Lo stress negli animali da laboratorio

Riassunto

Sono state valutate 80 pubblicazioni per documentare il grado di stress potenzialmente correlato a 3 tipi di pratiche abituali riguardanti gli animali di laboratorio: manipolazione, prelievo ematico, introduzione di sonda oro-gastrica. Per “manipolazione” si intendono tutte quelle pratiche routinarie non invasive correlate con l’allevamento e la pulizia degli animali: pulizia delle gabbie, spostamento delle stesse, spostamento degli animali. Per tutte e 3 le tipologie di pratica ed in diverse specie sono state rilevate significative variazioni nei parametri fisiologici collegati allo stress (ad es. concentrazione plasmatica di corticosteroidi, glucosio, ormone della crescita, prolattina, pressione sanguigna, variazioni comportamentali). I risultati di tale studio dimostrano che gli animali rispondono con rapida, pronunciata e significativa elevazione dei parametri collegati allo stress, per ognuna delle procedure esaminate, anche se la manipolazione ha dimostrato suscitare alterazioni variabili al sistema immunitario. Le alterazioni variano tra il 20% ed il 100% ed oltre in più rispetto ai valori basali o ai controlli. Tali alterazioni hanno una durata minima di 30 minuti dalla fine della pratica. I risultati dello studio suggeriscono che le pratiche abituali di laboratorio causino notevole stress negli animali e che gli animali non siano in grado di adattarsi alle stesse in tempi brevi: questi fenomeni hanno implicazioni etiche e scientifiche per quanto riguarda l’uso degli animali nella ricerca.

Manipolazione degli animali

La pulizia delle gabbie e le normali pratiche di trasferimento degli animali implicano necessariamente frequenti manipolazioni che si sono dimostrate fonte di notevole stress. I topi sono particolarmente schivi e tendono ad evitare il contatto con l’uomo, per loro sempre fonte di paura a meno che non siano stati condizionati in giovane età.  Sono stati misurati diversi parametri fisiologici (marcatori di stress) in topi e ratti, sia in condizioni basali che in seguito a varie tipologie di manipolazione quali presa, spostamento della gabbia, trasferimento degli animali, pulizia della gabbia, aggiunta di nuovi oggetti, ecc. I dettagli sono riassunti nelle tabelle sottostanti.

Prelievo ematico

E’ una delle più comuni procedure su animali da laboratorio. Nei roditori la vena caudale, giugulare o il seno retro-orbitale (occhio) possono venir utilizzate per effettuare prelievi di sangue venoso. A volte si incide la punta della coda o si esegue un prelievo intra-cardiaco. Nei primati si usa spesso la safena e nei conigli la vena marginale auricolare. Nel caso si necessiti di una cateterizzazione venosa permanente l’animale viene bloccato, legato e/o dotato di collare ad imbuto (elisabettiano) per evitare che l’animale cerchi di rimuovere il dispositivo. Il prelievo retrorbitale nei roditori, oltre a causare notevole stress (specie se effettuato senza alcuna sedazione) può comportare il danneggiamento del nervo ottico o di altre strutture intra-orbitali, con conseguente cecità, ulcerazioni, rottura, emorragia, infiammazione, infezioni ed infine degenerazione dell’occhio. L’abrasione della cornea provocata quasi sempre nel tentativo di arrestare l’emorragia causa sovente una vascolarizzazione ed un ispessimento della stessa, con conseguente enoftalmo (spostamento del bulbo oculare verso l’interno), ciò che causa notevole sofferenza agli animali. In uno studio effettuato su 204 ratti, tutti e 4 gli operatori (con decennale esperienza!) coinvolti, indussero danni importanti agli occhi degli animali (3 di loro indussero endoftalmo/esoftalmo in almeno 1 degli animali, 2 provocarono lesioni corneali, 3 furono responsabili di alterazioni intra-oculari). L’incisione ripetuta della punta della coda nei topi e ratti può danneggiare la cartilagine o le vertebre coccigee. E’ considerata una pratica molto dolorosa se praticata senza sedazione. Il prelievo ematico tramite puntura cardiaca è spesso causa di emorragie intra-toraciche (mortalità del 12%), per questo viene eseguito su animali che poi vengono sacrificati. Non dovrebbe mai essere effettuato senza anestesia. I primati (scimmie) reagiscono ai prelievi emettendo forti vocalizzi, rifiutandosi di entrare nelle gabbie di contenzione e cercando di evitare il trattamento coatto. I dati sui prelievi ematici su cani sono limitati ma quelli esaminati dimostrano reazioni comportamentali di stress quali rannicchiamento al suolo e tentativo di allontanarsi dall’operatore, paura, emissione di guaiti. Sono state rilevate significative variazioni nell’attività della renina plasmatica, della concentrazione di adrenalina e dell’ematocrito (parte corpuscolata del sangue).

Puntura retrorbitale in topo

 Video: prelievo da seno retrorbitale su ratto

Sonda orogastrica

L’inserimento di una sonda (sonda orogastrica) attraverso la bocca fino allo stomaco è un’abituale pratica a cui vengono sottoposti gli animali di laboratorio negli studi di farmacologia (farmacocinetica e tossicologia) per permettere la somministrazione di farmaci o sostanze per via orale. Ratti, topi, conigli e primati non umani sono gli animali più spesso coinvolti. Di solito la pratica viene condotta senza alcuna sedazione (non è possibile sedare un animale quando lo studio richiede una somministrazione ripetuta ogni giorno o più volte al giorno per lunghi periodi). La pratica implica la manipolazione e l’immobilizzazione forzata dell’animale e l’inserimento di un tubo di metallo rigido o di plastica flessibile (lunghezza tipica 10 cm per 2 mm di diametro) attraverso la bocca fino allo stomaco. Ciò comporta sempre interferenza con l’attività respiratoria e distensione dello stomaco. Altri potenziali fattori di stress includono le caratteristiche della sostanza somministrata che può essere irritante o tossica. Frequenti complicazioni sono l’aspirazione del liquido con tutte le conseguenze del caso (difficoltà respiratorie, irritazione, polmonite ab ingestis, soffocamento), compressione, perforazione, traumi esofagei, emotorace, morte. L’aspirazione del liquido si verifica nel 20-80% dei casi. Mentre le evidenze dimostrano che per un ratto il volume “ideale” somministrato attraverso sonda orogastrica dovrebbe essere sempre minore o uguale a 10 mL/Kg, spesso la quantità somministrata supera i 20-50mL/Kg. Per il topo e per il ratto i volumi massimi sono rispettivamente 30 e 50 mL/Kg, volumi oltre i quali si ha una notevole distensione gastrica ed aumento del tasso di assorbimento (e conseguente tossicità). Ciò può alterare in modo variabile i parametri farmacocinetici e tossicocinetici. Lo stress indotto dalla pratica può provocare danni epatici (apoptosi delle cellule epatiche).

Conclusioni

E’ ragionevole asserire che la paura ed il dolore che gli animali provano durante le pratiche abituali di laboratorio sono i fenomeni che sottostanno alle alterazioni fisiologiche e comportamentali osservate (risposta allo stress). Ne viene che la maggior parte degli studi che coinvolge animali è intrinsecamente e significativamente fonte di stress per gli animali. Risulta perciò difficile concludere che gli studi su animali che prevedono le pratiche sopra descritte possano essere considerati “umani”. E’ altresì ragionevole ritenere che simili alterazioni dei parametri fisiologici potrebbero in alcuni casi falsare i risultati degli esperimenti.

Tratto da:

Balcombe J, Barnard N, Sandusky C. Laboratory routines cause animal stress. Contemp Top Lab Anim Sci 2004; 43(6): 42-51. Articolo originale reperibile qui: http://www.psychologytoday.com/files/attachments/41209/lab-routines-cause-animal-stresspdf.pdf

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