Все методы изучения функций в зависимости от цели и характера исследуемого объекта можно разделить на чисто экспериментальные (научный и учебный эксперимент) и методы клинического эксперимента (функциональной диагностики[Б32] [V.G.33] [V.G.34]).
Физиологический эксперимент
Различают разные типы экспериментов, при этом, как всегда, в основу классификации можно положить разные критерии.
Физиология является экспериментальнойнаукой [++743+C.3]. При этом имеется ввиду, что для получения новых знаний по физиологии используется натурный эксперимент (острый или хронический). С компьютеризацией науки все большее распространение в физиологии приобретает вычислительный эксперимент. И мы на занятиях помимо натурного эксперимента будем использовать вычислительный эксперимент. Принято считать, что основоположником хронического натурного эксперимента в физиологии является И.П.Павлов.
В зависимости от цели и характера исследуемого объекта можно разделить на чисто экспериментальные (научный и учебный эксперимент) и методы клинического эксперимента (функциональной диагностики[Б35] [V.G.36] [V.G.37]).
Лабораторные животные. Исследование токсичности.
Важно различать эксперимент на целостном организме (in vivo — исследования) и на изолированных клетках, тканях, органах (in vitro-исследования).
Считают, что достоинство in vivo‑исследований — возможность определять характеристики физиологических процессов протекающих в реальных условиях. К недостаткам этих методов относят относительную неточность и малую аналитичность (т.е. трудности в расчленении системы на части, когда это необходимо). Напомню, что analisis (греч.) — разложение, расчленение, разбор.
Достоинством in vitro‑исследований является высокая точность и аналитичность. К недостаткам этой группы методов относят то, что перенос (экстраполяция) результатов таких опытов на деятельность целого организма ограничен[V.G.38].
Не следует путать in vitro- и in vivo -исследования (методы) с понятием in vitro- и in vivo- измерения[Б39].
1. При in vivo‑измерениях всегда будет in vivo‑исследования. Т.е. нельзя измерить в организме, то, чего не было (вещество, параметр) или не ввели в качестве тестирующего агента при исследовании.
2. Если ввели в организм тестирующее вещество, затем взяли биопробу и провели in vitro – измерения, исследование всё равно следует обозначить как in vivo – исследование.
3. Если тестирующее вещество в организм не вводили, а взяли биопробу и провели in vitro – измерения, с введением или без введения тестирующего вещества (реактива например) исследование следует обозначить как in vitro – исследование.
Структурная схема измерительной цепи при проведении физиологических исследований[V.G.40]:
Датчик ом (детектор ом) называют устройство, преобразующее измеряемую или контролируемую величину в сигнал, удобный для передачи, преобразования, регистрации. Использование электрического сигнала предпочтительнее, чем иных. Датчики разделяются на генераторные и параметрические[ ].
In vivo исследование влияния прямой оптической генерации синглетного кислорода на сосудистое русло
Генераторные датчики под воздействием измеряемого сигнала непосредственно генерируют напряжение или ток (например, термопара), параметрические датчики — изменяют какой-либо параметр (например, терморезистор).
Выходные данные могут быть представлены в виде значения измеряемой величины (термометрия, тонометрия и т.п), изменения значения величины во времени (кимографы, хронографы), изменения значения величины в пространстве (топографы), во времени и пространстве (хронотопографы).
Подробнее см. [++601+C.9-14].
Моделирование в физиологии
Различают концептуальное и предметное моделирование. Эти модели были рассмотрены уже вами на занятиях по биофизике [++740+C.163-167]. Осталось их вспомнить.
Под концептуальныммоделированием понимают создание логических (часто математических) моделей, объясняющих изучаемое явление. Примером может служить жидкостно‑мозаичная модель биологической мембраны. Подробнее см. [++601+C.15‑16].
При предметном моделировании различают физические и биологические модели.
Примеры физических моделей: липосома — модель биологической мембраны, течение жидкости по эластическим трубам — гемодинамическая модель. Искусственные органы тоже можно отнести к физическим моделям: искусственную почку, кардиостимулятор (модель водителя ритма сердца).
Примеры биологических моделей: тени эритроцитов и гигантский аксон кальмара представляют модели, на которых изучают свойства биологической мембраны; нервно‑мышечный препарат седалищного нерва и икроножной мышцы лягушки — модель на которой изучают физиологию возбудимой ткани.
Подробнее см. [++740+C.163-165].
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Источник: studopedia.ru
In vitro
In vitro (с лат. — «в стекле») – это технология выполнения экспериментов, когда опыты проводятся «в пробирке» – вне живого организма, в контролируемой среде, такой как пробирка или чашка Петри. В общем смысле этот термин противопоставляется термину in vivo — эксперимент на живом организме (на человеке или на животной модели). Многие эксперименты, имеющие отношение к молекулярной биологии, биохимии, фармакологии, медицине, генетике и др., проводятся вне организма, на культуре живых клеток или в бесклеточной модели.
Эксперименты in vitro, в тех случаях, когда альтернативой являются исследования на животных или человеке, считаются менее достоверными, чем in vivo, и часто бывают лишь необходимой предварительной стадией для оценки возможности и необходимости последующих исследований in vivo. Однако они часто удешевляют предварительные стадии исследования и позволяют сохранить жизнь подопытных животных.
Источник: pharmprom.ru
В чем разница между in vivo и in vitro: пытаемся разобраться в медицинских исследованиях
Для того, чтобы запустить в массовое производство различные препараты – косметические, лекарственные или БАДы, они должны пройти ряд испытаний, которые подтвердят эффективность и безопасность этих средств. Тогда и проводится серия экспериментов с приставкой in vitro и in vivo. Слова во многом похожи, однако между ними есть очень большая разница. Они обозначают совершенно разные виды испытаний. Разберемся с этими понятиями на примере косметических средств и испытаний лекарств, вакцин.
Исследования in vitro и in vivo, а также некоторые другие, проводятся в отношении эффективности косметических продуктов для жирной или сухой кожи, увлажнения, старения кожи, пигментации, роста волос и т. д. Также они изучают безопасность и эффективность определенных лекарств или добавок.
В чем разница между методами тестирования in vitro и in vivo
Современная наука предлагает множество методов проверки безопасности и эффективности косметических и лекарственных средств. Некоторые из обычно используемых методов тестирования косметики включают in vitro и in vivo.
IN VITRO. В дословном переводе латинский термин in vitro означает как исследования «в стекле». Другими словами – это исследования в пробирках, в условиях экспериментальной научной лаборатории. Обычно эти эксперименты проводят в так называемой контролируемой среде – это пробирки с определенными растворами или чашках Петри (плоские круглые стеклянные баночки с крышками).
IN VIVO. Термин in vivo в дословном переводе будет обозначать «внутри живого». То есть, это исследования на живых организмах, например, насекомых, животных или людях.
Эти эксперименты обычно проводятся в рамках клинических исследований, испытаний новых препаратов, косметических компонентов, биодобавок и различных возбудителей инфекций (вирусы, грибки или бактерии), вакцин или сывороток против них. Научные эксперименты «в пробирках» и на живых объектах необходимы для расширения объема знаний о различных заболеваниях, методах их лечения, работе организма, влиянии на него тех или иных составов. Также эти виды экспериментов применяются для новых научных открытий, проверки теоретических гипотез на практике. Использовать могут как один из методов, так и оба сразу.
Иногда их дополняют и другие методы – например, методика «ex vivo» – изучение тех или иных веществ на живых тканях, но вне тела человека или животного. Исследования in silico — это выражение, которое означает «выполняется на компьютере или с помощью компьютерного моделирования». Выражение in silico впервые было использовано для характеристики биологических экспериментов, полностью выполняемых на компьютере. Хотя исследования in silico представляют собой относительно новое направление, его начали широко использовать в исследованиях, которые предсказывают, как лекарства взаимодействуют с организмом и с патогенами.
Что такое методы тестирования in vitro и ex vivo
Сегодня косметическим брендам доступно множество методов тестирования, которые хотят проверить свои продукты на безопасность, охарактеризовать их эффективность и активные ингредиенты, начать исследования и разработку новых рецептур.
In vitro включает эксперименты с биологическим веществом (клетками или тканями) вне живого организма. Эксперименты in vitro действительно проводятся в стекле – на чашке Петри или внутри пробирки, хотя сегодня им на смену приходят и современные пробирки из пластика или иных материалов.
Одна из особенностей тестирования in vitro заключается в том, что определенная линия клеток (например, кератиноциты, фибробласты или меланоциты – все это клетки кожи) выделяется, отделяется и очищается от их обычного биологического окружения. Это позволяет проводить более подробный клеточный и молекулярный анализ и оценку реакций клеток по сравнению с использованием в рамках всего организма. Кроме того, изолированные клетки, как правило, при правильных условиях можно подращивать и делить, чтобы получить запас и партии для будущего повторного использования.
Эксперименты in vitro можно проводить на широком круге подопытных объектов, от бактерий и вирусов до клеток, полученных из живых организмов. Благодаря современной науке, сейчас доступны все более сложные модели in vitro.
Рассказали в лаборатории: зачем сдавать клинический анализ крови и что говорят отклонения от нормы
Исследования ex vivo означают «вне живого тела». В этом типе экспериментов живые ткани создаются не искусственно, а берутся непосредственно из живого организма. Затем эксперимент сразу же проводится в лабораторных условиях с минимальным изменением естественных условий организма. Это могут быть клетки кожи ,сальных желез, волос или ногтей, нервные, мышечные или любые другие элементы.
Тестирование косметики и лекарств in vitro и ex vivo
И in vitro, и ex vivo играют важную роль в тестировании косметики и медицинских препаратов. Эти методы могут использоваться для обязательного тестирования безопасности и оценки эффективности, а также во время исследования новых продуктов. Они помогают оценить токсичность, реактогенность и взаимодействие с определенными частями клеток. Другой ключевой аспект методов in vitro и ex vivo заключается в том, что они предлагают прекрасную альтернативу испытаниям на животных (что особенно важно для косметики, ее запрещают исследовать на животных).
Исследования in vivo
In vivo относится к экспериментам с использованием всего живого организма, в отличие от отдельных клеток в пробирке или изучения мертвого организма. Исследования на животных и клинические испытания на людях – это две формы исследований in vivo. Тестирование in vivo часто используется вместо тестирования in vitro, поскольку оно лучше подходит для наблюдения за общими эффектами эксперимента на живом субъекте. Хотя есть много причин полагать, что исследования in vivo могут предложить убедительные сведения о природе биологических процессов и болезни, существует ряд причин, по которым эти выводы могут вводить в заблуждение. Например, терапия может принести краткосрочную пользу, но причинить долгосрочный вред.
Сходство in vivo и in vitro
Прежде всего, есть одно существенное сходство между in vivo и in vitro: это их цель. Как и во всех медицинских исследованиях, независимо от того, проводятся ли они in vitro или in vivo, цель всегда одна: лучше понять определенное заболевание и способы его лечения, а также расширить знания о различных функциях тела. Тем не менее, в этих исследованиях есть много различий, и зачастую эксперименты в лаборатории проводятся первыми, для того, чтобы убедиться в безопасности методики. Только после этого уже переходят к исследованиям на животных, а потом – на людях-добровольцах.
Фото:
Unsplash/СС0
03.07.2023
Каждая женщина должна помнить о том, что женское здоровье требует не только должного ухода за своим телом и внешностью, но и постоянного внимание к работе внутренних органов. Соблюдение несложных рекомендаций поможет избежать дальнейших проблем в гинекологии и достигнуть внутренней гармонии.
Источник: neboleite.site