE ETOLOGICHECARATTERISTICHE ETOLOGICHE
I roditori sono generalmente crepuscolari o notturni ma la loro attività si estende anche alle ore diurne.
Di norma non si allontanano mai dalla tana più di qualche decina di metri. qualche decina di metri.
I roditori sono ottimi nuotatori, arrampicatori, saltatori e corridori
Possono raggiungere la velocità di 12-13 km/h.
50
RODITORIRODITORI--CARATTERISTICHE ETOLOGICHECARATTERISTICHE ETOLOGICHE
Il Roditore è coloniale e territorialee la territorialità è più marcata in condizioni selvatiche.
I maschi dominanti delimitano il proprio territorio all’interno del qualecircoscrivono colonie composte da numerose femmine con i loropiccoli .
A volte i maschi possono condividere il territorio con altri gruppi (purché l’area in questione sia sufficientemente va sta) o tollerare maschi subordinati .
Anche tra le femmine si instaura una gerarchia ma sono menoaggressive dei maschi.
51
RODITORI RODITORI -- CARATTERISTICHE ETOLOGICHECARATTERISTICHE ETOLOGICHE
Lotte interne alla colonia sono rare ma in caso di aggressioni esterne tutti gli individui lotteranno contro gli intrusi
In genere i soggetti giovani , al raggiungimentodella maturità sessuale, vengono allontanatianche se alcuni di essi, specialmente le femmine,spesso continuano a gravitare intorno al gruppospesso continuano a gravitare intorno al gruppoparentale.
52
NECESSITA’ DEGLI ANIMALINECESSITA’ DEGLI ANIMALI
ALIMENTARIALIMENTARI
SESSUALISESSUALI
SPAZIALISPAZIALI
SOCIALISOCIALISOCIALISOCIALI
APPETENZA = MOTIVAZIONI COMPORTAMENTALIAPPETENZA = MOTIVAZIONI COMPORTAMENTALI
CONSUMAZIONE = appagamento delle necessitàCONSUMAZIONE = appagamento delle necessità53
REATTIVITA’
Reazione comportamentale dell’animale a Reazione comportamentale dell’animale a fronte di situazioni ambientali o endogene fronte di situazioni ambientali o endogene MODIFICATEMODIFICATE
La reattività porta alla La reattività porta alla MOTIVAZIONEMOTIVAZIONELa reattività porta alla La reattività porta alla MOTIVAZIONEMOTIVAZIONE
Con ricerca dell’appagamento delle Con ricerca dell’appagamento delle necessità = necessità = CONSUMAZIONECONSUMAZIONE
54
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI MANTENIMENTOMANTENIMENTO
(alimentazione , costruzione del nido, toelettatura),
55
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI MANTENIMENTOMANTENIMENTO
(alimentazione, costruzione del nido , toelettatura),
56
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI MANTENIMENTOMANTENIMENTO
(alimentazione, costruzione del nido, toelettatura ),
57
GROOMING
CARATTERISTICHE PRIMARIE: CARATTERISTICHE PRIMARIE:
GroomingGrooming -- ricerca d una situazione confortevolericerca d una situazione confortevole
SelfSelf groominggrooming
AlloAllo groominggrooming = pulizia reciproca= pulizia reciproca
CARATTERISTICHE SECONDARIE: CARATTERISTICHE SECONDARIE: CARATTERISTICHE SECONDARIE: CARATTERISTICHE SECONDARIE:
evacuazione, modalità del comportamento escretivoevacuazione, modalità del comportamento escretivo
FUNZIONE: FUNZIONE:
Igiene della cuteIgiene della cute
stato confortevole di escrezionestato confortevole di escrezione
58
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI INTERAZIONE CON L’AMBIENTEINTERAZIONE CON L’AMBIENTE
(esplorazione , arrampicamento , percezione di stimoli olfattivi, delimitazione del territorio)
59
COMPORTAMENTO LOCOMOTORIO
CARATTERISTICHE CARATTERISTICHE PRIMARIE: PRIMARIE:
Esercizi fisiciEsercizi fisici
Cambiamento della Cambiamento della posizione del corpo e posizione del corpo e della posturadella postura
CARATTERISTICHE CARATTERISTICHE CARATTERISTICHE CARATTERISTICHE SECONDARIE: SECONDARIE:
Stiramento e giocoStiramento e gioco
FUNZIONE: FUNZIONE:
Mantenimento di una Mantenimento di una buona condizione buona condizione fisicafisica
60
COMPORTAMENTO DI RIPOSO
CARATTERISTICHE PRIMARIE: CARATTERISTICHE PRIMARIE:
Riposo e sonno nei periodo diurni Riposo e sonno nei periodo diurni
CARATTERISTICHE SECONDARIE: CARATTERISTICHE SECONDARIE:
OzioOzio
FUNZIONE: FUNZIONE:
Autoconservazione fisica, recupero fisiologicoAutoconservazione fisica, recupero fisiologicoAutoconservazione fisica, recupero fisiologicoAutoconservazione fisica, recupero fisiologico
61
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI INTERAZIONE CON L’AMBIENTEINTERAZIONE CON L’AMBIENTE
TERRITORIALITA’TERRITORIALITA’
CARATTERISTICHE PRIMARIE: CARATTERISTICHE PRIMARIE:
Uso dello spazio individuale per le attività di bas e.Uso dello spazio individuale per le attività di bas e.
Spazi minimi (necessità di Spazi minimi (necessità di spazio vitale spazio vitale individuale) individuale)
CARATTERISTICHE SECONDARIE: CARATTERISTICHE SECONDARIE:
Comportamento correlato alla cura della proprietà e Comportamento correlato alla cura della proprietà e
(esplorazione, arrampicamento, percezione di stimoli olfattivi, delimitazione del territorio )
Comportamento correlato alla cura della proprietà e Comportamento correlato alla cura della proprietà e dell’alimentazionedell’alimentazione
FUNZIONE: FUNZIONE:
Risposta alle esigenze spaziali Risposta alle esigenze spaziali qualiquali--quantitativequantitative per per l’alimentazione, il rifugio, la difesa e la riprodu zionel’alimentazione, il rifugio, la difesa e la riprodu zione
SPAZIO INDIVIDUALE
SPAZIO SOCIALE
SPAZIO DI FUGA
62
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI INTERAZIONE SOCIALEINTERAZIONE SOCIALE
(socializzazione , aggressività, difesa, accoppiamento, cure parentali)
SOCIALIZZAZIONESOCIALIZZAZIONE
CARATTERISTICHE CARATTERISTICHE PRIMARIE: PRIMARIE:
Legami tra Legami tra conspecificiconspecifici
CARATTERISTICHE CARATTERISTICHE SECONDARIESECONDARIE: :
Socializzazione, attività di Socializzazione, attività di gruppogruppo
FUNZIONE: FUNZIONE:
Aggregazione, stabilità dei Aggregazione, stabilità dei rapporti sociali, gerarchiarapporti sociali, gerarchia
63
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI INTERAZIONE SOCIALEINTERAZIONE SOCIALE
(socializzazione, aggressività, difesa , accoppiamento, cure parentali )
64
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI INTERAZIONE SOCIALEINTERAZIONE SOCIALE
(socializzazione, aggressività, difesa, accoppiamento, cure parentali )
65
COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DIDI INTERAZIONE SOCIALEINTERAZIONE SOCIALE
(socializzazione, aggressività, difesa, accoppiamento, cure parentali )
66
CONDIZIONI ARTIFICIALI
67
68
Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Scienze della Vita
CORSO INTRODUTTIVO ALLA SPERIMENTAZIONE
CORSO DI BASE
SULL’ UTILIZZO DEGLI ANIMALI A FINI SCIENTIFICI :
MODULO 3
Trieste 10.05.17 Alberto Petrocelli
ALLA SPERIMENTAZIONE ANIMALE
Biologia appropriata di base,specifico per specie ( teoria)-Anatomia, fisiologia e caratteristiche biologiche dei roditori più comuni (topo-ratto-)-Etologia
Trieste 21.05.19 Alberto Petrocelli 69
ANATOMIA RODITORI
70
CARATTERISTICHE ANATOMICHE
CorpoCorpo fusiformefusiforme concon testatesta assottigliataassottigliata terminanteterminante inin ununtroncotronco esileesile..
CodaCoda rappresentarappresenta circacirca l’l’8585%% delladella lunghezzalunghezza totaletotale deldelcorpocorpo eded èè piùpiù lungalunga nellenelle femminefemmine cheche neinei maschimaschi
NotevoleNotevole lolo svilupposviluppo deidei muscolimuscoli pellicciaipellicciai ,,
grandegrande svilupposviluppo deidei muscolimuscoli masticatorimasticatori ,,
mancanomancano ii muscolimuscoli faccialifacciali 71
CARATTERISTICHE ANATOMICHE
Conformazione tipica con ossa dello splancnocranio strette e Conformazione tipica con ossa dello splancnocranio strette e lunghelunghe ,,orbita aperta, canale orbita aperta, canale infraorbitaleinfraorbitale AMPIO AMPIO
(notevole sviluppo della branca mascellare del (notevole sviluppo della branca mascellare del nervo trigemino nervo trigemino diretta alla cute della faccia e alle diretta alla cute della faccia e alle vibrissevibrisse ))
Peli tattili o vibrisse (rivestiti di una guaina connettivale ben sviluppata che contiene seni venosi) Funzione tattile molto importante
72
FORMULA DENTARIA
Incisivi a Incisivi a crescita continuacrescita continuaIncisivi a Incisivi a crescita continuacrescita continua
Si riformano completamente in 40Si riformano completamente in 40--50gg50gg
La formula dentaria del roditore è la seguente:La formula dentaria del roditore è la seguente:
Incisivi: Incisivi: 1/1/11Canini: Canini: 0/0/00Premolari: Premolari: 0/0/00Molari: Molari: 3/3/33
73
GHIANDOLE SUPERFICIALI DELLA TESTA
GHIANDOLE LACRIMALI
--Ghiandole orbitali (Lacrimali):Ghiandole orbitali (Lacrimali):-- EsorbitaliEsorbitali (ELG)(ELG)
---- IntraorbitaliIntraorbitali (ILG)(ILG)--di di HarderHarder
74
GHIANDOLE SUPERFICIALI DELLA TESTA
GHIANDOLE NASALI LATERALI ( DI STENONE)
--Situata nel seno mascellareSituata nel seno mascellare--Simile in struttura alle ghiandole sierose salivariSimile in struttura alle ghiandole sierose salivari
Funzione: umidificazione aria in entrata nelle cavità nasaliFunzione: umidificazione aria in entrata nelle cavità nasali
--Presenza di numerose terminazioni nervose consente di Presenza di numerose terminazioni nervose consente di umidificare in modo variabile l’aria inalata umidificare in modo variabile l’aria inalata per mantenere per mantenere il valore dell’umidità sempre costanteil valore dell’umidità sempre costante 75
GHIANDOLE SUPERFICIALI DELLA TESTA
GHIANDOLE SALIVARI
PAROTIDE:PAROTIDE:--Molto diffusa, secrezione Molto diffusa, secrezione sierosasierosaSaliva prodotta ha Saliva prodotta ha concentrazione proteica del concentrazione proteica del 2% (unica fra tutti gli animali)2% (unica fra tutti gli animali)
--SOTTOMASCELLARISOTTOMASCELLARI--SOTTOLINGUALI SOTTOLINGUALI a secrezione mucosaa secrezione mucosa
CEFALIZZAZIONE DEI CEFALIZZAZIONE DEI PROCESSI DIGESTIVIPROCESSI DIGESTIVI(spostamento in avanti dei (spostamento in avanti dei processi digestivi con processi digestivi con notevole sviluppo delle notevole sviluppo delle ghiandole salivari)ghiandole salivari) 76
GHIANDOLE SUPERFICIALI DELLA TESTA
GHIANDOLE DEL LETARGO
((tessuto adiposo tessuto adiposo multilocularemultiloculare))
--Contiene un pigmento Contiene un pigmento marrone (grasso bruno) marrone (grasso bruno) e non e non ha funzione ghiandolareha funzione ghiandolare
Funzione: Funzione: Funzione: Funzione: -- agire come agire come economizzatore economizzatore --di proteine assicurando di proteine assicurando l’utilizzo della riserva di l’utilizzo della riserva di carboidrati e grassicarboidrati e grassi--e giocando un ruolo e giocando un ruolo fondamentale nella fondamentale nella termogenesitermogenesi-- modificare effetti di vari modificare effetti di vari agenti chimici introdotti agenti chimici introdotti nell’organismo accelerandone nell’organismo accelerandone o ritardandone l’azione.o ritardandone l’azione.
77
APPARATO DIGERENTE
Sviluppato in lunghezza ed è costituito da una parteSviluppato in lunghezza ed è costituito da una parte
prediaframmaticaprediaframmatica ((ghgh. Salivari) . Salivari) e e postpost--diaframmatica (diaframmatica (app.G.E.app.G.E.))
Roditori sono Roditori sono MANGIATORI SEMICONTINUIMANGIATORI SEMICONTINUI
A differenza degli altri mammiferi il ratto muore pr ima in assenza A differenza degli altri mammiferi il ratto muore pr ima in assenza di cibo che di acquadi cibo che di acqua
78
APPARATO DIGERENTE
Esofago:Esofago:--dotato di due strati di muscolatura dotato di due strati di muscolatura striata e rivestito di uno strato di striata e rivestito di uno strato di cheratinacheratina
-- Entra nello stomaco a livello del Entra nello stomaco a livello del cardia e forma una piega particolare cardia e forma una piega particolare che che impedisce al roditore di vomitareimpedisce al roditore di vomitare
Lo Lo STOMACOSTOMACO si distingue in si distingue in
PROSSIMALE (PROVENTRICOLARE): PROSSIMALE (PROVENTRICOLARE): --Mucosa Mucosa aghiandolareaghiandolare di tipo di tipo esofageo esofageo ( ( Mucosa INGESTORIAMucosa INGESTORIA ))
DISTALE (GHIANDOLARE):DISTALE (GHIANDOLARE):--mucosa di tipo ghiandolare mucosa di tipo ghiandolare ((Mucosa DIGESTORIAMucosa DIGESTORIA ) )
MARGO PLICATUSMARGO PLICATUS : : linea di demarcazione fra i due tipi di linea di demarcazione fra i due tipi di mucosamucosa 79
APPARATO DIGERENTE
PANCREAS:PANCREAS:
Diffuso Diffuso
FEGATO: FEGATO: nel rattonel ratto
NON NON C’EC’E’ LA ’ LA CISTIFELLEA !!CISTIFELLEA !!
Cieco e colon Cieco e colon privi di tenie privi di tenie
80
APPARATO RESPIRATORIO
81
APPARATO RESPIRATORIO - NASO
(animali macrosmatici)
L’olfatto è uno dei sistemi di orientamento principali per i roditori.
Le cavit à nasali sono particolarmente sviluppate
Apice del naso mobilissimo (Superficie naso = dermatoglifo del polpastrello di uomo e primati )
Narici con complessa architettura cartilaginea che si apre nel vestibolo nasale nasale
Lunghe cavit à nasali
Presenza di numerose ghiandole sieromucose
Ghiandola di Stenone (secrezione sostanza acquosa)
Organo di Jacobson localizzato nel pavimento della cavit à
nasale collegato alla cavit à orale per mezzo di un condotto incisivo: percezione feromoni (animali macrosmatici)
82
APPARATO RESPIRATORIO - POLMONI
Alla nascita il polmone del topo e del ratto è immaturo e senza alveoli fino al 4 giorno.
Dal 4 al 7 giorno avviene una ristrutturazione imponente e molto rapi da del parenchima.
I bronchioli respiratori compaiono dal 10 giorno me ntre dal 13 si inspessiscono i setti primari e secondari che poi f ormeranno le pareti alveolari
83
APPARATO RESPIRATORIO
Le caratteristiche di vita dei roditori nelle tane , hanno determinato uno sviluppo dell’apparato respiratorio
adatto a particolari condizioni micro e macroclimati che.
Qualsiasi variazione di queste condizioni può alterare la funzionalità dell’apparato respiratorio ed in partic olare nelle aree di stabulazione quando vengano a mancare i parametri micro e macroclimatici specifici, possono insorgere patologie che interessano le vie respirat orie 84
APPARATO RESPIRATORIO – MECCANISMI DI DIFESA
MECCANICI:
FILTRAZIONE
A livello delle prime vie aerifere
La conformazione anatomica di queste vie provoca dei queste vie provoca dei
fenomeni di turbolenza dell’aria inspirata.
Le particelle inalate vengono proiettate verso le pareti
dell’albero bronchiale e
intrappolate nello strato di muco che le ricopre
85
APPARATO RESPIRATORIO – MECCANISMI DI DIFESA
MECCANICI:
PURIFICAZIONE
Si realizza a livello tracheo-bronchiale e alveolare
Si fonda sul c.d. TRASPORTO MUCO-CILIARE
ed è la forma di protezione aspecifica più importante a livello respiratorio.
Ha il compito di difendere la superficie mucosa:
- Dalla disidratazione,- Dal raffreddamento ,- Dall’ azione irritante o lesiva di sostanze chimiche
86
APPARATO RESPIRATORIO – MECCANISMI DI DIFESA
INTERAZIONE APPARATO CILIARE EPITELIALE
- Cilia sono animate da movimenti ritmici , coordinat i, unidirezionali che hanno lo scopo di spingere dal polmone verso l’orofaringe lo strato di muco al quale aderiscono le particelle inalate
- MUCO: - prodotto dalle cellule caliciformi mucipare e - dalle ghiandole tubulo- acinose della sotto mucosa tracheo-bronchiale87
APPARATO RESPIRATORIO – MECCANISMI DI DIFESA
INTERAZIONE APPARATO CILIARE EPITELIALE
Le secrezioni bronchiali formano una pellicola cont inua disposta in 2 strati:
FASE GEL: più superficiale, disposta sulle cilia- Più viscosa e difficilmente penetrabile
FASE SOL: più profonda, Disposta tra le cilia
- Più fluida- In essa avviene il movimento ciliare che fa progredire la fase GEL
88
APPARATO RESPIRATORIO – MECCANISMI DI DIFESA
PERCEZIONE STIMOLI OLFATTIVIPERCEZIONE STIMOLI OLFATTIVI
FONDAMENTALE PER LA SOPRAVVIVENZAFONDAMENTALE PER LA SOPRAVVIVENZA
89
90
Università degli Studi di Trieste
Dipartimento di Scienze della Vita
CORSO INTRODUTTIVO ALLA SPERIMENTAZIONE
CORSO DI BASE
SULL’ UTILIZZO DEGLI ANIMALI A FINI SCIENTIFICI :
MODULO 3
Trieste 10.05.17 Alberto Petrocelli
ALLA SPERIMENTAZIONE ANIMALE
Biologia appropriata di base,specifico per specie ( teoria)-Anatomia, fisiologia e caratteristiche biologiche dei roditori più comuni (topo-ratto- APPARATO URO-GENITALE e RIPRODUZIONE)-Etologia
Trieste 21.05.19 Alberto Petrocelli 91
ANATOMIA RODITORI-APPARATO UROGENITALE
92
APPARATO UROGENITALE
Nel RATTOUtero duplice2 cervici, 2 osti interni e 2 esterni
93
Nel TOPO Utero bicorne corpo bipartito con setto mediano; parte posteriore unica
APPARATO UROGENITALE
�� PresenzaPresenza didi ghiandoleghiandoleannesseannesse
�� ((ghiandoleghiandole delladellacoagulazionecoagulazione))
�� StrutturaStruttura del del penepene((fibroelasticofibroelastico e non e non muscolocavernosomuscolocavernoso))
�� OssoOsso del del penepene cartilagineocartilagineo�� GhiandoleGhiandole prepuzialiprepuziali
94
ANATOMIA RODITORI-APPARATO UROGENITALE
Urina :Nel Topo - 4X più concentrata dell’uomoNel Ratto – 2X più concentrata dell’uomo
1-2 gocce di urina alla volta.1-2 gocce di urina alla volta.Facile la raccolta dei campioni urinari.
Urina ricca di proteineAllergenica!Esposizione tramite lettiera e rischio di
contatto cutaneo95
APPARATO RESPIRATORIO - NASO
(animali macrosmatici)
L’olfatto è uno dei sistemi di orientamento principali per i roditori.
Le cavit à nasali sono particolarmente sviluppate
Apice del naso mobilissimo (Superficie naso = dermatoglifo del polpastrello di uomo e primati )
Narici con complessa architettura cartilaginea che si apre nel vestibolo nasale nasale
Lunghe cavit à nasali
Presenza di numerose ghiandole sieromucose
Ghiandola di Stenone (secrezione sostanza acquosa)
Organo di Jacobson localizzato nel pavimento della cavit à
nasale collegato alla cavit à orale per mezzo di un condotto incisivo: percezione feromoni (animali macrosmatici)
96
ANATOMIA RODITORI-APPARATO UROGENITALE
Feromoni:Presenti nell’urina ed hanno effettisulla riproduzione
Effetto :Lee-Boot :Femmine senza maschi = ciclo estrale soppresso
Whitten : Maschio in un gruppo di femmine: sincronizzazione cicloestrale
Bruce : Maschio estraneo in un gruppo di femmine entro 24 ore dall’accoppiamento = impedimento dell’impianto
97
RODITORI RIPRODUZIONE
La vita riproduttiva di una femmina dura fino a 7-18 mesi con 6-10 figliate.
Il topo è una specie poliestrale continua (ha più calori in successione) per cui è in grado di riprodursi durante tutto l’anno.
Il primo estro si ha a 28-40 giorniIl primo estro si ha a 28-40 giorni
La placenta è di tipo emo-coriale quindi permette il passaggio di anticorpi al feto prima ancora dell’assunzione del colostro.
La produzione ottimale di piccoli (10-12) si ha tra la seconda e l'ottava gravidanza . I piccoli nascono dopo 19-21
giorni e sono glabri e ciechi98
RODITORI RIPRODUZIONE
L'eiaculazione è sicura solo quando il maschio cade sul fianco .
Il ciclo dura 4-5 giorni con l'estro di 12 ore.
Eccetto l‘ estro post partum (14-28 ore dopo il parto) non ci sono altri calori durante la lattazione e se l'estro pos t partum non viene sfruttato il ciclo riprenderà 2-5 giorni dopo lo sv ezzamento.
Dopo l'accoppiamento la permanenza del tappo vaginale (Copulatory o vaginal plug) (secrezione delle ghiandole sessuali accessorie del maschio) dura per 16-24 ore
99
Comportamento di accettazione del maschio 100
RODITORI - SESSAGGIO
Il sessaggio si effettua
- sul rilievo della presenza dei capezzoli (ben visibili nella femmina)
- sulla distanza ano-genitale che nel maschio è circa 1,5-2 volte rispetto a quella della femmina
101
RODITORI - RIDERIVAZIONE E FOSTERING
102
Aging Mouse Pups
Day 1 Day 2 Day 3
Day 4
Day 5 Day 9
RICONOSCIMENTO ETA’ DEGLI ANIMALI
Day 6 Day 8
Day 10Day 11
Day 12
Day 14
FOR ADDITIONAL PHOTOS AND INFORMATION TURN CARD OVE R 103
VALUTAZIONE ETA’ DEGLI ANIMALI (1-3)
orecchie pelo incisivi mammelle occhi
1 – 3 accollate assente assenti Non visigiornibili
chiusi
3 scollate “ “ “ “
5 – 6 “ Comincia a crescere “ “ “
8 “ Cominciano a spuntare Visibili nelle femmine “
10 -12 “ Ricopre tutto l’animale Bene evidenti “ “
13 - 14 “ “ “ Il pelo comincia a ricoprirle Si aprono
16 “ “ “ Il pelo le ricopre interamente aperti
104
VALUTAZIONE ETA’ DEGLI ANIMALI (5-6)
giorni orecchie pelo incisivi mammelle occhi
1 – 3 accollate assente assenti Non visibili chiusi
3 scollate “ “ “ “
5 – 6 “ Comincia a crescere “ “ “
8 “ Cominciano a spuntare Visibili nelle femmine “
10 -12 “ Ricopre tutto l’animale Bene evidenti “ “
13 - 14 “ “ “ Il pelo comincia a ricoprirle Si aprono
16 “ “ “ Il pelo le ricopre interamente aperti
105
VALUTAZIONE ETA’ DEGLI ANIMALI (8-12)
giorni orecchie pelo incisivi mammelle occhi
1 – 3 accollate assente assenti Non visibili chiusi
3 scollate “ “ “ “
5 – 6 “ Comincia a crescere “ “ “
8 “ Cominciano a spuntare Visibili nelle femmine “
10 -12 “ Ricopre tutto l’animale Bene evidenti “ “
13 - 14 “ “ “ Il pelo comincia a ricoprirle Si aprono
16 “ “ “ Il pelo le ricopre interamente aperti
106
VALUTAZIONE ETA’ DEGLI ANIMALI
giorni orecchie pelo incisivi mammelle occhi
1 – 3 accollate assente assenti Non visibili chiusi
3 scollate “ “ “ “
5 – 6 “ Comincia a crescere “ “ “
8 “ Cominciano a spuntare Visibili nelle femmine “8 “ Cominciano a spuntare “
10 -12 “ Ricopre tutto l’animale Bene evidenti “ “
13 - 14 “ “ “ Il pelo comincia a ricoprirle Si aprono
16 “ “ “ Il pelo le ricopre interamente aperti
107
108