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pesquisa e criação: Armando José Capeletto

Animais de laboratório - Biotérios

1. Introdução

          Na Antiguidade, Galeno (131-200 a.C.) usou porcos e macacos-de-Gibraltar em suas demonstrações de anatomia e fisiologia; já nos tempos modernos, um dos primeiros hormônios a ser conhecido foi a insulina, descoberta através do estudo da urina de cães pancreotomizados; o coelho teve fundamental importância para a descoberta da vacina anti-rábica; e os grupos sangüíneos do sistema Rh foram descobertos em experimentos com o macaco Rhesus.

          Esses exemplos, dentre muitos outros, mostram que o uso de animais em investigações científicas tem sido de fundamental importância na evolução das ciências da saúde, contribuindo para o conhecimento dos mecanismos dos processos vitais e no aperfeiçoamento dos métodos de prevenção, diagnóstico e tratamento de doenças.

          Um protocolo experimental implica na interação de reagentes físicos, químicos ou biológicos e, conseqüentemente, os animais de laboratório devem ser considerados como verdadeiros reagentes biológicos, que participam de um modelo experimental.

2. Os animais e suas características

          Qualquer animal pode ser utilizado em experimentos, mas, dadas as características de algumas espécies, estas foram preferencialmente adotadas como animais de laboratório.

          As espécies mais comumente usadas em pesquisas são:

    • Cães (Canis familiaris);
    • Camundongos (Mus musculus domesticus);
    • Cobaia ou porquinho-da-Índia (Cavia porcellus);
    • Coelho (Oryctolagus cunicullus);
    • Hamster chinês (Cricetelus griseus);
    • Hamster sírio (Mesocricetus auratus);
    • Macaco Rhesus (Macaca mulatta); e
    • Rato (Rattus norvegicus).

          Os animais de laboratório apresentam as seguintes vantagens:

    • são espécies bem conhecidas pela ciência, com grande quantidade de informações disponíveis;
    • são de fácil manutenção e observação em cativeiro;
    • possuem ciclos vitais curtos (maturidade sexual, prenhez, lactação, puberdade, etc.);
    • permitem que se trabalhe com uma quantidade grande de indivíduos;
    • apresentam uniformidade genética, isto é, são animais isogênicos.
        A manutenção de animais em biotérios implica em trabalhar em ambientes controlados com animais padronizados, que garantam a reprodutibilidade, a comparabilidade, a possibilidade de fazer generalizações e, conseqüentemente, a validade científica da pesquisa experimental.
        Assim, o ambiente do biotério requer cuidados rigorosos, pois os animais vivem em ambientes artificiais, recebem dieta padronizada e, na maioria dos experimentos, as doenças são artificialmente induzidas.
        Deve-se também obter animais com padrão sanitário definido, adotando-se barreiras sanitárias eficientes no biotério, para diminuir as chances de contaminação.

3. Parâmetros que devem ser controlados

        Em virtude das próprias características dos animais de laboratório e da finalidade a que se destinam, esses animais tornam-se peculiares quando analisados do ponto de vista bioclimatológico.

        Todo o processo de criação desses animais consiste em minimizar ao extremo as possíveis variáveis que poderiam interferir em uma dada resposta biológica em um experimento, por isso, as variáveis ambientais são importantes e sua influência sobre a resposta biológica é cada vez mais considerada.

        Os animais que vivem em biotérios têm uma existência não natural e, embora protegidos de danos a que estariam expostos na natureza, dependem totalmente do homem para suas necessidades e bem estar. Fatores como temperatura, umidade, ventilação e qualidade do ar, luz e ruído devem ser controlados o máximo possível.

3.1. Temperatura

        Como ocorre com os animais em seu hábitat natural, mudanças da temperatura ambiental dos biotérios levam a respostas adaptativas, com alterações comportamentais, fisiológicas e metabólicas.

        Portanto, para evitar situações de estresse térmico que levariam à invalidação de um experimento científico, os animais de biotério devem ser mantidos constantemente em sua zona de conforto térmico, o que implica no controle rigoroso desse parâmetro.

        Temperaturas de 21º +- 3ºC são adequadas para quase todos os animais de biotério, sendo que, para camundongos e ratos, a literatura indica temperaturas de 19 a 23 ºC.

        Deve-se também considerar o número e o tamanho dos animais nas caixas, pois a temperatura dentro da caixa é sempre ligeiramente superior à temperatura da sala.

        3.2. Umidade relativa do ar

        A maioria dos animais de laboratório apresenta sudoração insignificante e usa a taquipnéia como mecanismo de adaptação frente ao calor. Assim, o excesso de umidade interfere na dissipação de calor pelos animais.
        Recomenda-se umidade relativa do ar de 55% +- 15%, especialmente nos casos dos ratos e camundongos, sendo a umidade controlada através de aparelhos de ar condicionado.

        3.3. Ventilação e renovação do ar

        Os animais estão constantemente perdendo calor e umidade e eliminando CO2, além de outros produtos resultantes de reações metabólicas.
        Os biotérios devem ter um mecanismo de renovação de ar, a fim de evitar o acúmulo de substâncias tóxicas nas salas.
        Deve-se dar especial atenção à amônia, decorrente da degradação dos excretas nitrogenados, que pode afetar o sistema respiratório. A produção de amônia depende do número de animais dentro da gaiola e da sala. Elevações excessivas do nível de amônia também estão relacionadas com o aumento exagerado da umidade, por exemplo, devido ao vazamento de bebedouros.
        O uso de exaustores e condicionadores de ar é, portanto, indispensável.

        3.4. Luz e fotoperíodo

        A intensidade luminosa e o fotoperíodo (duração do dia) influenciam o metabolismo e o ciclo estral dos animais, alterando suas respostas biológicas.
        Muitos animais de laboratório, como os roedores, são animais de hábitos noturnos, além do que, cuidados especiais devem ser tomados em relação aos animais albinos, mais sensíveis à luz.
        Recomenda-se o isolamento total do biotério em relação à luz natural, permitindo o controle da intensidade luminosa e do fotoperíodo.

        Isso implica em que as salas não possuam janelas e a luminosidade seja totalmente artificial, difusa e a mais uniforme possível.
        Deve-se preferir o uso de luzes fluorescentes brancas, em virtude de menor emissão de calor. A intensidade luminosa não deve ultrapassar 300 Lux, na sala, a um metro do chão, e, no interior das gaiolas, não deve exceder 60 Lux.
        Outras variáveis devem ser consideradas, como a luminosidade dentro das gaiolas, uma vez que, como estas apresentam-se em prateleiras, gaiolas das prateleiras superiores tendem a receber mais luz do que as situadas nas prateleiras inferiores.
        É importante promover períodos alternados e regulares de luz e escuridão (por exemplo, de 12 horas), para sincronização do ciclo circadiano (dia/noite).

3.5. Ruído

        O ruído é um fator de grande influência sobre o bem estar dos animais de biotério, principalmente considerando-se que os ouvidos dos roedores possuem a capacidade de escutar freqüências mais altas (ultrassons), inaudíveis pelos ouvidos humanos.
        A literatura preconiza um nível de ruído de cerca de 45 Db (decibéis) para roedores, sendo que, durante a alimentação ou tratamento dos animais, esse nível pode elevar-se para cerca de 60 Db.
        Frente a sinais de estresse dos animais, deve-se verificar se há alguma fonte de ruído (por exemplo, um equipamento que possa estar emitindo ultrassons) que esteja perturbando os animais, mas que não seja perceptível pelo tratador.
        Notar também que ruídos contínuos são menos estressantes do que um ruído repentino. Alguns autores recomendam o uso de música para minimizar o estresse por ruído.

3.6. Caixas e gaiolas

        Vários modelos de gaiolas e caixas são usadas para a manutenção de animais em biotérios, sendo mais indicadas as de policarbonato ou polipropileno, por serem autoclaváveis.
        Não somente o tipo de gaiola, mas também a densidade dentro delas pode ter efeitos na fisiologia e comportamento dos animais.
        Com relação à quantidade de animais por caixa, roedores e primatas são animais sociais e estabelecem uma hierarquia, quando mantidos agrupados, que não deve ser modificada antes ou no decorrer do experimento. Assim, não se deve acrescentar animais a um grupo já formado.
        A Tabela 1 apresenta as densidades recomendadas para cada animal, com as dimensões adequadas das gaiolas.

espécie
peso(gr)
dimensões (cm)
nº de animais
   
largura
profundidade
altura
 
cobaias
250-300
20-35
30-50
20-20
1-4
coelhos
4000
45
60
40
1
ratos e hamsters
150-200
20-35
30-50
20-20
3-10
camundongos
20
20-30
30-45
12-12
10-20

       Tabela 1 - Número de animais por caixa, para as principais espécies de laboratório.
         Fonte: LUCA et al. (1996). Manual para técnicos em bioterismo. São Paulo, Rotshild.

3.7. Cama

        Visando ao conforto, nidificação e absorção da umidade dos excretas dos animais, o substrato da cama das gaiolas deve ser constituído de partículas pequenas e finas, macio, inodoro, de alta capacidade de absorção e isento de resíduos tóxicos de qualquer espécie. Deve ser de fácil obtenção e não-poluente.
        Diversos materiais podem ser usados, como a vermiculita e a palha de arroz, contudo, o mais adequado é a maravalha (serragem grossa) de Pinus.
        A serragem esterilizada por autoclavagem é a mais indicada, e deve ser trocada regularmente. Seu descarte deve ocorrer em sacos plásticos fechados, com o status de lixo contaminado, recolhido por serviço especial de coleta.

        3.8. Alimentação e água

        A dieta deve atender os requisitos nutricionais de cada espécie, tanto quantitativa quanto qualitativamente.
        Apesar de seu custo geralmente elevado, é importante o uso de dietas padronizadas para animais de laboratório, evitando-se a suplementação da ração.
        É essencial o uso de uma ração de qualidade, livre de pesticidas, herbicidas e outros agentes químicos como metais pesados.

        Em geral, a ração é apresentada em "pellets", o que reduz o desperdício e torna o alimento fácil de ser manuseado e oferecido em comedouros, localizados nas tampas das gaiolas.

        Deve-se ressaltar o cuidado na estocagem do alimento, que, antes de ser apresentado ao animal, deve ser mantido em local frio, seco, escuro, ventilado e limpo, pois temperatura elevada, excesso de luz e períodos de estocagem prolongada podem comprometer alguns elementos nutricionais como aminoácidos e vitaminas.

        A água é oferecida em bebedouros ou através de sistema automático usando válvulas.
        Os bebedouros também são lavados e autoclavados, bem como as gaiolas. A água é filtrada e tratada, podendo ser esterilizada com a adição de 1ml/litro de ácido clorídrico.

        3.9. Manejo e comportamento

        Na natureza, os animais sentem o ambiente e respondem a ele, de modo a manter sua homeostase.
        No biotério, devido ao confinamento e à dependência do homem, na maioria das vezes os animais estão incapacitados de desenvolver respostas comportamentais e fisiológicas adequadas aos estímulos externos.

        Por isso, além da necessidade de climatização padronizada, técnicos bioteristas devem ser previamente treinados por profissionais habilitados, para que se habituem a observar os animais e anotarem qualquer alteração comportamental.

        Sabe-se que os animais de laboratório conhecem o seu tratador pelo odor e se estressam menos quando manipulados por tratadores com quem já tenham tido contato anterior. Também é comprovado que pessoas estranhas na sala de experimentação podem resultar em um aumento de temperatura corpórea do animal por estresse.
        Esse cuidado é de especial importância quando um experimento está sendo realizado.

        Hamsters e cobaias costumam apresentar menor agressividade durante a manipulação.
        As fêmeas dos camundongos, ratos, coelhos, e principalmente hamsters, defendem tenazmente suas ninhadas, mas, a cobaia demonstra poucos cuidados maternais com seus filhotes e foge rapidamente quando se sente ameaçada.
        Matrizes de coelhos e hamsters chegam a matar e canibalizar a ninhada, se seus filhotes forem manipulados.

3.10. Eutanásia

        É a conduta através da qual o profissional abrevia a vida de um ser vivo, sem dor ou sofrimento, devendo ser realizada quando os animais se apresentam:

  • doentes ou fora do padrão genético e/ou sanitário;
  • mutilados devido a brigas;
  • com defeitos físicos;
  • idosos ou em fase de final da vida reprodutiva; ou ainda
  • quando há superpopulação.

        Cabe ao técnico identificar o momento adequado para a eutanásia, poupando-lhes sofrimento e evitando desperdícios à instituição.
        O método adotado deve ser rápido, indolor, adequado à espécie, idade e número de animais, e realizado distante de outros animais, fora da área de criação e manutenção, de preferência em um laboratório.

        Os métodos de eutanásia podem ser físicos ou químicos:

  • Métodos físicos:
    • deslocamento cervical;
    • traumatismo craniano;
    • decapitação;
    • exangüinação;
  • Métodos químicos:
    • dióxido de carbono;
    • anestésicos inalantes;
    • pentobarbital sódico e derivados;
    • ketamina.

4. Observação final

        O exercício da medicina de animais de laboratório é atividade privativa do médico veterinário, o que implica em que todo biotério deve ter a supervisão de um veterinário especializado nesses animais.

        Segundo a Associação Mundial de Veterinária,

        "...de acordo com nosso conhecimento atual e com nosso crescente desejo de controlar tanto doenças humanas como animais, devemos aceitar que a experimentação que usa animais é, em certos casos, inevitável.
        Entretanto, o número de animais usados deve ser mínimo e todo e qualquer esforço deverá ser feito para descobrir e utilizar alternativas à experimentação animal, e os animais devem ser mantidos sob condições ótimas".
        (traduzido de: WVA (The World Veterinary Association). ANIMAL WELFARE WELL-BEING AND ETHOLOGY (Declaração de Política de Bem-Estar e Etologia dos Animais. WVA Manual, cap. 16.3, item 3.1.D. Maio/1989.)


          5. Links relacionados

[logo FMUSP]

Centro de Bioterismo da Faculdade de Medicina da USP

[logo CECAL]

CECAL

Centro de Criação de Animais de Laboratório da
Fundação Oswaldo Cruz

[logo UNIFESP]

CEDEME

Centro de Desenvolvimento de Modelos Experimentais para Medicina e Biologia da Universidade Federal de São Paulo


        Nota: Além dos sites e fontes acima mencionados, informações para esta página foram obtidas no "RELATÓRIO DE VISITA TÉCNICA - ANIMAIS DE BIOTÉRIO", apresentado como parte das atividades da disciplina Bioclimatologia, em outubro/2001, pelos Graduandos em Medicina Veterinária do UniFMU: Daniel Bacelar, Débora Sampaio, Fernanda Schlittler Leme Ferreira, Flávia Gassignato e Maurício Góes Alves, aos quais o Autor agradece.

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atualizado em: abril/2002

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