Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Srovnání vývoje potkana a člověka

Publikováno: Vesmír 95, 285, 2016/5
Obor: Biologie

V některých případech záleží na stáří laboratorních zvířat. Zkoumáme-li například nemoci závislé na věku – třeba Alzheimerovu chorobu nebo epilepsii – je dobré umět porovnat věk laboratorní myši či potkana s věkem lidským.

Pod pojmem laboratorní zvíře si každý nejspíš představí bílého potkana či myš. Opravdu – přibližně 80 % všech zvířat používaných ve výzkumu tvoří hlodavci, zejména myši a potkani. Albinotičtí potkani se v laboratořích využívají již od počátku 20. století. Kvůli ochraně zvířat se však již delší dobu počet využitých laboratorních zvířat celosvětově snižuje. Umožňují to zejména nové či alternativní metody (např. buněčné kultury) a jejich miniaturizace. Jako příklad lze uvést testování nových potenciálních léčiv. Alternativní metody mohou usnadnit předvýběr zkoumaných látek z hlediska účinnosti či toxicity, a tím snížit počet použitých zvířat v experimentech. Přesto se nemůžeme bez využití laboratorních zvířat v základním i biomedicínském výzkumu obejít. Pro efektivní výzkum je nutno zvolit zvíře, které stářím co nejlépe odpovídá stáří zkoumaných osob. Významné je to u nemocí, jež se vyskytují v závislosti na věku (např. Alzheimerova choroba u pacientů vyššího věku či epilepsie, která má vrcholy výskytu jednak v dětském až adolescentním věku a poté u lidí starších 65 let). Znalost vhodného stáří laboratorních hlodavců je významná i při výzkumu vlivu užívání psychotropních látek u adolescentů nebo při zjišťování efektu těchto látek během prenatálního období.

Jak vybrat zvíře vhodného stáří?

I přes zdánlivou odlišnost obou druhů lze ve vývoji potkana a člověka najít společné body. První hrubé srovnání věku zvířete a člověka je jistě poměr délky života. Potkan se průměrně dožívá tří let, člověk osmdesáti (pokud poněkud zjednodušíme). Z toho vyplývá, že 13,7 dne u potkana odpovídá roku lidského života. Toto zjednodušení ovšem naráží na významný problém, jímž je nestejnoměrné trvání jednotlivých fází života obou druhů. Proto je vhodné každou fázi života počítat samostatně. Život můžeme rozdělit do pěti fází – období od porodu do odstavení, předpubertální období, puberta, dospělost a pozdní věk. Pro každou z nich vyjde velmi odlišný poměr (viz tabulku 1).

Při porovnávání vývoje lze také najít společné body v rozvoji motorického systému. Mláďata potkanů začínají zdvihat hlavu již od druhého postnatálního dne, což odpovídá druhému až třetímu měsíci života dítěte. Okolo pátého dne života začínají potkani zvedat přední končetiny, což ukazuje jejich zralost. Děti začínají sedět mezi pátým a šestým měsícem života. Okolo desátého postnatálního dne mají potkani natolik zralé zadní končetiny, že začínají zvedat pánev. Analogicky k tomu začínají děti staré zhruba devět měsíců stabilně sedět na podlaze a lézt po čtyřech. Potkan začíná chodit dvanáctý den svého života, děti v průměru okolo dvanáctého měsíce.

Dozrávání hlavních anatomických částí mozku probíhá ve stejném pořadí u potkana i u člověka. [6] Vývoj nervového systému začíná během embryonálního vývoje a v jisté formě přetrvává až do dospělosti. U lidí vrcholí tempo růstu mozku přibližně čtyři měsíce po narození. Nejdříve dozrávají vývojově starší části mozku – mozeček, most Varolův a prodloužená mícha, později novější struktury jako mezimozek a koncový mozek. Varolův most a prodloužená mícha jsou součástí mozkového kmene, který obsahuje motorická a senzorická centra. Ten řídí mnohé základní životní funkce, a proto jeho vývoj začíná poměrně brzy (u potkana 10. embryonální den, u lidí po 3,5 týdne embryonálního vývoje). O něco později se začíná vyvíjet mozeček. U potkanů se formuje již od 12. embryonálního dne a jeho vývoj končí až po narození (16.–19. den po porodu). Vývoj mozečku u lidí začíná okolo čtvrtého týdne embryogeneze a končí až těsně před narozením. Korové oblasti předního mozku a hipokampus, což jsou struktury důležité pro kognitivní funkce, se u obou druhů začínají formovat ve fetálním období, přičemž některé procesy (diferenciace buněk a tvorba synapsí) zasahují až do období postnatálního.

A nejde jen o tyto první postnatální týdny vývoje potkana. Kupříkladu dopaminový systém se mění i v adolescentním věku. Mimoto se v průběhu života zvířete mění i jeho sociální chování. Proto by se mělo na věk experimentálních zvířat nahlížet jako na důležitý faktor při designování pokusů a při interpretaci výsledků.

Literatura

[1] Sengupta P.: The laboratory rat: Relating its age with human’s. Int. J. Prev. Med. 4(6), 624, 2013.

[2] Vinay L. a kol.: Perinatal Development of the Motor Systems Involved in Postural Control. Neral. Plast. 12(2–3), 131, 2005.

[3] Rice D., Barone Jr. S.: Critical periods of vulnerability for the developing nervous system: evidence from humans and animal models. Environ. Health Perspect. 108, 511, 2000.

[4] McCutcheon J. E., Marinelli N.: Age matters. Eur. J. Neurosci. 29(5), 997, 2009.

[5] Quinn R.: Comparing rat´s to human´s age: How old is my rat in people years? Nutrition 21(6), 775, 2005.

[6] Bayer S. A. a kol.: Timetables of neurogenesis in the human brain based on experimentally determined patterns in the rat. Neurotoxicology 14(1), 83, 1993

Soubory

článek ve formátu pdf: V201605_285.pdf (326 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky