Nyugodt állatok, jobb eredmények: a stresszmentes állatkezelés
A tudományos kutatásban közismert tény, hogy a laboratóriumi állatok egészségének szintje hatással van a kísérletek eredményeire. Egészségi állapotuk értékelésekor az őket érő stressz szintje legalább annyira fontos tényező lehet, mint egyes, akár fertőző, akár más jellegű betegségek jelenléte.
Milyen dolgok okozhatnak stresszt a kísérleti állatokban? Nem csupán arról van szó, hogy az általunk végzett beavatkozások félelmetesek, esetleg fájdalmasak, ezáltal stresszesek lehetnek számukra (persze ez is nagyon sokat számít, ezért is fontos a megfelelő fájdalomcsillapítás alkalmazása a kísérletek során). Stresszhatást válthatnak ki bizonyos környezeti tényezők (például túl erős vagy villogó fények, erős hanghatások, váltakozó vagy nem megfelelő hőmérséklet), szociális tényezők (az állatok áthelyezése új csoportba, egyedek közötti agresszió), a környezetgazdagítás hiánya (az állatok nem tudják gyakorolni a fajra jellemző viselkedéseket, például nem tudnak elbújni), vagy a félelem és fájdalom, amit számos dolog kiválthat.
Mindezen tényezők negatív hatást gyakorolhatnak a kísérletek eredményeire. Az általuk kiváltott stressz hatására felszabaduló hormonok befolyásolják az állatok fiziológiás állapotát (pulzusszám, testhőmérséklet), az immunológiai állapotukat (csökkenhet a védekezőképesség), az emésztés hatékonyságát (az állatok lesoványodhatnak), és felboríthatják a hormonháztartást, aminek számos negatív következménye lehet. Ez nem csak azt eredményezi, hogy a kísérlet megbízhatatlan eredményekkel zárul, hanem hogy nem lesz összehasonlítható más, azonos kutatóhelyen vagy mások által végzett kísérletekkel, ezáltal az eredmények értelmezhetősége is csökken.
Hogyan csökkenthetjük tehát az állatokat ért stresszt? Először is, biztosítanunk kell számukra a fajnak megfelelő körülményeket: megfelelő mennyiségű és minőségű víz és táplálék, nem túl erős vagy gyenge megvilágítás a napszaknak megfelelően, erős hanghatások elkerülése, állandó, a fajnak megfelelő hőmérséklet és páratartalom. Ezen kívül fontos a megfelelő és stabil szociális struktúra biztosítása azoknál a fajoknál, akiknek erre szüksége van (úgynevezett társas életmódot folytató állatfajok, például egér, patkány, kutya, főemlősök). Valamint használnunk kell úgynevezett környezetgazdagító eszközöket, amik lehetővé teszik, hogy az állatok a fajra jellemző viselkedéseket gyakorolhassák: elbújhassanak, áshassanak, felmászhassanak a magasba, rághassanak, stb. Jelen cikk további részeiben pedig egy másik fontos tényezőt ejtünk szóba: hogy hogyan tudunk mi, emberek úgy közeledni az állatok (jelen esetben az egerek és patkányok felé) felé, hogy ez ne, vagy csak minimális stresszhatást jelentsen számukra.
Nem mindegy, hogyan fogjuk meg az egeret
Az elmúlt évtizedben kezdett kutatásoknak köszönhetően ma már tudjuk, hogy egerek (és patkányok) esetében nem csak az számít, hogy milyen beavatkozást végzünk rajtuk, hanem legalább akkora (de valószínűleg inkább nagyobb) hatása van annak, ahogy a tartási helyükről kiemeljük őket.
Prof. Jane Hurst, University of Liverpool
A Jane Hurst professzor által, a University of Liverpool kutatócsoportjában vezetett kutatás (Hurst & West, 2010) elsőként világított rá arra, hogy egerekben a faroknál történő megfogás és felemelés hasonló reakciót vált ki, mintha egy ragadozó kapná el az állatot. A kutatás szerint az egér kiemelése a tartási helyéről (vagyis az állattartó dobozból) a beavatkozás legstresszesebb része számukra, amennyiben ez a faroknál fogva történik. Kimutatták, hogy ez a módszer nem csak hogy nagyobb fokú félelmet és ezáltal stresszt vált ki az állatokban, de az ezt végző személyzetre is veszélyt jelent, ugyanis az így kezelt állat nagyobb eséllyel fogja megharapni az embert.
Hurst és kollégái két egyéb módszert használtak, amelyek állításuk szerint szignifikánsan kevesebb, vagy akár nulla stresszel járnak az állatok számára: az egyik az ún. "tunnel handling", vagyis a környezetgazdagítóként is használt búvócső (vagy kifejezetten erre a célra használt alagút) használata, a másik pedig a "cup handling", melynek során nyitott tenyerünk (vagy egy tányér vagy csésze formájú erre a célra kialakított eszköz) segítségével emeljük fel az állatot. Ezeket alacsony stressz-szintű kezelési technikáknak nevezik (vagy használatos még a "Gentle handling", vagyis kíméletes kezelés kifejezés is).
Hipotézisük bizonyítására (vagyis, hogy ezek a technikák kevesebb stresszt okoznak az állatnak, mint a faroknál történő megemelés) több kísérletet is végeztek, mely az egerek viselkedésén alapul. Egyik ezek közül az emelt keresztlabirintus teszt. Ennek során az egereket egy, a földtől megemelt, négy karú keresztlabirintus közepére helyezték. Ennek két karja nyitott, két karja pedig oldalfallal ellátott. Az állatokat öt percig megfigyelték, és feljegyezték, hogy mennyi időt töltenek a labirintus közepén, illetve nyitott és zárt karjain. Az eredmények alapján a búvócsővel áthelyezett állatok sokkal hamarabb és magabiztosabban mozogtak a labirintus különböző pontjain, míg a farkuknál fogva emelt egyedek sokkal több idő után kezdtek felfedezni, és nem, vagy csak nagyon keveset mentek a nyitott karokra.
Ezen kívül rendkívül érdekes eredmények születtek abban a kísérletben, melyben azt figyelték meg, hogy ugyanaz a beavatkozás után (grabancfogásban végzett tűszúrás) melyik módszerrel mozgatott állatok interaktálnak szívesebben a beavatkozást végző személlyel. Ennek során az állatok egy csoportját a klasszikus technikát alkalmazva a farkuknál fogva emelték ki, majd grabancfogásban rögzítve hatóanyagot nem tartalmazó injekciót kaptak. Másik két csoportot pedig búvócsővel, illetve tenyérrel vettek ki a dobozból, és utána ugyanazzal a módszerrel szúrták meg őket. Az injekcióbeadás után az állatokat visszaengedték a tartási helyükre, és a beavatkozást végző személy betette a kezét melléjük a dobozba. Egyértelműen kimutatták, hogy az alacsony stressz-szintű módszerrel kiemelt állatok több időt töltöttek el a kéz közelében, mint a farkuknál fogva mozgatottak. Ez mutatja, hogy habár ugyanabban a stresszes és fájdalmas beavatkozásban részesültek (rögzítés és tűszúrás), mégis, a módszer ahogy a kutató az állatokhoz közelített, képes volt befolyásolni az egerek stressz-szintjét.
Azóta számos más kutatás is született, és máig születik a témában: például kimutatták, hogy az alacsony stressz-szintű kezelési technikák csökkentik a depresszív-szerű viselkedéseket (Clarkson et al., 2018; Clarkson et al., 2020; Sensini et al., 2020), a mellékvese (amely az adrenalin hormont termeli) méretét (Clarkson et al., 2018), növelik a glükóz toleranciát (Ghosal et al., 2015), valamint csökkentik a kortizol (vagyis stresszhormon) szintet (Ono et al., 2016).
A módszer használatáról már nagyszámú kedvező gyakorlati tapasztalat áll rendelkezésre, amelyek értékelik a munkaszervezési (ráfordított munkaidő, dolgozók stressz-szintje és elégedettsége, harapásból származó sérülések száma) és az állatvédelmi (kiemelés közbeni vizelet és bélsár ürítések aránya, agresszivitás mértéke, hozzászokás a munkafolyamathoz stb.) szempontokat is. Ezek részletesebb bemutatása külön tanulmány tárgyát képezi.
Látható tehát, hogy ezen módszerek elsajátításával és alkalmazásával rengeteg előnyhöz juthatunk: ez egyrészt a tudat, hogy a gondozásunkban lévő állatok stresszmentes életének érdekében fontos lépéseket tettünk, másrészt pedig pontosabb adatokat nyerhetünk az általunk végzett kísérletekből.
Források:
Clarkson JM, Dwyer DM, Flecknell PA, et al. (2018) Handling method alters the hedonic value of reward in laboratory mice. Scientific Reports 8: 2448. doi: 10.1038/s41598-018-20716-3
Clarkson JM, Leach MC, Flecknell PA, et al. (2020) Negative mood affects the expression of negative but not positive emotions in mice. Proceedings of the Royal Society B 287: 20201636. doi: 10.1098/rspb.2020.1636
Ghosal S, Nunley A, Mahbod P et al. (2015) Mouse handling limits the impact of stress on metabolic endpoints. Physiology & Behaviour 150: 31-37. doi: 10.1016/j.physbeh.2015.06.021
Gouveia K, Hurst JL (2017) Optimising reliability of mouse performance in behavioural testing: the major role of non-aversive handling. Scientific Reports 7: 44999. doi: 10.1038/srep44999
Hurst JL, West RS (2010) Taming anxiety in laboratory mice. Nature Methods 7: 825-826. doi: 10.1038/nmeth.1500 (full text: bit.ly/2JhgbJb)
Ono M, Sasaki H, Nagasaki K, et al. (2016) Does the routine handling affect the phenotype of disease model mice? Japanese Journal of Veterinary Research 64(4): 265-271. doi: 10.14943/jjvr.64.4.265
Sensini F, Inta D, Palme R, et al. (2020) The impact of handling technique and handling frequency on laboratory mouse welfare. Scientific Reports 10: 17281. doi: 10.1038/s41598-020-74279-36
Hasznos linkek:
NC3RS - Egerek kezelése gyűjtőoldal, e-learning tananyag, videós segédlet, webinar és sok egyéb hasznos anyag
3RC - Egerek kezelése
University of Liverpool, Tunnel handling videó
University of Liverpool, Cup handling videó