Негвинейская несвинка

Ястребова С.
(«ХиЖ», 2017, №3)

Во многих языках есть выражение, обозначающее подневольное существо, на котором буквально или фигурально ставят опыты. В русском, например, чаще всего можно услышать «лабораторная мышь» или «подопытная крыса». А в англоязычных странах — guinea pig, по-нашему морская свинка. И хотя сейчас исследования по всему миру гораздо чаще проводят на других грызунах, этот домашний любимец вполне заслуженно носит статус главного подопытного.

pic_2017_03_30.jpg


Из-за моря

К Гвинее, морю и свиньям морские свинки, они же Cavia porcellus, практически не имеют отношения. Ни одна из Гвиней не находится в Америке, у моря эти звери не живут, да и сами они вовсе не свиньи, а грызуны.

Морские свинки приходятся нашим евразийским мышам, белкам и бобрам не самыми близкими родственниками. Их выделяют в один подотряд с колючими дикобразами, могучими капибарами и шерстистыми шиншиллами. Все они, как и морская свинка, уроженцы американского континента. И именно его коренные жители, инки, одомашнили кавий много тысяч лет назад, еще до нашей эры. Компактные и послушные, морские свинки выглядели милыми, и их разводили «для красоты». Что не менее важно, их мясо оказалось весьма вкусным, так что кавий растили заодно и для еды. В латиноамериканских странах до сих пор существуют фермы, которые специализируются на их разведении.

Когда европейцы открыли для себя Америку, они тоже были приятно удивлены кавиями и решили забрать некоторое их количество на родной континент. Поскольку свинкам, чтобы попасть в Европу, было необходимо пересечь Атлантику, их можно было с чистой совестью назвать заморскими. Быть может, отсюда и появилось их не совсем корректное наименование «морские».

На новом месте нрав кавий остался кротким, и они стали домашними животными у европейцев, точно так же, как когда-то у инков. Видимо, мысль использовать их в научных опытах пришла естествоиспытателям потому, что этих грызунов было много, они легко шли на контакт с человеком, быстро плодились и имели удобные размеры. И хотя сейчас упоминания о морских свинках встречаются примерно в 1300 научных статей в год (для сравнения, мышей и крыс за то же время суммарно используют в 86 000 экспериментальных работ), множество важнейших открытий было сделано именно на них и именно в Европе.

pic_2017_03_31.jpg

 Число публикаций, где в качестве лабораторного объекта было использовано то или иное животное, по десятилетиям



Палочка Коха

У морских свинок есть недостаток, очень полезный для ученых: они легко заболевают. Бактерии и вирусы атакуют их дыхательные пути порой более успешно, чем носоглотки выращенных в тепличных условиях человеческих детенышей. Болеют свинки и туберкулезом (чахоткой, как говорили в старину). Этот недуг ив наше время поражает 10,4 миллиона человек в год и уносит жизни 1,8 миллиона (https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/tuberculosis). Но сейчас его хотя бы можно лечить, а во времена немецкого врача Роберта Коха чахотка весьма часто была приговором для больного. В 1905 году Кох получил Нобелевскую премию по физиологии медицине за обнаружение возбудителя туберкулеза, бактерии Mycobacterium tuberculosis. После его открытия стало по меньшей мере понятно, с кем бороться, чтобы избежать заболевания или вылечить зараженных.

Исследования патогенеза туберкулеза велись и до Роберта Коха, но они дали немного конкретики. Стало только понятно, что болезнь от зараженных к здоровым переносит какой-то микроб. Именно он, судя по всему, образовывал в различных тканях тела больных бугорки — туберкулы.

Чтобы проверить это предположение, Роберт Кох решил использовать ткани погибших от чахотки. Недалеко от лаборатории Коха в Берлине была клиника Шарите, где находилось немало больных туберкулезом. Многие из них умирали. Врач брал образцы тканей и рассматривал их под микроскопом. Ему удалось подобрать комбинацию красителей, позволившую увидеть бактерию-возбудителя. Это произошло 24 марта 1882 года.

Чтобы удостовериться, что именно эти микробы вызывают чахотку, Кох делал надрезы на коже морских свинок и втирал в них содержимое туберкулезных бугорков. Все зараженные Mycobacterium tuberculosis животные демонстрировали признаки болезни (притом у разных свинок они были очень схожими), и большинство умирало. Роберт Кох вскрывал их и у каждой находил практически такие же туберкулы, как и у погибших людей.

Открытие Коха позволило разработать методы лечения туберкулеза, основанные на фактах, а не на умозрительных теориях. Впрочем, некоторые его догадки относительно этой болезни оказались неверными. Так, он думал, что введение в организм туберкулина — токсина, выделяемого Mycobacterium tuberculosis, — обеспечит иммунитет к чахотке. Но оказалось, что иммунитет не развивается и организм просто отравляется туберкулином. Зато этот токсин используется для реакции Манту, которую и по сей день делают всем детям, чтобы проверить, нет ли у них туберкулеза в скрытой форме.


Витамин С

У морских свинок есть еще одна общая черта с людьми: их организм не может самостоятельно вырабатывать витамин C. Поэтому если он в течение долгого времени не поступает с пищей, морские свинки болеют и умирают. Фактически у них проявляются симптомы цинги.

Про цингу люди знали давно. Ею болели моряки, долгие месяцы не видевшие суши и не имевшие возможности есть свежие фрукты. Правда, какое именно вещество в этих фруктах спасает от цинги, было неизвестно.

Выяснить это в начале 1930-х годов века смогли венгерские ученые Альберт Cент-Дьёрди и Джозеф Свирбели. Работая в США, Сент-Дьёрди выделил вещество, которое назвал гексуроновой кислотой. Он подозревал, что это и есть витамин С, но не был до конца уверен в этом: требовались дополнительные опыты, которые Сент-Дьёрди поручил молодому постдоку Джозефу Свирбели. Он-то и проводил эксперименты на свинках, в то время как Сент-Дьёрди больше интересовался химическим строением полученного вещества.

Свирбели разделил животных на две группы. Одни получали свой обычный рацион, в состав которого входили свежие овощи и фрукты, богатые витамином С. Другим он давал только вареное, а при варке, как предполагалось, витамин разрушается. Первая группа чувствовали себя хорошо, а животные второй группы через некоторое время демонстрировали признаки цинги и погибали. Впрочем, их можно было спасти, время от времени добавляя им в пищу очищенную гексуроновую кислоту. Отсюда Свирбели и Сент-Дьёрди сделали вывод, что гексуроновая кислота — это и есть витамин С. Позднее гексуроновую кислоту переименовали в аскорбиновую: по-латыни scorbutus — цинга, а приставка a означает отрицание.

Того количества аскорбиновой кислоты, которое СентДьёрди получил в Америке, не хватило на все исследования. Очевидные ее источники, например апельсины, как выяснилось, содержат слишком много сахаров, существенно затрудняющих выделение и очистку витамина С. Некоторое время Сент-Дьёрди размышлял над тем, откуда еще его можно получать, но не мог ничего придумать. Решение пришло во время ужина. Жена ученого принесла ему блюдо с паприкой приправой из красного стручкового перца Capsicum annuum. Настроения есть у него не было, зато он вспомнил, что стручковый перец — одно из немногих растений, которые он еще не исследовал на предмет содержания витамина C. Сент-Дьёрди направился в лабораторию и уже к полуночи знал, что стручковый перец — настоящий кладезь аскорбиновой кислоты, а кроме того, он не сладкий, поэтому выделять из него витамин С проще. Из каждого грамма паприки удавалось получить по несколько миллиграммов аскорбиновой кислоты. А в сырье для биохимических опытов у Сент-Дьёрди не было недостатка: в то время он жил в городе Сегед, венгерской столице красного перца.

Альберт Сент-Дьёрди в 1937 году стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии или медицине «за открытия в области процессов биологического окисления в живых организмах, связанные в особенности с изучением витамина С и катализа фумаровой кислоты». Можно сказать, что этой престижной наградой он отчасти обязан морским свинкам.


Заключение

Морские свинки помогли открыть не только палочку Коха и аскорбиновую кислоту. Помимо витамина С, они должны получать с пищей много фолиевой кислоты, калия, тиамина и аргинина. Все эти вещества важны и для человеческого здоровья, поэтому диетологи и физиологи нередко исследуют на морских свинках их метаболизм. А еще у этих животных часто развиваются аллергии, так что они нужны и иммунологам-аллергологам. Наконец, диапазон звуков, которые слышат морские свинки, близок к нашему, и они поворачивают уши к источнику шума. Это позволяет изучать на них работу слуховой системы, в частности волосковых клеток во внутреннем ухе.

123

Разные разности

09.08.2022 17:00:00

…температура в Арктике растет в четыре раза быстрее, чем глобальное потепление

…около половины оплодотворенных яйцеклеток погибает очень рано, еще до того, как мать узнает, что она беременна

…если вы хотите найти безопасный район для проживания, выберите тот, где жители доверяют друг другу и выгуливают много собак…


>>
05.08.2022 17:00:00

Многие самки пауков съедают своих партнеров после спаривания, и большинство самцов относятся к этому покорно. Но есть пауки, которых такое положение вещей не устраивает. И они стараются удрать в самый последний момент.

>>
03.08.2022 17:00:00

Израильские ученые уверены, что взаимная симпатия с потенциальным партнером зависит от того, насколько хорошо они могут синхронизировать свои тела.

>>
01.08.2022 17:00:00

Ученые из Университета Ньюкасла обнаружили новые типы бактерий, которые прилипают к плавающим в морской толще частицам микропластика и путешествуют на них по океану.

>>
26.07.2022 16:00:00

Почти в половине проб воды, взятых из рек по всему миру, присутствуют биологически активные компоненты лекарств в концентрациях, от которых можно ожидать экотоксикологических эффектов.

>>