隨著社會(huì)的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)衛(wèi)生狀況的改善和科學(xué)技術(shù)的日益進(jìn)步,人類的平均壽命亦越來越長(zhǎng),老年人在總?cè)丝谥械谋壤粩嘣黾印?jù)聯(lián)合國估計(jì)1975年全世界老年人約有3.5億,預(yù)計(jì)到2000年將產(chǎn)加到5.9億。目前有些發(fā)達(dá)國家老年人口已占總?cè)丝诘?5%,甚至更多。發(fā)展中國家老年人口雖然一般為10%左右,但老年人口比總?cè)丝诘脑鲩L(zhǎng)更快。因此老年病研究已成為生物醫(yī)學(xué)研究的重要課題。
老年病研究中,對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物來說,應(yīng)重點(diǎn)解決建立研究人類的老化用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型;積累各種實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的正確而詳細(xì)的生物學(xué)資料;供應(yīng)為老化研究用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,特別是老齡實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。
目前,用于老年醫(yī)學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以哺乳類動(dòng)物為主體,有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、狗、豬、猴等,其中大鼠使用最多,并廣泛用于各種項(xiàng)目的研究,其中以細(xì)胞生化學(xué)、消化器、激素、酶等研究為主。小鼠的使用數(shù)雖比大鼠低,但用途廣泛,以放射線、消化器、免疫、酶等的研究為主。鳥類的使用率不高,但涉及的研究項(xiàng)目地很廣。魚類、兩棲類、爬蟲類以及無脊椎動(dòng)物等,絕大多數(shù)被用于比較生物學(xué)的研究。對(duì)各研究項(xiàng)目每年所使用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物種類進(jìn)行了調(diào)查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在DNA、染色體、放射線、細(xì)胞生化學(xué)、培養(yǎng)細(xì)胞、腦神經(jīng)、循環(huán)器、腎臟、呼吸器、消化器、內(nèi)分泌、運(yùn)動(dòng)器、皮膚、感覺器、結(jié)締組織、RNA等眾多研究項(xiàng)目中,大鼠、小鼠的使用量最高;而在糖質(zhì)、脂質(zhì)、膠原和免疫研究項(xiàng)目中,小鼠的使用率比大鼠高,大比較生物學(xué)的研究中,所有的動(dòng)物的使用數(shù)量差不多。
非哺乳類動(dòng)物在老年醫(yī)學(xué)研究中也被選用,如果蠅、沙蚤、蚯蚓、輪蟲、線蟲、水螅、原蟲等。天津醫(yī)學(xué)院老年實(shí)驗(yàn)室推薦以果蠅做為老年學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型較為適宜,果蠅的生存期短、繁殖快、高度純種、飼養(yǎng)管理簡(jiǎn)便,他們還介紹了一些飼養(yǎng)果蠅的配方經(jīng)驗(yàn)以及果蠅篩選抗衰老藥物快速定性的方法。
老年醫(yī)學(xué)研究中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇應(yīng)注意下面幾個(gè)問題。
(一)老年學(xué)實(shí)驗(yàn)研究中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇原則
1.有明確的生命期限,確知使用時(shí)的壽命;
2.具有與人類相似的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖和衰老的生命階段;
3.對(duì)感染和傳染病有一定的抵抗能力;
4.食物內(nèi)容和營養(yǎng)條件與人類相似;
5.能夠施行多種檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn);
6.染色體的分析方便易行;
7.飼養(yǎng)管理簡(jiǎn)便,價(jià)格經(jīng)濟(jì)。
(二)應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的壽命和各種動(dòng)物間壽命的相應(yīng)時(shí)間
人的壽命較一般實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的壽命要長(zhǎng)得多,對(duì)人體的老化研究,須進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)70年的現(xiàn)象分析,無疑,采用壽命短的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行研究是有用的。但象大鼠、小鼠壽命較短,僅2~3年,與人老化過程相比有較大差異,在分析老化本質(zhì)時(shí)應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎。在人工致癌使用大鼠和猴時(shí),達(dá)到致癌期需10~12個(gè)月時(shí)間,對(duì)大鼠來說,已占其生命的一半時(shí)間,而對(duì)猴僅是生命的1/10~1/20。在分析老化和致癌的機(jī)制關(guān)系上,必須充分考慮。
因此老化研究中選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物時(shí)應(yīng)注意各種動(dòng)物間壽命的相應(yīng)時(shí)間。如一般人以60歲為老年年齡,則其他幾種常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)入老年的相應(yīng)時(shí)間分別為:猴13.5年,狗10年,豚鼠4.8年,大鼠1.7年,小鼠1.3年。
常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物壽命的相應(yīng)時(shí)間和生命過程的某些參考值可見圖10-14和表10-52。
圖10-14各種動(dòng)物平均壽命的相應(yīng)時(shí)期↓符號(hào)表示動(dòng)物的成年時(shí)期
(此自實(shí)驗(yàn)動(dòng)物かちヒトへの)(狗是Beagle種)
表10-52 人和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生命過程的某些參考值(按田雞等經(jīng)修改補(bǔ)充)
種 類 | 妊 娠 期 | 哺 乳 期 | 性 成 熟 | 壽 命 |
人 | 280天 | 13.5年 | 70年 | |
獼 猴 | 170天 | 3個(gè)月 | ♂45,♀3.5年 | 20年 |
狗 | 63天 | 1個(gè)月稍多 | 6個(gè)月 | 15年 |
貓 | 57~63天 | 1個(gè)月稍多 | 7個(gè)月 | 10年 |
家 兔 | 30~32天 | 43 | 7.2個(gè)月 | 7~8年 |
豚 鼠 | 60~72天 | 15天 | ♂60~70,♀40~50天 | 6~7年 |
金黃地鼠 | 15~18天 | 15~20天 | 5-8周 | |
大 鼠 | 18~22天 | 20~25天 | ♂60~80,♀50~80天 | 2~3年 |
小 鼠 | 18~22天 | 17~21天 | 40~50天 | 2~3年 |
豬 | 114天 | 30天 | 8.5個(gè)月 | 16年 |
山 羊 | 152 | 30天 | 6~7個(gè)月 | 8~10年 |
綿 羊 | 149天 | 30天 | 6~7個(gè)月 | 10~15年 |
老齡實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可依據(jù)動(dòng)物的牙齒磨損程度、外形顏色、指爪長(zhǎng)度及厚度、眼睛的朦朧程度、毛色色澤、行動(dòng)遲緩程度等來判定。如老齡狗的牙根全部磨損、牙齒發(fā)黃;老齡兔門齒厚長(zhǎng)而暗黃,時(shí)有磨損,眼睛朦朧,行動(dòng)遲緩,被毛無光澤。雌性大鼠和小鼠可檢查其陰道涂片的細(xì)胞學(xué)變化,如連續(xù)檢查三個(gè)動(dòng)情周期均無規(guī)律性的細(xì)胞學(xué)變化,即表示其已進(jìn)入老齡。
(三)應(yīng)注意選擇標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
在進(jìn)行老年醫(yī)學(xué)研究中應(yīng)充分考慮所用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的生物學(xué)狀態(tài),即遺傳基因型、表現(xiàn)型、演出型。應(yīng)盡量選擇經(jīng)遺傳檢測(cè)、微生物檢測(cè)、營養(yǎng)檢測(cè)、環(huán)境檢測(cè)的合格的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。最常被選用的是各種品系的小鼠和大鼠。在選用時(shí)應(yīng)了解各品系小鼠或大鼠的生物學(xué)特性和壽命期限。不同品系小鼠的平均壽命見表10-53。
表10-53 不同品系小鼠的平均壽命(天)
品 系 | 雄 | 雌 | ||||
動(dòng)物數(shù)壽命 (天)。⊿E) | 動(dòng)物數(shù)壽命 (天) +。⊿E) | |||||
A | 68 | 558 | (19.7) | 65 | 512 | (21.1) |
AKR | 79 | 312 | (9.7) | 79 | 350 | (10.8) |
A2G | 51 | 644 | (19.4) | 49 | 640 | (21.8) |
BALB/C | 33 | 561 | (30.3) | 35 | 509 | (26.3) |
CBA | 38 | 825 | (32.5) | 37 | 486 | (39.0) |
CE | 23 | 707 | (37.3) | 20 | 489 | (48.5) |
C3H | 193 | 676 | (9.8) | 147 | 590 | (18.6) |
C57BL | 29 | 580 | (35.8) | 31 | 645 | (34.2) |
C57BR/Cd | 46 | 660 | (22.6) | 45 | 577 | (29.8) |
C57C | 26 | 604 | (27.6) | 22 | 473 | (30.9) |
DBA/1 | 39 | 686 | (33.3) | 35 | 487 | (35.9) |
DBA/2 | 23 | 719 | (35.4) | 22 | 629 | (42.1) |
NZB | 111 | 441 | (12.1) | 110 | 459 | (13.3) |
NZW | 20 | 733 | (42.8) | 28 | 802 | (34.0) |
129/Rrj | 36 | 666 | (23.2) | 35 | 699 | (29.8) |
LACA | 40 | 617 | (26.2) | 36 | 536 | (38.9) |
LACA | 33 | 664 | (29.9) | 41 | 660 | (38.5) |
WA | 22 | 749 | (40.1) | 25 | 645 | (29.9)www.med126.com |
P | 10 | 782 | (51.9) | 14 | 729 | (42.9) |
(四)應(yīng)注意選擇適合老化研究特殊需要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
1.老化研究的小型豬:早在18世紀(jì)初期,已認(rèn)為豬在生理學(xué)研究,特別是在循環(huán)系統(tǒng)的研究上,是人的極好的模型動(dòng)物。但由于豬體過大www.med126.com,給實(shí)驗(yàn)操作帶來不便。1949年,美國明尼蘇達(dá)大學(xué)Hormel研究所首次開發(fā)了小型豬。小型豬基本上達(dá)到了老化研究用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的基準(zhǔn),成為理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。小型豬的壽命大致和普通豬相同,其生理學(xué)性質(zhì)與人相似。由于小型豬早期就可患自發(fā)性動(dòng)脈硬化癥,故已成為研究動(dòng)脈硬化癥的極為理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。已有充分的事實(shí)證明,人的冠狀動(dòng)脈分布同豬極為相似,豬同樣有腦血栓癥和動(dòng)脈硬化癥病變。另外,豬還常用作包括心律不全研究在內(nèi)的人體循環(huán)系統(tǒng)的模型。并可用于腎機(jī)能、胰臟、皮膚、繁殖、體溫調(diào)節(jié)等的研究,它還具有與人類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎極為類似的自發(fā)性質(zhì)的胃潰瘍癥。由此可知,小型豬和一般豬確是老化研究上極為理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。
2.老化研究的裸小鼠:裸小鼠是先天性缺損胸腺的動(dòng)物,故是一種完全缺乏T淋巴細(xì)胞(來自胸腺)而僅有B細(xì)胞的動(dòng)物,即是一種細(xì)胞免疫不全動(dòng)物。為了能看到老化進(jìn)展?fàn)顟B(tài),很多研究者都用裸小鼠進(jìn)行觀察。如果把此種裸小鼠飼養(yǎng)在無菌或SPF環(huán)境中,也可與正常小鼠同樣發(fā)育而不患消耗性疾病,壽命也與正常小鼠相同。同此可知,消耗性疾病并不是由胸腺缺乏直接引起的,而是由感染引起的繼發(fā)變化。因此,對(duì)以往著眼于胸腺和老化之間關(guān)系進(jìn)行研究的消耗性疾病,有進(jìn)一步探討的必要。由于裸小鼠胸腺缺損,是研究胸腺和年齡之間關(guān)系的最合適動(dòng)物。在實(shí)驗(yàn)時(shí),必須飼養(yǎng)在嚴(yán)密微生物學(xué)管理的無菌、悉生或SPF的狀態(tài)下。裸小鼠在老化研究方面可用于免疫和惡性腫瘤的研究。特別是作為自身免疫和老化關(guān)系研究的模型動(dòng)物。
3.老化機(jī)制研究的豚鼠:關(guān)于老化的游離基學(xué)說一過氧化脂質(zhì)學(xué)說,雖也常用大鼠和小鼠,但必須根據(jù)研究目的選擇合適的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。例如,研究腎上腺脂質(zhì)的過氧化時(shí),幾乎不可能在大鼠的腎上腺中證實(shí);而在豚鼠中,卻能隨著年齡的增長(zhǎng),檢測(cè)其脂質(zhì)過氧化物的增長(zhǎng)狀況。
(一)衰老機(jī)制的研究
北京醫(yī)學(xué)院生化教研室發(fā)現(xiàn)老年大鼠腦細(xì)胞核內(nèi)非組蛋白染色體蛋白質(zhì)(NHCP)含量明顯減少,從電泳圖譜上發(fā)現(xiàn)NHCP丟失了分子量10萬以上的兩條蛋白帶等,認(rèn)為其NHCP發(fā)生了量與質(zhì)的變化,影響了基因調(diào)控作用的正常進(jìn)行,因而使中樞神經(jīng)系統(tǒng)機(jī)能明顯減退,北京醫(yī)科大學(xué)基石醫(yī)學(xué)系研究表明乙酰膽鹼脂酶(ACHF)活性在大鼠中腦的紅核和黑質(zhì)明顯地隨年齡增長(zhǎng)而降低,且開始于生命早期。
北京中醫(yī)學(xué)院報(bào)告微量元素硒的抗過氧化脂質(zhì)損傷作用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示對(duì)動(dòng)物補(bǔ)充適量硒,可以提高血液和組織谷胱甘肽過氧化物酶活性,催化過氧化脂質(zhì)(LPO)分解。
(二)抗衰老藥物研究
近年來國內(nèi)外衰老藥物的研究發(fā)展很快,但由于化學(xué)藥的廣泛使用及其毒性作用,世界研究方向已矚目于植物藥,祖國醫(yī)學(xué)積累了很多抗老延年的寶貴經(jīng)驗(yàn),已引起國內(nèi)外的極大重視,汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院以明朝御方“長(zhǎng)春不老丹”為基礎(chǔ)制成“長(zhǎng)春寶”,動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明該藥具有降血壓、增加冠狀動(dòng)脈血流量、減慢心率、延長(zhǎng)凝血時(shí)間等作用,對(duì)防治冠心病、高血壓具有重要意義,黑龍江中醫(yī)學(xué)院以清代宮廷常用補(bǔ)脾腎、益氣補(bǔ)血方劑制成“滋生益等沖劑”,還以大黃、何首烏為主劑制成“回春仙沖劑”,認(rèn)為該藥具有調(diào)腸通便解毒、補(bǔ)血益氣、活血化瘀、補(bǔ)肝腎等作用,可延長(zhǎng)果蠅壽命,27.9%(♀)18.3%(♂)。廣州中醫(yī)學(xué)院報(bào)導(dǎo)中成藥“養(yǎng)命室”具有抗小鼠注射環(huán)磷酰胺、地塞米松引起的免疫抑制作用,還報(bào)導(dǎo)了珍珠粉可以延長(zhǎng)家蠶壽命,減少小鼠心、腦組織中脂褐質(zhì)的含量。西宛醫(yī)院以健脾養(yǎng)胃為主的“清宮壽桃粉”和“清宮八仙糕”可以延長(zhǎng)鵪鶉的壽命。武沒市醫(yī)研究報(bào)導(dǎo)白蟻干粉可提高小鼠免疫功能,增強(qiáng)對(duì)移植性腫瘤細(xì)胞的攻擊能力,還可提高動(dòng)物的耐疲勞閾值。
(三)食療的抗衰老研究
限食可以延緩衰老。寧波市醫(yī)科所綜合報(bào)導(dǎo)了目前國內(nèi)外研究,均證實(shí)限食可以延長(zhǎng)動(dòng)物(鼠蠶、果蠅等)的壽命,可以低降動(dòng)物心腦等組織中脂褐質(zhì)的堆積,可以提高免疫應(yīng)答水平,延緩腫瘤生長(zhǎng)。北大生物系報(bào)導(dǎo)山楂、酸棗提取液可抑制腦單胺氧化酶的活性,可以延長(zhǎng)果蠅壽命17.1~26.8%;降低小鼠心肌細(xì)胞脂褐質(zhì)含量,減少過氧化脂質(zhì)形成,促進(jìn)SOD的活性。廣西中醫(yī)藥研究所報(bào)導(dǎo)黑木耳提取物可顯著抑制ADP誘導(dǎo)大鼠血小板聚積,延長(zhǎng)小鼠常壓缺氧下存活時(shí)間,可使動(dòng)物脾臟明顯增生,可抗環(huán)磷酰胺的脾萎縮作用,提示黑木耳對(duì)機(jī)體的體液免疫功能可能有促進(jìn)作用。