• ViselkedesKiserlet

Állatokon végzett viselkedésvizsgálatok szerepe és határai a modern kutatásokban

Bevezetés

1998 óta a Magyar Állam, kormányrendelet formájában szabályozza az állatokon való kísérletezést a hazai kutatásban. Ez a rendelet kihat mind az állatkísérletet végző személyre és intézményre, illetve a kísérleti beavatkozásra szánt állatra, amelynek fájdalmat, szenvedést, vagy éppen tartós egészség károsodást okozhat. Az állatokon végzett vizsgálatok nagyon széleskörűek voltak, mivel nem csak az orvostudományban, hanem kozmetikai, etológiai vagy éppen katonai kutatásban is használták őket. Ezzel szemben ma már nem kap állatkísérletre engedélyt kozmetikumok tesztelése, fegyver vagy lőszer előállítása, dohány vagy egyéb élvezeti cikk kiefejlesztésére irányuló kutatatás. Az állatkísérletek célját is befolyásolja a rendelet, mivel ha az nincs törvénybe iktatva, akkor a kísérlet nem kaphat engedélyt. Az állati modelleken végzett viselkedésvizsgálatok elsődleges célja az emberi vonatkozású viselkedési zavarok, betegségek kutatása, amelyeket genetikai vagy egyéb külső vagy akár belső hatások indukálnak. (például különféle hormonális, környezeti, kórélettani tényezők stb.)

Állat modellek

A legfontosabb oka ezen modellek felállításának az, hogy az embereken végzendő klinikai vizsgálatokat kizárólag előzetesen nyert ismeretek után lehet elvégezni. De ezek az adatok nem csak az emberek számára létfontosságúak, hanem az állati betegségek alapmechanizmusairól és kezeléséről is fontos információt nyújtanak, mivel az emberi gyógyszerek nagy része az állatgyógyászatban is használatos. Erre azért is van lehetőség, hiszen az emberi és a fejlettebb állati szervezetek között sok hasonlóság mutatkozik mind genetikai, anatómia, élettani és biokémiai szempontból. A legfontosabb ilyen modellekben alkalmazandó állatok közé tartoznak a rágcsálók, elsősorban egerek és a patkányok. Előnye többek között, hogy gyorsan, könnyen szaporíthatóak, egyszerű a tartásuk, de mint mindennek ennek is van hátránya mégpedig , hogy nagyon aprók és ebből kifolyólag mérési problémák léphetnek fel. Az orvosbiológiai kutatásokban felhasznált modellek esetében ritkán spontán mutációval létrejöhetnek különleges egértörzsek. (pl.:ob/ob egér, ami fiatalon elhízik és estében diabétesz alakul ki , ez a leptin hormon termeléséért felelős gén mutálódásával jön létre, vagy olyan egértörzs, aki csekély mértékben lesz érzékeny a bakteriális eredetű endotoxinokra) De leginkább transzgén technológiával hoznak létre olyan egereket amelyek képesek az adott emberi betegséget modellezni. Ez azért lényeges, mivel általában a humán megbetegedéseknek nincsen pontos állati megfelelője. Ilyen például az influenza, érelmeszesedés, II. típusú cukorbetegség, ezért ezek génmanipulációval hozhatóak létre úgy, hogy az egerek genomját terv szerint, precízen módosítják. Legelterjedtebb a „gén targeting” módszer,ami egereken egyszerűen elvégezhető. Néhány társadalmi betegséget nehéz modellezni ilyen például a depresszió és az alkoholizmus, mivel biológiai úton nem alakult ki állati megfelelője, éppen ezért csak a sajátosságait tudják rávetíteni a kísérleti egyedre. A preklinikai gyógyszereket is először állatokon tesztelik, fontos kritérium, hogy minél hatásosabbak legyen és a lehető legkevesebb mellékhatással rendelkezzenek. Néhány példa az állatok ilyen irányú felhasználására.

Szorongásos betegségek és a sterssz állati modelljei: A félelem és a szorongás két olyan teljesen hétköznapi érzelem, amelyek az evolúciós fejlődés során fontos szerepük miatt kerültek szelekcióra. Míg a félelem általában valamilyen fenyegetés hatására alakul ki, addig a szorongást kiváltó tényezők mibenléte a mai napig sem teljesen tisztázott. A szorongásos és stresszel kapcsolatos betegségek súlyos pszichikai állapotok, amelyek a betegek mindennapi életére rányomják bélyegüket. Charles Darwin felismerése, miszerint az emberek és állatok hasonló jellemvonásokkal és érzelemkifejezési mechanizmusokkal(utakkal) rendelkeznek, megteremtette a lehetőségét ezen mechanizmusoknak és pszichológiai rendellenességeknek állatokon, elsősorban rágcsálókon, való tanulmányozásának. Ezen állatkísérletek fejlődése vezetett el oda hogy megismerjük a betegségek kezelésére alkalmas gyógyszerek hatásmechanizmusát, illetve alkalmazásuk hatásosságát. Figyelembe véve a laborállatok (patkányok, egerek, hörcsögök, tengeri malacok, futóegerek) és az emberek közötti jelentős kognitív különbségeket, ezek a modellek nem képesek a vizsgálni kívánt összes jelenséget produkálni, inkább arra hivatottak hogy a szorongás olyan formáját jelenítsék meg ami összefüggésben állhat a betegségekkel. Szemeléltetésül néhány példa erre.

-Feltétlen bekövetkező viselkedésen alapuló modellek: ezek az állatok új környezetbe történő elhelyezése után természetesen megjelenő félelem és kíváncsiság ellentétén alapuló, megközelítéses-elkerüléses viselkedést tanulmányozzák.

Ide tartozik a ma talán leggyakrabban használt állati szorongás model, az elevated plus maze (Handley és Mithani, 1984) kísérlet. A berendezés két bekerített és két rá merőleges, nyílt, szabadon hagyott kifutóból áll, és kissé meg van emelve. A teszt a rágcsálók természetes, az új, még felfedezetlen terek felé irányuló kiváncsiságának és a védtelen, világos tereket elkerülő belső késztetésének ellentétén alapszik. Az állatok nyílt szárnyba történő elzárása a pszichológiai stressz jeleit váltotta ki, mint intenzív defecatio és megnövekedett kortikoszteron szint, míg a szorongásoldó anyagok (benzodiazepinek pl: Xanax) beadása esetén aktívabban jelentkezett a nyílt terep felfedezésére irányuló viselkedés. A rágcsálók berendezésben jelentkező aktivitását sok más faktor is befolyásolja (tartási körülmények, megvilágítás erőssége), érdekes például hogy míg az egyedül tartott patkányokban nőtt, addig a szintén így tartott egerek esetében csökkent a szorongási szint, valószínüleg az igen eltérő szociális igényeikből kifolyólag. Természetesen más stresszfaktorok használata (predátor jelenléte, láb elektromos ingerlése) növelte a kísérletben résztvevő állatok szorongását. (Pellow és File, 1986) Ezekben az 5 percig tartó megfigyelésekben kiderült, hogy a szorongásoldó gyógyszerek, mint a diazepam nem kábító dózisban, segíti a szabadon lévő terek felfedezésére irányuló viselkedést, míg nem csökkenti a fedett részen eltöltött időt sem.

Egy másik említésre méltó kísérlet a hole-board test. (File és Wardil, 1975) Ebben a kísérleti állatokat egy négyszögletes arénában helyezik el, amely lyukakkal rendelkezik az alján, amin keresztüldugva a fejüket az állatok ismerkedhetnek környezetükkel. Ez a teszt pontosan ezt a viselkedést veszi alapul. Ennek a felfedezésre irányuló viselkedésnek a száma fordított arányosságot mutat az állat szorongási állapotával. A különféle gyógyszerek hatását ebben a tesztben befolyásolja az állat ismeretsége a berendezéssel, azon egerek estében akik első alkalommal fedezik fel az új környezetet a benzodiazepine típusú nyugtatók kettős hatással rendelkeznek, mégpedig úgy, hogy kisebb dózisban serkentik a felfedező viselkedést, míg nagyobb dózisban elnyomják azt. Érdekes viszont hogy azon egerek esetében, akik nem először találkoznak ezzel a környezettel, a kisebb dózisú gyógyszer sem rendelkezik serkentő hatással. (Nolan és Parkes, 1973)

-Feltételes operáns konfliktus tesztek: az operáns viselkedések a környezet változásaira adott spontán reakciókon alapulnak, és negatív vagy pozitív megerősítés hatására rögzülnek. Ezek közül az egyik legérdekesebb a Geller-Seiter és Vogel konfliktus teszt. A Geller-Seiter tesztben résztvevő patkányoktól 24 órán át megvonták az élelmet és megtanították őket hogy egy kar megnyomásával változó időközönként édesített vízhez juthatnak. A kísérlet közben egy jel (hang vagy fény inger) mutatta hogy a már megismert kar lenyomásával a jutalom megszerzésével egy időben elektromos sokk is éri az állatot, ezzel egy konfliktus helyzetet kialakítva. (Geller, 1960) A kontroll vizsgálatokban természetesen a kar lenyomásainak száma visszaesett. Stresszoldó gyógyszerek alkalmazása megnövelte az esetleges fajdalommal járó lenyomások számát. Ezt a kísérletet fejlesztette tovább tíz évvel később Vogel, aki olyan patkányokat használt, akik 24 órán keresztül nem jutottak folyadékhoz és csak kevés idő állt rendelkezésükre hogy megtaláljanak egy üveg vizet a kísérleti berendezésben. Másnap, újabb 24 óra szomjazás után, visszahelyezik őket a kísérleti berendezésbe, aminek acél aljzatán keresztül az állatot minden huszadik itatóval történő érintkezés után enyhe sokk éri. (Vogel, Beer és Clody, 1971) Ebben az esetben is a szorongásoldó szerek hasonló hatással voltak az állatokra, előidézve a megnövekedett fájdalommal járó ivások számát. Annak ellenére hogy mind a két kísérlet jó eséllyel képes megjósólni a barbiturátok és benzodiazepinek (anxiolitikus) hatásait, az utóbbi, néhány nem anxiolitikus szerre is pozitív eredményt ad. Sőt antidepresszánsok alkalmazása a kísérleti állatokon kissé ellentmondó eredményeket produkált a modellekben, triciklikus antidepresszánsokkal való hosszantartó kezelés és a monoamin oxidáz inhibitorok mint az impiramine és phenelzine növelte a fájdalommal járó cselekvéseket, míg a szelektív szerotonin abszorbeáló inhibitor (SSRI) Fluoxetin nem. Szintén hosszantaró alkalmazása a részleges 5HT1A agonista buszpironnak is okoz ilyenfajta viselkedést patkányokban, de érdekes hogy egerekben nem.

-Stressz állati modelljei: sokféle kísérletet végeztek állatokon és önkénteseken egyaránt amik eredménye arra enged következtetni, hogy azon élmények, behatások amelyek stresszes állapotot idéztek elő a vizsgált alany élete során, feltételezhetően igen nagy szereppel bírnak a kialakulásában és kórfejlődésében számos pszichiátriai betegségnek, mint a hangulat ingadozások, skizofrénia és szorongás. Erre egy példa, alacsony hőmérséklet által indukált stressz, ilyenkor a tetshőmérséklet változás a thermoregulációs center aktiválásával stresszel járó reakciót indukál. (Kvetňanský és társai, 1971) A legelterjedtebben használt stressz előidéző eljárás, amikor a laborállatokat negyed-fél órára körülbelül 15-18 fokos vízbe helyezik bele, vagy szintén ennyi időre a saját környezetükbe történő visszahelyezés után, azt hűtik le körülbelül 4 fokra.

Ezeknél az eljerásáknál már vitatott kérdés lehet hogy mennyire etikusak a kísérleti állatokkal szemben. A fennt említett állatkísérletek mind fontos eszközei a humán stressz illetve szorongás okozta betegségek által előidézett tünetek kezeléseinek kutatására.