Как читать научные статьи, или разница мыши и человека

Почему отношение доз мг / кг для человека отличается от крыс, и разве это зависит от агента?

Большинство из того, что мы знаем о влиянии новых препаратов, добавок, витаминов, минералов, диет, соотношений нутриентов и всех других материалов, о которые вы читаете здесь, получены из исследований на животных. Причины этого многообразны:

Модели животных «экономят» - вы не рискуете жизнью человека, если вы проверите свой новый препарат на крысе, так что это «безопасно» для людей
Модели животных дешевы и легко доступны - просто закажите кучу лабораторных мышей, несколько клеток и соответствующую матчасть и все получится; даже в дни рабства было бы более труднее с людьми
Модели животных (по крайней мере некоторые) легко генетически модифицируются - выключите ген и посмотрите, что он делает
Модели животных эффективны по времени - если вы хотите знать, как пожизненное добавление с вещества А влияет на критерии, вам лучше не использовать черепаху, или ваш эксперимент буквально «переживет» вас
Модели животных имеют бесконечный список других преимуществ, я не хочу перечислять здесь, потому что они не очень актуальны ...

Несмотря на все эти преимущества, , вы столкнетесь с проблемами, возникающими при интерпретации данных исследований, проведенных с одним видом, с учетом ожидаемых результатов подобных экспериментов, проведенных с другим видом. Даже крысы и мыши могут очень сильно реагировать на данное вещество и, несмотря на их сходный вес и тем более морских свинок, и модели крыс ни в коем случае нельзя использовать взаимозаменяемо.

Но вернемся к «человеческому эквиваленту» - очевидно, две из наиболее очевидных различий между людьми и крысами - это размер тела и вес тела. Как вы, наверное, знаете, в большинстве исследований содержится информация о дозах по отношению к массе тела, так что для читателя разница в весе тела не имеет значения. К сожалению, прямой перевод эффектов, наблюдаемых в модели грызунов на человеческий сценарий, основанный исключительно на массе тела, оказывается очень вводящим в заблуждение.

Пример 1 : очень выдающийся пример, когда бесполезное усилие вычисления эквивалентных доз человека просто путем умножения данных доз с массой среднего человека приводило к серьезной путаницей исследований по положительным эффектам красного вина , которые были интерпретированы , как бессмысленные, поскольку предполагаемые «эквивалентные» дозы (как упоминалось ранее, рассчитанные исключительно путем умножения дозы, используемой в исследовании на вес среднего человека) будет составлять сотни, если не тысячи литров красного вина в день.

Пример 2 : Процедура, не учитывает, что потребление кислорода и расход калорий намного выше у грызунов, чем у людей, или, другими словами: грызуны сжигают пищу и метаболизируют лекарства, добавки и все, чем вы их кормите намного быстрее, чем люди. В крайнем случае это может означать, что очень маленькая доза, для мыши, вполне может убить взрослого человека в течение нескольких минут.

Благодаря тщательному исследованию немецкого ученого Макса Рубнера (Rubner 1883), мы все же знаем, что у большинства млекопитающих потребление кислорода и расход калорий довольно хорошо коррелируют с отношением площади поверхности критерия к его весу тела , Средняя лабораторная мышь, например, имеет очень малый вес тела ~ 20 г и сравнительно большую площадь поверхности примерно 0,006 м2. С другой стороны, средний, нормальный мужской вес (высота 1,73 м) весит примерно 70 кг и имеет относительно небольшую поверхность около 1,9 м2. Это означает, что человек весит пнриммерно в 3500x больше, чем мышь, но его площадь поверхности только на 316x больше, чем у маленького грызуна.

Теперь вы можете спросить себя, как все это относится к расходам на энергию и скорости метаболизма - ну, независимо от того, насколько вы толстый))))

С учетом сказанного должно быть совершенно очевидно, что отношение массы тела [в кг] к площади поверхности [в м2], так называемый коэффициент Km, может использоваться как относительная мера скорости метаболизма животного. Используя ранее данные, мы теперь можем вычислить коэффициенты Km Km = 3 и Km = 37 для мыши и человека соответственно. Затем отношение двух, Km (мышь) / Km (человек) = 0,081 = 8,1%, указывает на то, что метаболизм человека протекает при 8% скорости метаболизма мыши, или, другими словами, мыши метаболизируют любые добавки или лекарства, которыми вы кормите, или вводите в 12 раз выше, чем люди.

Если вы сравните это с соответствующими респираторными соотношениями 165 вдохов в минуту для мышей и 12-20 вдохов в минуту для здоровых взрослых, вышеупомянутая корреляция между массой тела и площадью поверхности, с одной стороны, и скоростью метаболизма и потреблением кислорода на другой становится Совершенно Очевидна.

Теперь мы можем спасти себя от будущих проблем, связанные с экспериментальным определением вышеупомянутых метаболических параметров для каждого вида (и животных одного и того же вида, но с разными размерами тела / формой, например, детьми и взрослыми), если мы просто собираем соответствующие данные о весе тела и поверхностных областях, и приводим в соответствие соответствующие значения Km. Используя эти значения, мы можем легко вычислить эквивалентные дозы для данного вида, используя следующее уравнение

HED (мг / кг) = Доза животных (мг / кг) * (Animal Km: Human Km)

Там, где термин в (математически ненужных скобках) будет коэффициентом пересчета, определяемым отношением значения Km вида, которое использовалось в соответствующем исследовании, к значению Km целевых видов. Для большинства исследований, которые вы найдете в источниках, первоначальное исследование проводилось на мышах (Km = 3) или крысах (Km = 6) и коэффициенты пересчета, которые, вероятно, представляют наибольший интерес для вас, то есть для людей было бы 3/37 = 0,081 и 6/37 = 0,162 для крыс соответственно.

Пример 2 (вот как это делается): с помощью этих новых знаний вы также можете рассчитать, сколько черного перца вам нужно будет потреблять для достижения эффективной дозы пиперина, которая использовалась в исследовании, упомянутом в новостях в прошлый четверг. При среднем содержании пиперина от 3 до 8 г / 100 г и около 0,2-0,3 г / 100 г минорных алкалоидов и пиперина в черном перце крысе пришлось бы потреблять где-то между 500-1300 мг черного перца в день для достижения дозы 40 мг / кг, которая эффективно ускоряла метаболизм крыс в исследовании Все, что вам нужно сделать сейчас, - найти значения Km для крыс (Km = 6) и людей (Km = 37) и вставить соответствующие значения в заданное уравнение, так что

HED (40 мг / кг у крыс) = 40 мг / кг * (6 кг / м2: 37 кг / м2) = 6,5 мг

даст количество пиперина и

HED (1000 мг / кг у крыс) = 1000 мг / кг * (6 кг / м2: 37 кг / м2) = 162 мг

количество перца, которые вы должны использовать для достижения «того же эффекта» у людей.

Вот как то так, надеюсь все , все поняли))))