Выбор подопытных животных.
Одна из основных проблем экспериментальной медицины -выбор вида животных, на которых будут проводиться исследования. В лабораториях наиболее широко используются, особенно для массовых экспериментов, такие мелкие грызуны, как мыши, крысы и морские свинки, поскольку они сравнительно недороги и их легко содержать. Кроме того, их могут поставлять в больших количествах, и они представляют собой разнообразные инбредные или даже генетически чистые линии.
Некоторые виды животных чрезвычайно удобны для проведения с ними определенных экспериментов. Например, на кроликах особенно легко изучать явления атеросклероза, поскольку они чрезвычайно подвержены этому заболеванию. Лошади благодаря своему большому объему крови используются для массового производства иммунных сывороток. Крысы обладают необычайной сопротивляемостью к инфекциям. Если в бактериологической работе это недостаток, то в экспериментальной хирургии это преимущество, поскольку отпадает необходимость в абсолютной стерильности. Морские свинки чрезвычайно подвержены заболеванию цингой, в то время как -крысы, вырабатывающие собственный витамин С, не заболевают ею даже при безвитаминных диетах. Высокая организация мозга обезьян делает их наилучшим объектом для экспериментов по изучению центральной нервной системы.
Некоторые виды животных обладают удобными анатомическими особенностями. Мой учитель Бидль с успехом продемонстрировал жизненную необходимость коры надпочечников, использовав для этого некоторые виды рыб, у которых этот орган совершенно отделен от мозгового вещества и может быть выборочно удален без повреждения последнего.
Итак, мы видим, насколько выбор подопытных животных зависит от характера экспериментов, которые мы хотим осуществить. Ни один вид животных не является универсальным, но есть некоторые общие правила, определяющие выбор. При обнаружении какого-либо биологического свойства у одного вида животных необходимо проверить его наличие у нескольких других видов, дабы убедиться, что это наблюдение может быть обобщено. Кроме того, другие виды животных могут оказаться более удобными для опытов. Затем следует проверить, какое влияние на результат эксперимента оказывают такие факторы, как пол, возраст, беременность, лактация или зимняя спячка животного.
Неестественные условия эксперимента.
Когда Э. Ру35 впервые задумал показать, что бациллы дифтерии в состоянии вырабатывать яд, он ввел умеренное количество свободной от микробов дифтерийной бульонной культуры кроликам и морским свинкам, но ни одно из животных не проявило ни малейших признаков заражения. Отчаявшись, он ввел маленькой морской свинке 35 мл этой культуры. На этот раз явные симптомы дифтерии были налицо и животное погибло, но эксперимент был расценен как бессмысленный, поскольку 35 мл культуры соответствуют примерно 10 % веса тела морской свинки. И все же именно этот в высшей степени "неестественный" эксперимент обеспечил такую концентрацию дифтерийного яда, что, как сказал Де Крюи, "одной унции (28,3 г) этого очищенного вещества достаточно для того, чтобы убить 600 000 морских свинок либо 75 000 крупных собак!" [7].
В науке нередки случаи, когда первоначальный эксперимент, который задал направление исследованиям, представляется слишком искусственным, чтобы иметь какое-либо реальное значение. Насколько это возможно, эксперименты должны проводиться в условиях, близких к тем. которые имеют место в реальной жизни или по крайней мере во время болезни. Но это далеко не всегда возможно и необходимо, особенно на начальной стадии исследования, когда еще ведутся поиски оптимальных условий работы. К сожалению, неестественные условия эксперимента являются постоянным объектом для нападок скептиков, в результате чего множество многообещающих исследований было погублено в зародыше. Даже самые калечащие животного операции вполне естественны в сравнении с работой на изолированных органах или тканях, когда не просто удалена та или иная часть организма животного, но вообще исследуется лишь один изолированный орган. И тем не менее подобная работа in vitro ("на уровне пробирки") внесла фундаментальный вклад в науку.
Лично я являюсь ярым сторонником экспериментирования в наиболее естественных условиях. Если только это возможно, я предпочитаю изучать целостное физиологическое явление (воспаление, адаптационный синдром, кальцифилаксию) или модели заболевания, нежели их отдельные составляющие (изменения в отдельных структурных или химических элементах) . Но никакое исследование не должно объявляться лишенным ценности только на том основании, что оно выполнялось в "неестественных" условиях. Да и вообще, что такое неестественные условия? Полное удаление поджелудочной железы, казалось бы, весьма "неестественный" способ вызывания диабета, и все же он оказался настолько близким к спонтанно возникающей болезни, что обеспечил открытие инсулина. Для того чтобы доказать, что минералокортикоиды могут обусловливать сердечно-сосудистые и почечные расстройства, нам пришлось давать их в огромных лозах. Дело в том, что до того, как нам стали известны "обусловливающие факторы", не существовало иного способа обнаружить болезнетворное действие этих гормонов; фактически мы даже не смогли бы разработать схему такого эксперимента, который привел бы нас к открытию самих "обусловливающих факторов".
МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЯ
Простое наблюдение -- это самый удивительный и доступный из всех биологических методов, и от него зависит большинство других. Разумеется, просто держать глаза открытыми бывает порой недостаточно. Надо учиться тому, как смотреть, на что смотреть и каким образом помещать изучаемый объект в рамки нашего поля зрения. Нам необходимо обрести способность созерцать естественное явление с полной объективностью и предельным вниманием, не поддаваясь предубеждениям и нс отвлекаясь. И все-таки никак не обойтись без известной доли предубеждения или, назовем его иначе, подсознательного управления вниманием со стороны опыта. Только с его помощью можно пробиться сквозь туман несущественного.
Мы уже говорили, что великое преимущество наблюдения состоит в том, что оно в отличие от химических или физических методов воздействия выявляет в объекте его бесчисленные свойства и взаимосвязи. Наблюдение дает целостный и естественный образ, а не набор точек. Чем проще метод наблюдения и чем менее мы полагаемся на средства увеличения и выделения отдельных деталей, тем шире поле исследования и тем более естественным образом оно сохраняется неповрежденным.
Наиболее прямой путь в исследовании состоит в том, чтобы изучать естественное явление, не поврежденное в процессе подготовки и не искаженное инструментами наблюдения. Самые первые и, стало быть, основополагающие наблюдения были сделаны в период, когда люди созерцали звезды, растения, животных, минералы, подмечая их видимые свойства и поведение. Со временем эта простая связь между наблюдателем и наблюдаемым предметом претерпела ряд изменений благодаря возникновению методов, позволяющих помещать отдельные элементы в самый фокус нашего зрения. Появились инструментальные наблюдения с помощью телескопа или микроскопа, в том числе с помощью препарирования.
Эксперименты стали предусматривать искусственное создание условий, при которых Природе как бы задается вопрос о ее реакции на любое изменение. Сегодня в своих научных изысканиях мы все более зависим от инструментальных наблюдений и экспериментирования. Мы почти забыли простое наблюдение -старейший метод, к которому чаще всего прибегали натуралисты в прошлом, начиная с самого появления на нашей планете человека. Я по-прежнему не могу согласиться с точкой зрения моих современников, утверждающих, что в настоящее время уже исчерпаны все возможности, которые открывает применение простых инструментов и простых экспериментов. Совсем наоборот. Мой собственный опыт работы в лаборатории приводит меня к убеждению: мы коснулись лишь поверхностного слоя того, что можно обнаружить с помощью простейших средств и простейших экспериментов, если, конечно, этими средствами умело пользоваться, а эксперименты правильно проводить.
Сегодня многие биологи пользуются сложнейшей аппаратурой вроде электронного микроскопа, аппарата для электрофореза или ультрацентрифуги. Но мало кто умеет применять к самым обычным подопытным животным те освященные временем методы клинического наблюдения, которые каждый практикующий врач использует при обследовании пациентов. Так получилось, что многие наши молодые медики-экспериментаторы не имеют элементарных представлений о приемах правильного физического обследования малых грызунов. Хочу в этой связи дать несколько советов.