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Manejo de Animais de Laboratório Definição: São aqueles criados e produzidos sob condições ideais e mantidos em ambiente controlado (sem variações extremas) com conhecimento e acompanhamento microbiológico e genético seguros. Tipos animais de laboratório: Animais convencionais: → Ratos (Rattus norvegicus) → Camundongo (Mus musculus) → Lagomorfo: coelho (Oryctolagus cuniculus) → Cobaia (Cavia porcellus) → Hamster (Mesocrisetus auratus) • Primeiro mamífero para pesquisa, • Utilizado como modelo em estudos como transplante de órgãos e ósseo, diabetes, distúrbios psiquiátricos, comportamentais, doenças cdvs e cirurgia. • Inteligentes, dóceis, fácil criação, manipulação e adaptação • Dóceis, fácil manipulação, facilidade reprodutiva, curto ciclo de vida, pequenos e de fácil manutenção. • Genética mais conhecido. • Estudos em diversas áreas da Ciência, como Nutrição, Genética, Imunologia, Farmacologia, Embriologia, entre outras. Classificação dos Animais: - A classificação dos animais é de acordo com o status sanitário que apresentam: Gnotobióticos – Possuem uma microbiota associada conhecida. Germ-free – Animais totalmente isentos de germes. Specific patogen free (SPF) – Animais que são isentos de agentes patogênicos específicos. Animais convencionais – são aqueles animais que possuem Microbiota indefinida. Fatores que afetam o bem estar de animais de laboratório: Características biológicas: Esteriotipias: Comportamentos repetidos de padrão simples, como movimentos em círculos ou pulos constantes na gaiola, que parecem não ter sentido e são típicos de animais alojados isoladamente Hierarquia social: - Ratos e camundongos apreciam o convívio em grupo. - A inserção ou a retirada de animais de uma gaiola envolve um esforço adicional para o restabelecimento de novos grupos - Cada animal tem seu papel como dominantes ou dominados Agressividade: - Machos brigam mais que fêmeas D Nutrição Experimental - Machos reprodutores podem brigar se originados de gaiolas distintas e forem agrupados. - Situações de superpopulação→ brigas por território Postura de pé: - Explorar o ambiente e lutar (forma de brincar). - Importante que as grades das gaiolas sejam altas, para permitir que os ratos observem fora da gaiola. - Facilita a cobertura da fêmea pelo macho durante o acasalamento. Coprafagia: - Ingestão das próprias fezes - Pode interferir em resultados de efeito de dieta - Dietas deficientes podem induzir a prática Produção de ultrassons: - Variação considerável na audição de altas e baixas frequências - Captação de frequências de som mais elevadas do que as captadas pelos ouvidos humanos Homeotermia: - Capacidade de ajustar a própria temperatura → variando sua taxa metabólica - Variações bruscas de temperatura e umidade → estresse, queda de resistência e ↑ infecções, acarretando problemas respiratórios. - Cauda tem papel de termorregulação Longas vibrissas: - Receptores tácteis → detectar a presença de objetos, mesmo sem odor. - Permitem orientá-lo na escuridão. Impossibilidade de vômito: - As duas regiões do estômago (grande porção aglandular ou estômago anterior, e porção glandular) são separadas por uma prega limitante. - Facilita gavagem Hábito de limpeza (grooming): - Distribuição de secreção oleosa produzida pelas glândulas da pele - Mantém a pelagem limpa e com brilho - A falta desse hábito indica que o animal está apresentando algum problema Cromodacriorreia: - Secreção de um pigmento de coloração avermelhada nos olhos e no nariz. - Indica sofrimento ou estresse. - Causas: amônia, falta da ventilação ambiental ou liberação de gases produzidos por produtos de limpeza. Barbeamento: - Comportamento dominante → causado por excesso de animais na gaiola, idade, desmame e dieta Barbeamento. Reprodução: - Ciclo estral – 4 a 5 dias: Proestro: - Duração de 12 horas - Pequena tumefação na vulva e a mucosa fica ressecada. Estro: - Duração de 12 horas. - Tumefação máxima da vulva. Metaestro I: - Mestaestro I – Duração de 15 horas e ↓ tumefação com observação de massa caseosa na vagina. - Metaestro II – Duração de 6 horas e vulva volta ao normal. Mucosa vaginal apresenta-se úmida. Diestro: Nutrição Experimental - Duração de 57 horas vulva continua normal. Mucosa vaginal apresenta-se úmida. Comportamento materno - Fêmeas defendem seus filhotes com tenacidade. - Amamentação 18h/dia na primeira semana de nasci- -mento. - Lamber os filhotes→ estimula funções digestivas. - Ratos lambidos → adultos mais tranquilos, menos medrosos e menos estressados. - Manuseio dos neonatos deve ser rápido e com cautela → evitar que a mãe diminua os cuidados e deixe de lambê-los. - Mãe carrega os filhos de um lado para outro → encontrar espaço seguro. - Canibalismo→ Neonatos fracos, natimortos ou mortos. Servem de fonte proteica. Perfil de desenvolvimento Camundongo: - Olhos fechados, cor vermelho-sangue, presença de leite no estômago, vibrissas, orelhas fechadas. Para animais black, a coloração é escura, e os machos apresentam ponto escuro entre o ânus e o aparelho genital. - As orelhas começam a se descolar da cabeça. - Presença de pelagem fina em maior quantidade na região dorsal. - Dentes incisivos inferiores visíveis. - Começam a consumir alimen- -tos sólidos, mas a amamenta- -ção ainda é a principal fonte de alimentação. Ratos: - Olhos fechados, cor verme- -lho-sangue, presença de leite no estômago, vibrissas, ore- -lhas fechadas. Para animais black, a coloração é escura. - As orelhas começam a se descolar da cabeça - Presença de pelagem fina em maior quantidade na região dorsal - Dentes incisivos inferiores visí- -veis e os incisivos superiores começam a apontar - Começam a consumir alimentos sólidos, mas a ama- -mentação ainda é a princi- -pal fonte de alimentação. Desmamedos animais - Aos 21 dias de vida – desmamar os filhotes de cada casal separadamente. - Colocar machos e fêmeas em gaiolas separadas. Nutrição Experimental - Colocar uma ficha de registro para cada gaiola com os dados: linhagem, data de nascimento, data de desmame, quantidade de animais, sexo e responsáveis. Sexagem pós nascimento • Distância ano-genital • Bolsa escrotal • Visualização de mamas - Figura 5. A) Neonatos de camundongos com um dia de vida: macho à esquerda e fêmea à direita; B) Camundongos recém-desmamados. Macho à esquerda e fêmea à direita. - Parâmetros biológicos, fisiológicos e reprodutivos: Parâmetro Rato Camundongo Peso ao nascer 6 – g 1 – 2 g Peso ao desmame 45 – 60 g 10 – 15 g Peso adulto (f) 350 – 500 g 25 – 50 g Peso adulto (f) 250 – 350 g 25 – 45 g Adulto jovem 8 semanas 6 semanas Período de gestação 20 – 22 dias 19 – 21 dias Desmame 21 dias 19 – 28 dias - Idade dos ratos x Idade humana: Idade em meses Idade do humano em anos 6 meses 18 anos 12 meses 30 anos 18 meses 45 anos 24 meses 60 anos 30 meses 75 anos 36 meses 90 anos 42 meses 105 anos 45 meses 113 anos 48 meses 120 anos Consumo de água e ração Rato Camundongo Água ingerida 10 a 20 mL/dia 3 a 7 mL/dia Ração ingerida 10 a 20 g/dia 4 a 5 g/dia Vias de administração de substâncias Administração subcutânea: - Frequentemente utilizada; - A punção é no sentido do pelo nomeio da prega do animal; - Velocidade da absorção é inferior em comparação às vias intraperitoneais e intramusculares. Figura 14. A) Inoculação subcutânea na região da pele do pescoço; B) Inoculação subcutânea na região do flanco. Administração intramuscular: - Pode ser dolorosa devido as fibras musculares estarem sob tensão - Local escolhido poderá ter menos danos as terminações nervosas - Se múltiplas doses → inflamação e sequelas Figura 15. Inoculação intramuscular Administração endovenosa: - Substância diretamente na corrente sanguínea - Podem ser administradas soluções com pH alto ou baixo - São absorvidas mais rapidamente. - A administração é lenta evitando-se que a solução extravase para fora da veia. - Essa técnica, apesar de parecer simples, exige conhecimento e habilidade do operador. Figura 16. A) Inoculação endovenosa na cauda do camundongo; B) Inoculação endovenosa na cauda do rato. Nutrição Experimental Administração intraperitoneal: - Primeira escolha. - Risco de puncionar o TGI. - Não indicadas para múltiplas aplicações→ peritonite. - Absorção por circulação sistêmica e portal. - Inclinar a cabeça do animal para baixo → acomodar os órgãos. Figura 17. A) O quadrante inferior esquerdo (3) é a melhor área para aplicar a injeção intraperitoneal; B) Injeção intraperitoneal em rato; C) Injeção intraperitoneal em camundongo. Administração intradérmica: - Normalmente não recomendada Animal anestesiado ↓ Realiza-se a tricotomia do local da administração ↓ A pele do animal é esticada com o dedo polegar ou indicador, e a agulha inserida logo abaixo da camada superficial da epiderme ↓ A administração é constatada pela formação de uma bolha Administração intranasal: - O animal deve ser levemente anestesiado e manualmente contido Cabeça elevada ↓ A ponta da pipeta é colocada nas narinas externas ↓ A solução é passada lentamente para as narinas. Gavagem de substâncias - A agulha ponta-bola é usada para evitar danos ao esôfago - Vantagem de administrar substâncias em intervalos de tempo e quantidades exatas Coleta de sangue Escolha da técnica: - espécie; tamanho do animal; tipo de amostra necessária (soro, plasma, células inteiras); qualidade da amostra necessária (esterilidade, contaminação de fluídos, tecidos); quantidade de sangue necessária; frequência de amostragem; estado de saúde do animal; formação e experiência do operador; efeito da contenção ou anestesia sobre o parâmetro arterial medido. Retro orbital: - Não recomendável → risco de cegueira - O animal deve estar anestesiado e manualmente contido - Gira-se o tubo capilar no canto do olho, sob o globo ocular. Nutrição Experimental Figura 20. A) Anestésico oftálmico; B) Coleta de sangue via retro-orbitral. Veia caudal: - Animal contido ou anestesiado - Cauda deve ser aquecida → Vasodilatação - Utilizado principalmente para aferição de glicemia → pique com uma agulha Figura 23. A e B) Coleta de sangue a veia caudal do rato. Mandibular - Veia facial: - Limitada a camundongos adultos - Não é recomendado o uso de anestesia - Dependendo da necessidade do experimento, podem-se utilizar agulhas de vários calibres para controlar a quantidade de sangue coletado Figura 21. Coleta de sangue na veia facial do camundongo. Veia safena: - Utiliza-se anestésico; - Perfura-se a veia safena com uma agulha; - O volume de sangue obtido é de pequeno a médio. Punção cardíaca: - Obtém-se boa quantidade de sangre (venoso e arterial); - Uso de anestesia profunda; - Desliza-se o dedo polegar sobre o tronco do animal, até não ser mais possível sentir a cartilagem xifoide; - Introdução da agulha em um ângulo de 45° com uma leve inclinação para a esquerda; - O sangue flui sozinho. Figura 24. A) Punição cardíaca em rato; B) Localização do coração no rato. Punção da aorta abdominal: - Animal em anestesia profunda - Os órgãos da região do abdome são afastados para o lado→ localizar a veia. - Coloca-se a agulha com delicadeza na veia puxando-a devagar. Analgesia e Anestesia em animais de laboratório - Protocolos eficientes garante o refinamento dos projetos de pesquisa ↓ angústia, dor e o sofrimento animal ✓ Qual é a duração e a profundidade da anestesia desejada? ✓ Qual é o grau de analgesia produzido? ✓ A qualidade da anestesia é satisfatória? ✓ Há interações específicas com o protocolo experimental? ✓ Existem requisitos legais e/ou regulamento para controle de narcóticos? ✓ É uma técnica de fácil realização? ✓ É confiável e reprodutível? ✓ É reversível? ✓ O operador está familiarizado com a técnica? ✓ Qual é o custo do procedimento? ✓ Todos os agentes químicos relacionados com a técnica estão disponíveis? Nutrição Experimental Volumes aproximados para a fluidoterapia em ratos e camundongos: Espécie Subcutânea (mL) Intraperitoneal (mL) Ratos – 200 g 5 5 Camundongo – 30 g 1 – 2 2 Anestésicos recomendados para ratos: Droga dosagem Observações Acepromazina 2,5 mg/kg IM/IP Sedação Atropia 0,05 mg/kg IP/SC Parassimpatolítico Diazepan 2,5-5,0 mg/kg IM/IP Sedação Cetamina 50-100 mg/kg IM/IP Sedação/imobilização Medetomidine 0,03-0,1 mg/kg IP/SC Sedação/analgesia leve Midazolan 5 mg/kg IP Sedação Xilazina 1-5 mg/kg IM/IP Sedação/analgesia leve Fonte: Adaptado de Sharp. Legenda: IM – intramuscular; IP – intraperitoneal; SC – subcutânea. Anestésicos recomendados para camundongos Droga Dosagem Observações Acepromazina 2,5 mg/kg IP/SC Sedação leve Atropina 0,04 mg/kg IP/SC Anticolinérgico Diazepan 5,0 mg/kg IM/IP Sedação leve Cetamina 100-200 mg/kg IM Sedação profunda Analgesia leve a moderada Medetomidine 30-100 g/kg IP/SC Sedação leve a moderada Midazolan 5 mg/kg IP Sedação leve a moderada Xilazina 5-10 mg/kg IP Sedação leve/analgesia leve a moderada Fonte: Adaptado de Flecknell. Legenda: IM – intramuscular; IP – intraperitoneal; SC – subcutânea. Analségicos recomendados para ratos: Categoria Agente Dosagem Duração Indicação Opioides Buprenorfina 0,02-0,5 mg/kg SC/IV/IP 6-12 h Dor moderada a severa Opioides Butorfanol 0,2-2 mg/kg SC/IP2-4 h Dor moderada a severa Opioides Mepderidina 10-20 mg/kg SC/IM 2-3 h Dor moderada a severa Opioides Morfina 2-5 mg/kg SC 2-4 h Dor moderada a severa AINES Aspirina (ácido acetilsalicílico) 100 mg/kg VO 4-8 h Dor leve e moderada AINES Flunixin meglumine 1,1-2,5 mg/kg SC/IM 12 h Dor leve e moderada AINES Carprofeno 1,5 mg/kg VO 12 h Dor leve e moderada AINES Ibuprofeno 10-30 mg/kg VO 4 h Dor leve e moderada AINES Acetaminofeno (paracetamol) 1-2 mg/mL na água Dor leve e moderada AINES Cetoprofeno 5 mg/kg VO/IM 24 h Dor leve e moderada Fonte: Adaptado de Ness. Legenda: IM – Intramuscular; IP – intraperitoneal; SC – subcutânea; IV – intravenosa; VO – via oral. Analségicos recomendados para camundongos: Categoria Agente Dosagem Duração Indicação Opioides Buprenorfina 0,05-2,5 mg/kg SC/IP 6-12 h Dor moderada a severa Opioides Butorfanol 0,2-2 mg/kg SC/IP 2-4 h Dor moderada a severa Opioides Mepderidina 10-20 mg/kg SC/IM 2-3 h Dor moderada a severa Opioides Morfina 2-5 mg/kg SC 2-4 h Dor moderada a severa AINES Aspirina (ácido acetilsalicílico) 120 mg/kg VO 4 h Dor leve a moderada AINES Flunixin Meglumine 0,3-2 mg/kg VO/IM/IV 12-24 h Dor leve e moderada AINES Carprofeno 5 mg/kg SC 24 h Dor leve e moderada AINES Ibuprofeno 7-15 mg/kg VO 4 h Dor leve e moderada AINES Acetaminofeno (paracetamol) 5 mg/kg VO/IM Dor leve e moderada Manuseio para troca de Gaiolas - Evitar agitação e movimentos bruscos; - Esperar instantes para que os animais investiguem a mão do operador e o cheiro da luva; - Manuseio de forma gentil e firme; - Mãe é removida primeiro a fim de não provocar reações defensivas quando o ninho é retirado da gaiola. Técnicas de contenção Figura 9. A) Contenção de rato segurando-lhe o pescoço com os dedos indicador e médio; B) Contenção de rato envolvendo-lhe o dorso abaixo dos membros anteriores. Nutrição Experimental Figura 10. Contenção manual para ratos puxando-lhe toda a pele do dorso. Contensores artificiais Figura 12. A) Contensor artificial para camundongo; B) Contensor artificial para rato. Sinais potenciais associados a dor ou desconforto em ratos, camundongos e coelhos Sinais Rato Camundongo Coelho Diminuição no consumo de água e alimento ✓ ✓ ✓ Perca de peso ✓ ✓ ✓ Isolamento social ✓ ✓ ✓ Automutilação, mordedura de membros ✓ ✓ ✓ Respiração acelerada ✓ ✓ ✓ Respiração com boca aberta ✓ ✓ ✓ Respiração abdominal ✓ ✓ ✓ Sinais Rato Camundongo Coelho Ranger de dentes ✓ ✓ Mordidas e agressões ✓ ✓ Aumento/ diminuição de movimentos ✓ ✓ ✓ Aparência de pelagem (eriçada, emaranhada, opaca) ✓ ✓ ✓ Postura anormal ✓ ✓ ✓ Sono agitado ✓ Lacrimejamento/porfirina, falta do reflexo de pisca ✓ ✓ Sinais Rato Camundongo Coelho Pupilas dilatadas ✓ ✓ Rigidez muscular/ falta de tônus muscular ✓ ✓ Desidratação/olhos fundos ✓ ✓ ✓ Espasmos/tremores ✓ ✓ ✓ Vocalização (raro) ✓ ✓ ✓ Vermelhidão ou inchaço ao redor da ferida cirúrgica ✓ Aumento da salivação ✓ ✓ Eutanásia na experimentação animal Eutanásia, do grego “eu” – bom – e “thanatos” – morte –, constitui-se no modo humanitário de matar o animal, sem dor e com mínimo estresse. É a prática de causar a morte de um animal de maneira controlada e assistida. Critérios para a eutanásia - Tratar o animal com respeito; - Considerar o manejo pré-eutanásia baseado nas características comportamentais de cada espécie; - Prover a morte sem dor e sofrimento físico e mental; - Produzir imediata perda da consciência, seguido de parada respiratória e cardíaca e perda da função cerebral; - Ser apropriado para a espécie, idade e estado de saúde do animal; - Confirmar a morte antes do descarte do cadáver; - Envolver pessoas qualificadas e competentes para realizar o método de forma efetiva e humanitária e realizar rodízios entre profissionais; - Levar em consideração o impacto psicológico do pessoal envolvido; - Ser aprovado pela CEUA da instituição; - Basear-se na consulta de profissional(is) com experiência na área e nos grupos taxonômicos em questão, para selecionar o melhor método de eutanásia, particularmente, se houver pouca informação para a espécie animal envolvida; - Quando do uso de anestésicos inalatórios, garantir a manutenção e calibração regulares dos equipamentos. Métodos de eutanásia Hipóxia direta ou indireta – Agentes inalantes anestésicos (halotano, enflurano, sevoflurano e isoflurano) e gases não anestésicos (dióxido de carbono, nitrogênio, argônio e monóxido de carbono). Em ambos os casos, a eutanásia se dá com a administração excessiva do gás escolhido. Nutrição Experimental Depressão neural – Agentes que deprimem os neurônios cerebrais e causam inconsciência seguida de morte. Interrupção de atividade cerebral e Destruição de neurônios vitais – Podem ser causadas por concussão (trauma craniano), destruição direta do cérebro ou despolarização elétrica dos neurônios, que induz rápida inconsciência. Destruição dos centros que controlam as atividades respiratória e cardíaca. Recomendação de agentes e métodos de eutanásia por espécie Ordem Rodentia – Roedores e pequenos mamíferos – camundongos, ratos, hamster, gerbil, cobaias. Recomendáveis Barbitúricos intravenoso ou intraperitoneal (em casos excepcionais quando da impossibilidade de administração intravenosa) Anestésicos gerais intravenosos (exemplos propofol) Anestésicos inalatórios (e. g. insofluorano) Sobredosagem da associação dissociativos (e. g. cetamina) e agonistas de adrenorreceptores alfa-2 (e. g. xilazina) administrada pelas vias intravenosa, intramuscular ou intraperitnal (em casos quando da impossibilidade de administração intravenosa) Após a perca do reflexo correal, os métodos acima podem ser complementados por cloreto de potássio associado ou não a bloqueador neuromuscular, ambos por via intravenosa Aceitos com restrição CO², desde que sejam seguidas as recomendações desta diretriz referentes ao item 8.1.1.2 Deslocamento cervical (ratos <150g, camundongos) Decapitação com equipamentos comerciais de uso especifico tipo guilhotina (lâminas e tesouras afiadas apenas em neonatos). Micro-ondas específicos para esta finalidade (não é aceito micro-ondas de uso doméstico) Congelamento rápido ou nitrogênio líquido para fetos e neonatos de ratos e camundongos Atordoamento, seguido de exsanguinação (apenas em animais silvestres em situações de campo) Inaceitáveis Éter, clorofórmio, nitrogênio, argônio e outros métodos não descritos nesta diretriz. Eutanásia de fetos e neonatos de ratos e camundongos Fetos Até 15 dias de idade O animal ainda está no útero e, portanto, ainda não respirou. Nessa fase, como não têm percepção da dor, a eutanásia da mãe, privando-os de aporte sanguíneo, assegura a eutanásia. 15 dias até o nascimento Se os animais forem expostos ao ambiente extrauterino e, portanto, respirarem, a eutanásia deve ser por método físico, como a decapitação com tesoura cirúrgica. Caso o útero e os sacos amnióticos estejam intactos, significa que o animal não respirou. Assim, a simples retirada do útero ocasiona a parada brusca de oxigenação para os fetos, resultando em sua morte. Neonatos Até 10 dias de idade Injeção de anestésicos químicos e métodos físicos são aceitáveis. Nessa fase, são sensíveis aos anestésicos inalatórios, embora a exposição prolongada possa ser necessária, sendo recomendado um método secundário físico para garantir a morte. Se necessária a imersão em nitrogênio líquido ou um método defixação/perfusão, o animal deverá ser anestesiado Mais de 10 dias de idade Seguir as recomendações de eutanásia para animais adultos da mesma espécie. Fonte: adaptado de National Institute of Health. Regras para o trabalho seguro em biotérios de criação de animais - Não somente técnicos devem ter consciência dos perigos e serem treinados, mas todos os pesquisadores. - Éter pode causar dor de cabeça, cansaço e irritabilidade e apresentar peróxidos explosivos→ substituir. - Lavagem das mãos e uso dos EPI’s são indispensáveis. - Ferimentos na pele devem ser devidamente protegidos. - Fumar, comer ou beber é terminantemente proibido. - Necropsias de animais infectados com microorganismos contagiosos devem ser feitas em ambiente ventilado e posterior incineração. - Gaiolas, equipamentos e superfícies devem ser corretamente higienizados. - Biotérios devem ter equipamentos de segurança e treinamento de primeiros socorros. - Todos que trabalham no biotério devem manipular todas as espécies com segurança. Nutrição Experimental
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