영양학 실험 Chapter 1. 동물실험의 전반적 개요 Sep. 27, 2013.

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1 영양학 실험 Chapter 1. 동물실험의 전반적 개요 Sep. 27, 2013

2 동물실험이란 (laboratory animal or experimental animal)
동물시험, 동물실험, 동물연구, 동물생체실험, 동물생체해부 등의 용어는 의미는 같지만 다른 어감을 지니고 있다. “동물생체해부”는 살아있는 동물을 “조각 조작 자르는 것”을 의미, 역사적으로는 살아있는 동물에 대해 “해부를 행했던 실험”을 가리킨다. 교육·시험·연구 및 생물학적 제제(製劑)의 생산 등 과학적 목적을 위하여 실험동물을 대상으로 실시하는 실험 또는 그 과학적 절차 ⇒ 동물실험을 목적으로 사용 또는 사육되는 모든 동물 종류: 해면동물, 강장동물, 편형동물, 선형동물, 원생동물, 척추동물

3 동물실험의 역사 동물실험에 대한 최초의 기록은 기원전 4세기 그리스 문헌에서 발견.
아리스토텔레스( BCE)와 메라시스트라투스 BCE)는 최초의 동물 실험가 2세기 로마의 외과의사였던 갈렌은 돼지와 염소를 해부- 동물생체실험의 아버지 12세기 (스폐인의 남쪽 지방을 차지했던 문어족)아랍인 외과의사 아벤조아르 또한 동물을 해부했는데, 사람들을 치료하기 전에 치료법을 시험하는 수단으로서 동물실험을 최초로 도입했다.

4 1880년 루이 파스퇴르 양에 탄전병 유도 1890년 이반 파블로프 고전적 조건 형성을 위해 개를 사용 1922년 개에서 최초로 분리되어 당뇨병 치료에 혁명을 일으킴 1970년 아르마딜로를 이용하여 나병 예방 백신과 항생 치료제 개발 1974년 루돌프 제니쉬가 생쥐의 게놈에 SV40바이러스의 DNA를 융합, 최초의 유전자 이식 동물을 생산. 1996년 성체 세포로부터 최초의 포유류, 복제양 둘리 탄생

5 고대 그리스의 의사 알크마이온(Alcmaeon of Croton)이 개(dog)를 해부하여 시신경(optic nerve)을 발견한 기원전 5세기를 기록상 최초의 동물실험으로 봄
아리스토텔레스의 동물관측은 해부학과 발생학에 대한 기초를 제시 로마 과학자 갈렌은 “경험이 과학을 발전시킨다”는 것을 기본으로 경험주의 연구원칙 수립 파스퇴르(Louis Pasteur)가 탄저병 백신을 접종하여 이른바 세균설(germ theory)을 발표한 시기를 근대적 개념의 최초 동물실험으로 봄

6 동물실험(Animal testing) 교육, 시험, 연구교육 및 생물학적 제제(製劑)의 생산 등 과학적 목적을 위하여 실험동물
을 대상으로 실시하는 실험 또는 그 과학적 절차. 전 세계적으로 매년 약 3억 마리의 척추동물들이 실험 동물 대부분의 실험 동물들은 실험이 끝난 뒤 안락사. 실험 동물들은 대개 대량으로 사육. 실험은 대학, 병원, 농장뿐만 아니라 제약 회사,화장품 회사,식품 회사 등 많은 곳에서 동물 실험은 광범위하게 이루어지고 있다. 동물실험은 유전적 특징, 성장 과정, 행동 양식을 관찰하는 순수 조사뿐 아니라 약물 반응 검사, 독극물 반응 검사 등에 이용.

7 동물실험의 3R 원칙 동물실험을 통한 기초연구 발전 1600 혈액순환, 폐기능 발견 1700 혈압의 측정
1800 백신(면역자극), 감염병의 이해 1900 항생제의 발견, 내분비계 이해 1920 비타민의 발견 1930 신경전도, 종양바이러스 발견 1940 발생학 이해 1950 근활성 조절, 에너지 대사, 청각이해 1960 단일클론항체 발견, 간기능 이해 1970 이식항원, 뇌기능 이해, prostaglandin 1980 형질전환동물, 기억에 관한 이해 동물실험의 3R 원칙 동물실험을 통한 기초연구 발전 Replacement : 세포 또는 조직배양, 수학적 모델로 동물실험을 대체 Reduction : 유용한 목적에 활용하고, 통계적으로 믿을 만한 자료를 산출할 수 있도록 최소한의 동물 수 사용 Refinement : 절차를 정교화하고 마취제 등을 사용함으로써 동물의 고통, 스트레스등을 최소화해야 함

8 동물실험을 지지하는 사람들은 20세기 들어 의학의 발전은 동물실험이 있기 때문에 가능하다고 주장. 정교한 컴퓨터도 분자, 세포, 조직, 기관, 생물 그리고 환경과의 상화관계를 제대로 파악할 수 없기 때문에 동물실험이 필요하다고 주장. PETA, BUAV와 같은 NGO단체들은 동물실험의 필요성에 대해 의문제시 동물실험이 매우 잔인하며, 규제가 제대로 이루어지지 않으며 비용이 그 효과를 능가할 수 있다는 점, 동물은 실험에 이용당하지 않을 본질이 있다고 주장. 인간과 동물이 공유하는 질병이 1.16%에 불과, 동물실험으로 인한 결과가 인간에게 그래도 적용될 수 없다고 주장. -지사제인 클리오퀴놀은 쥐, 고양이, 개 등을 대상으로 실험통과, 1976년 일본에서 이 약을 먹은 1만명이 시력상실, 장애와 마비 증상.1982년에 전세계적으로 시판금지 -관절염 치료제, 오프렌은 동물실험에서는 문제 없지만, 61명의 사망자. -동물실험을 통과한 심장치료제 에랄딘은 23명의 사망자 -페니실린은 인간에게는 문제가 없지만, 쥐 태아에게는 사지 기형.

9 “동물생체해부의 왕자”, 생리학의 아버지로 알려진 클로드 베르나르 (Claude Bernard)는 1865년에 “생명의 과학은 훌륭한 것이고 눈부시게 빛이 나는 장소이다. 그것은 오직 길고 역겨운 부엌을 거쳐야만 얻을 수 있다.”라고 쓴 것으로 유명하다. 그러나 그의 부인 마리 프란시스 마틴 (Marie Françoise Martin)은 1883년 프랑스에서 최초로 동물생체해부 반대 협회를 설립했다. 베르나르는 “동물에 대한 실험은 독성학과 인간 위생학에 확실한 증거로 작용할 수 있다. 이러한 물질들이 미치는 영향은 정도의 차이만 있을 뿐 동물에게나 사람에게나 동일하다”고 주장하며 동물실험을 표준적인 과학 방법론의 한 부분으로 확립시켰다.

10 실험동물 선택 동물실험에 사용되는 동물은 정도와 재현성이 높아야 하므로 이에 알맞게 만들어진 동물.
실험동물이란 검정, 진단, 제조, 교육을 포함하는 모든 연구에 중요하므로 실험 목적에 맞게 구성, 번식, 생산된 동물. 즉, 실험동물이란 마우스, 랫, 토끼, 특정 종류의 개나 고양이 등이 이에 속한다. 연구목적을 위해서 만들어진 실험동물이 가축이나 야생동물과 다른 점은 갖가지 연구를 할 때에 그 용도에 맞게 그리고 실험동물을 사용한 동물실험에 정도와 재현성을 높이기 위하여 알맞게 개발되거나 개량된 동물이라는 특성이 있다.

11 실험동물에 관한 법률 동물실험을 목적으로 사용 또는 사육되는 척추동물
종류 : 척추동물(어류, 양서류, 파충류, 조류, 포유류) 우선사용대상 실험동물 : 마우스, 랫드, 햄스터, 저빌, 기니피그, 토끼, 개, 돼지 또는 원숭이(이러한 동물을 판매하는 자는 식약청에 등록해야 함)

12 실험동물의 주요특성 및 연구분야

13 종류별 계통 및 생리학적 특성 1)마우스 학명 : Mus musculus
특징 : 구매가 쉽고 유지비용이 저렴, 짧은 기간 동안 많은 세대를 만들어 사육에 효과적 2) 랫드(rat) 학명 : Rattus norvegicus 특징 : 야생 brown Norway 랫드에서 개발, 오늘날 폐쇄군을 더 많이 사용, 영양과 행동연구, 당뇨병 및 고혈압 연구 등에 사용 3) 햄스터(hamster) 학명 : Mesocricetus auratus (Syrian 햄스터), Cricetulus griseus (Chinese 햄스터), Phodopus sungorus (Djungarian 햄스터), Cricetulus migratorius (Armenian 햄스터) 특징 : 소형 및 중형크기의 햄스터가 있으며 주로 유럽과 아시아에 분포하는 설치류임, 주로 Golen 또는 Syrian 햄스터를 사용, 볼 주머니에 림프관이 거의 없어 종양과 조직이식 연구에 많이 사용, 암 연구, 세포유전 연구, 충치 연구 등에 사용

14 기니피그 저빌 토끼 개 기니피그 -영양(특히 비타민 C), 면역계 기능, 감염성 질병(특히 결핵) 등의 연구에 주로 사용
                           기니피그 저빌 토끼 개 기니피그 -영양(특히 비타민 C), 면역계 기능, 감염성 질병(특히 결핵) 등의 연구에 주로 사용 저빌-환경변화에 쉽게 적응하고 자연 질병발생률이 낮음, 성질이 온순하여 취급이 용이함, 뇌졸중 및 간질 연구에 주로 사용 토끼-혈청항체생산, 약물 screening, 발열성 시험(pyrogen test) 및 동맥경화증 연구에 주로 사용 개-오늘날에는 주로 비글 종을 많이 사용하며 하운드 종과 잡종동물도 동물실험에 사용됨, 심장연구와 정형외과의 골격실습 모델로서 사용

15 동물실험 사육 및 취급법 실험을 위해 흰쥐를 선택할 때는 계통이 확실한 것을 사용하는 것이 실험 성적의 오차
를 줄일 수 있는 방법이다. 실험 목적에 따라 유전적인 요인, 성별, 연령, 질병 상태를 고려하여 선택한다. 적당한 수용 밀도를 유지하며 위생상태를 잘 유지해야 한다. 그러므로 실헝 동물 각각에 적절한 온도, 습도를 유지하도록 하며, 조명, 소음 정도 등 을 조절하고 필요한 영양소를 공급한다. 실험동물의 수는 실험여건에 따라 다르겠으나 한 군당 많을수록 좋고, 한 군에 10마리 이상씩 선택하는 것이 바람직하다.

16 동물실험 사육법 동물측의 원인- 1) 유전적요인-동물의 종이나 계통 2) 성별요인-자, 웅
3) 연령요인-태생기, 이유기, 성육기, 노령기 4) 질병요인- 각종 병원체에 의한 질병 환경측의 원인- 1) 영양요인-사료, 물 2) 기후요인-온도, 습도, 기압, 바람 3) 무리, 화학요인-소리, 조명, 냄새 4) 주거요인-건물, 케이지, 깔집 5) 동종동물간의 요인- 사회적 측면, 투쟁, 수용도

17 사료제조 영양실험에서 사용되는 사료는 조사료, 정제사료가 있다.
정제사료는 실험목적에 따라 번식용 사료, 무균사료, 특정 영양소 결핍사료, 저단백 사료 등을 고형, 과립, 분말, 액체 사료 등으로 성분을 혼합하여 조제할 수 있다. 영양실험에서는 영양소의 조성과 분량 조절이 중요하다. 공급되는 물은 수돗물을 사용할 수 있으나 무기질 실험을 할 때는 탈이온수와 증류수로 공급해 주어야 한다. 평균적으로 쥐는 하루에 12-15g의 사료와 35ml의 물을 섭취하며 사육실 온도, 임신, 포유 등 생리 상태에 따라 섭취량이 달라진다.

18 실험동물의 사료와 물 동물체는 2/3가 물로 구성되어 있으므로, 물은 동물의 생명유지에 불가결한 요소.
수분은 동물의 영양섭취, 순환, 배설의 매개가 되며, 각종의 생체 내 반응을 원활히 하고 체온조절에 관여하는 등 동물의 생리작용을 영위하는데 필수적인 것. 동물은 사료 중의 수분만으로는 부족하기 때문에 급수에 의하여 보급해 주어야 함. 물의 필요량은 여러 가지 사정에 따라서 일정하지 않는데, 대개 사료 전체 분량의 2~10배 정도로 계산한다. 체 중 (g) 사료섭취량(g) 음수량(ml) 마우스 20~30 3~5 5~7 랫 250~300 20~25 토끼 1.500~2.500 80~150 150~200

19 사육관리 1)시설 실험동물의 사육관리는 실험동물의 “생산유지”의 측면과 “동물실험,생물점검”의 측면에서 검토되어야 한다.
-생산유지 실험동물의 건강을 유지하여 생산유지가 지장 없이 이루어지는 시설, 사육환경,사육관리 작업이 검토 되는 것. -동물실험, 생물검정 실험동물이 건강을 유지하여 동물실험, 생물검정을 하는데 있어서 재현성이 있는 생체 반응치가 얻어질 수 있는 시설, 사육환경, 사육관리 작업이 검토되는 것이다.