实验动物设施管理与国家标准（培训班讲稿）

1、实验动物设施管理与国家标准广东省第19期培训班讲稿暨南大学傅江南本章知识点1掌握实验动物环境设施根本概念、国家标准。 2.掌握实验动物环境因素的主要要素要求。3掌握各种环境因素对实验动物的影响。4.掌握克服动物实验过程中环境因素的影响。 本章思考题1.实验动物设施环境的根本概念2.影响实验动物的环境因子3.GB/T 14925、GB50447中常见的指标4.什么是实验动物的应激5. 实验动物质量与环境因素关系 6.影响动物实验结果主要因素之间的关系1 实验动物设施环境概述1.1概念 1.2研究的范畴 1.3影响实验动物的环境因素物理环境因素、化学环境因素、生物环境因素、设施环境因素、管理环境因

2、素、营养环境因素2对实验动物产生影响的环境因素2.1 物理因素对实验动物和动物实验结果的影响2.2 化学因素对实验动物与动物实验结果的影响2.3 生物环境因素对实验动物与动物实验结果的影响2.4 设施环境因素对实验动物与动物实验结果的影响2.5 管理环境因素对实验动物与动物实验结果的影响2.6 营养因素对实验动物与动物实验结果的影响3实验动物环境应激3.1 应激的根本概念3.2 应激反响的特点3.3 环境应激对动物实验的影响3.4 环境应激反响的诊断3.5 实验动物环境应激的预防4实验动物养学控制4.1实验动物的营养需要4.2实验动物饲料的分类及其营养特性4.3 实验动物饲料中的养分及其营养作

3、用4.4实验动物饲料的配制4.5实验动物饲料的加工、消毒、储存及其质量控制4.6营养因素对动物实验结果的影响前 言实验动物质量与实验结果，在很大程度上受遗传因素与环境因素的影响。然而，遗传因素是先天的，环境因素却显得极为重要。但事实上，尽管我国生命医药科学研究领域尽管确取得了可喜的成绩，至今仍很少有人对动物实验环境加以重视和关心。在描述实验动物的论文中，记述动物本身，以及饲养对环境条件，有的甚至是错误的。 实验动物是外源化合物作用的对象，又是外源化合物最终表达的主体。 不同种属和个体的动物影响外源化合物在其体内的代谢，因而影响外源化合物的作用。 环境因素不仅影响实验动物，同时也影响外源化合物。

4、给予途径影响化合物在动物体内的代谢和其最终表达。动物实验结果与环境因素关系式R动物实验结果可靠性A种的共同反响B品系特有反响C个体反响(差异)D环境影响E实验误差ABC属于遗传因素，D与结果呈正相关R=(A+B+C)D+E基因型（genotype） 发育环境（Developnental environment）表现型（Phenotype） 生存环境（Living environment）演出型（Dramatype） 实验环境（Experiment environment）实验结果(Result)影响动物实验结果主要因素之间关系 动物的性状表现决定于遗传和环境因素的综合作用。尽管遗传因素是决定生

5、物性状的物质根底，但个体发育过程中，基因作用的表现离不开环境的影响。 不重视环境的惨痛教训 (内部资料) 例1.南方某省药检所： 测检“水解蛋白注射液做过敏试验中，发现对照组豚鼠也出现类过敏现象。邀请全国15个单位会检，并与其它地区的制品比照，结果又发现了类过敏反响；最后又在四个地区进行交叉试验，其它省区均为阴性，说明实验动物有问题。此次事件造成直、间接损失300余万元。 例2.哈尔滨医科大学 于XX副校长去日本交流“克山病的论文引起了日本医学界的重视。但了解到所用的动物来历不清，动物实验条件的不可控性，该学术论文被认为是：“实验结果的科学性不够。例3.原第一军医大学 88年，休克微循环专家赵

6、克森教授以及博士、硕士论文投寄到国外在犬、羊、兔等品种(系)上屡屡受歧视。 例4.某生物制品所 我国自行生产的鸡马立克氏病弱毒疫苗出口，但因我们的疫苗生产污染有鸡白血病病毒，而不被对方接受。例5.中科院XX动物研究所 十多年前是中国最大的恒河猴养殖出口基地，但由于经费紧张，环境条件无法改善，出口恒河猴被查出有eblar、EB等病毒等。而顺德实验动物灵掌类实验动物中心那么由科委主管的小企业一跃成为我国最大的恒河猴出口基地之一。例6 XX市口岸药检所 92年，送检样品合格，抽检不合格法律上受指控损失600-800万/年.例7.化工部新农药研制： 实验动物不标准、实验条件不标准，使得可重复性差，LD

7、50结果有23倍之差，因而无法进行结构与毒性关系的深入研究。有些药物如“多菌灵虽然是高效低毒，但不能向外国专利局申请登记。例8.医科院肿瘤所 杨XX教授，从事实肿瘤研究30多年来积累、保存了各种可移植肿瘤瘤株20多个品种，由于过去实验动物环境较差，冬天温度不够，改用硬气，有一次硬气阀门失灵、漏气，全部动物被蒸死，30多年心血毁于一旦。例9.航天医学影响较大的是80年代初，航天医学模拟人在失重和飞行器中的生物学研究，在北京市郊买的不合格的狗，成果出来后在国际上有名的杂志上发表文章，结果被拒。造成极大损失和浪费。举例的目的是使大家清楚，没有合格的实验动物，不在标准化的环境设施中从事动物生产和使用，

8、医学生命科学研究就无从谈起。 近年来，国家科技部、卫生部、农业部、化工部、解放军总后卫生部、国家中医药管理局等单位重申：申请部级含省级单位科研工程时，在形式审查过程中要求：大小鼠必须使用SPF级以上动物。1.1实验动物环境科学概念 是专门研究实验动物生存及管理过程与人工环境之间相互关系的科学。即研究实验动物机体以外的各种人工(非人工)环境因素与实验动物健康，繁育、生存水平相互关系的规律的科学。 同时依据这些规律制定出各种适应环境的卫生要求和工程要求的技术标准，提出有效利用、保护和改善环境因素的理论和措施，并通过法律、法规的实施，到达稳定地提高实验动物质量和动物实验结果的可靠性，促进科学的一进步

9、开展。实验动物环境科学是现代实验动物科学的重要组成局部。1.2实验动物环境科学研究的范畴1999年ICLAS提出 1实验动物环境工程学 实验动物设施与经济 实验动物设施内空气的控制 实验动物设施内各建筑要素与环境相互关系(2)实验动物环境卫生学实验动物与环境应激的相互关系环境因素与实验动物的应激环境应激对实验动物的影响实验动物与人类健康设施、环境与动物卫生健康及生存水平关系 实验动物运输的卫生学良好/不良环境对实验动物健康、行为活动影响环境与实验动物疾病、病原的关系(3)实验动物环境监测与评估各种实验动物环境因素的技术标准(最适标准)实验动物环境监测方法与手段实验动物环境因素的综合评估1.3影

10、响实验动物的环境因素综合现代实验动物科学对环境的认识，我们认为，构成完整的实验动物环境科学应围绕着六个主要子系统。即：.物理环境系统.化学环境系统.生物环境系统.设施环境系统.管理环境系统.营养环境系统各环境子系统动态平衡，才得的维持实验动物的质量.物理环境因素主要包括：环境设施内温度(初级+次级)相对湿度(Humidity)气流(Airflow)气压(Atmospheric pressure)光照度(Illumination噪声(Noise)等。 在实验动物的环境系统中，物理环境子系统稳定性最低，处于动态平衡状态，一旦失衡，将导致实验动物的应激反响。严重的可导致死亡。 在物理环境子系统中，环

11、境温度对实验动物影响最大，作用强度最明显。 除噪声和气压外，其它因子都和温度发生联系而产生影响， 因而，应将温度因子放在各因子的首位。化学环境因素 实验动物设施内由于产生各种各样的化学物质诸如NH3、H2S、SO2、CO2、CO、氮氧化物，粉尘微粒等。 这类因子在实验动物环境中占有很重要的地位。生物环境因素实验动物生物环境子系统主要包括两类： 一是非自身生物因子:病原微生物，体内外寄生虫、人类等。 二是实验动物自身生物因子：“心理，群体、行为等因子。 前者较相对稳定，并与管理方式、水平、条件呈相关关系。但也存在个体、差异影响。后者那么个体差异、群体、种(系)差异较大。设施环境因素设施的墙体，地

12、面的隔热性能；空间及维护结构的密闭性，人工可控程度，采光能力，排水能力，空调方式，笼架具结构，材质，实用性，平安性导热性等。这一环境因素由于所处的地理位置，气候状况，实验动物品种(系)、设施类型等，用途各异，对实验动物的影响程度相对较稳定。 管理环境因素是指经常性管理实验动物生产繁育和使用操做方式等SOP形成的环境措施，这是一个相对稳定的系统。主要包括： 居住因素、饲养密度，操作步骤、饲养方式、饲喂频率、垫料更换方式、时间等，这一系统无固定模式，主要依靠对实验动物的健康状况，繁育性能、实验结果等指标来评价。 近年来对动物实验中，施加因素、强度对实验动物的影响已引起人们的高度重视。营养环境因素

13、营养环境子系统包括数量因子和质量因子两局部指标。也是一个相对稳定的系统。数量因子主要指饲料的营养成分。如总能量，粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、粗灰分、必需氨基酸、微量元素、维生素等，质量因子指标主要有：饲料新鲜度、杂质率、均匀度硬度、适口性等。这局部环境因素对实验动物的影响曲线较平缓，相比照较稳定。 实验动物设施根本概念实验动物生产设施 Breeding Facility For Laboratory Animal指用于实验动物生产的建筑物和设备的总和。包括动物生产区、辅助生产区、辅助区。实验动物实验设施 Experiment facility for Laboratory animal指以研究、试

14、验、教学、生物制品、药品及相关产品生产、质控等为目的进行实验动物实验的建筑物和设备的总和。包括动物实验区、辅助实验区、辅助区。按照微生物控制等级要求普通环境设施 Conventional Environment Facility符合普通环境要求的，用于实验动物生产或动物实验的建筑物和设备的总和。屏障环境设施 Barrier Environment Facility符合屏障环境要求的，用于实验动物生产或动物实验的建筑物和设备的总和。普通环境Conventional Environment符合动物居住的根本要求，控制人员和物品、动物出入，不能完全控制传染因子，但能控制野生动物的进入，适用于饲育根底

15、级实验动物。屏障环境 Barrier Environment符合动物居住的要求，严格控制人员、物品和空气的进出，适用于饲育清洁实验动物及无特定病原体SPF实验动物。隔离环境Isolation Environment采用无菌隔离装置以保持装置内无菌状态或无外来污染物。隔离装置内的空气、饲料、水、垫料和设备应无菌，动物和物料的动态传递须经特殊的传递系统，该系统既能保证与环境的绝对隔离，又能满足转运动物、物品时保持内环境一致。适用于饲育无特定病原体、悉生Gnotobiotic及无菌(Germ Free)实验动物。独立通风笼具Individually Ventilated Cage IVC一种以饲养盒

16、为单位的实验动物饲育设备，空气经过高效过滤器处理后分别送入各独立饲养盒使饲养环境保持一定压力和洁净度，用以防止环境污染动物或动物污染环境，该设备用于饲养清洁、无特定病原体或感染动物。隔离器Isolator 一种与外界隔离的实验动物饲养设备，空气经过高效过滤后送入，物品经过无菌处理前方能进出饲养空间，该设备既能保证动物与外界隔离，又能满足动物所需要的特定环境。该设备用于饲养无特定病原体、悉生、无菌或感染动物。层流柜Laminar Flow Cabinet一种饲养动物的架式多层设备，洁净空气以层流的方式使饲养环境保持一定压力和洁净度，防止环境污染动物或动物污染环境，该设备用于饲养清洁、无特定病原体

17、动物。表1实验动物环境设施的分类环境设施分类使用功能适用动物等级普通环境实验动物生产，动物实验、检疫基础动物屏障环境正压实验动物生产，动物实验、检疫清洁动物、SPF动物负压动物实验、检疫清洁动物、SPF动物隔离环境正压实验动物生产、动物实验、检疫无菌动物、SPF动物、悉生动物负压动物实验、检疫无菌动物、SPF动物、悉生动物 实验动物生产设施的环境指标项 目指 标小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠犬、猴、猫、兔、小型猪鸡普通环境屏障环境隔离环境普通环境屏障环境隔离环境屏障环境温度，18-2920-2616-2820-2616-28最大日温差，444相对湿度， 4070最小换气次数，次/h815815动物笼具

18、周边处气流速度，m/s0.20 与相通房间的最小静压差，Pa1050105010空气洁净度级别75或7*75或7*5或7*沉降菌最大平均浓度，个/0.5h.90mm平皿3无检出3无检出3氨浓度指标，mg/m314噪声，dB(A)60照度，lx最低工作照度200动物照度15-20100-2005-10昼夜明暗交替时间，h 12/12或10/14生产设施的环境指标项 目指 标小鼠、大鼠、豚鼠、地鼠犬、猴、猫、兔、小型猪鸡普通环境屏障环境隔离环境普通环境屏障环境隔离环境隔离环境温度，19-2620-2516-2620-2616-26最大日温差，43433相对湿度，4070最小换气次数，次/h8158

19、15动物笼具周边处气流速度，m/s0.2与相通房间的最小静压差，Pa1050105050空气洁净度，级757*757*57*沉降菌最大平均浓度3无检出3无检出无检出氨浓度指标，mg/m314噪声，dB(A)60照度，lx最低工作照度200动物照度15-20100-2005-10昼夜明暗交替时间h12/12或10/14表动物实验设施的环境指标动物实验设施的环境指标表5 屏障环境设施的辅助区的环境指标要求房间名称洁净度级别最小换气次数（次/h）与室外方向上相通房间的最小压差（Pa）温度（）相对湿度（%）噪声dB(A)最低照度（lx）洁物储存室7151018-2830-7060150无害化消毒室7或

20、815或101018-2860150洁净走廊7151018-2830-7060150污物走廊7或815或101018-2830-7060150缓冲间7或815或101018-2860150二更7151018-2860150清洗消毒室418-2860150淋浴室418-2860100一更（脱、穿普通衣、工作服）18-2860100修订背景GB/T14925?实验动物环境及设施?科技部于1994年1月首次发布；1999年8月进行第一次修订，2001年发布修订版；2007年再次修订本标准。 实验动物设施国家标准简介GB50447?实验动物设施建筑技术标准?住房和城乡建设部2021年8月13日发布；2

21、021年12月1日实施。GB50346?生物平安实验室建筑技术标准?建设部2004年8月3日发布，自2004年9月1日起开始实施。GB/T14925?实验动物环境及设施?规定了实验动物及动物实验设施和环境条件的技术要求及检测方法，同时规定了垫料、饮水、污水、废弃物及动物尸体处理、笼具、垫料、动物运输的和笼具的原那么要求。即对影响实验动物质量的环境设施提出全面的技术要求。GB50447?实验动物设施建筑技术标准?对实验动物设施建筑技术提出要求：主要是建筑和结构；空调、通风和空气净化、给水排水、电气和自控、消防、施工要求、检测和验收等。GB50346?生物平安实验室建筑技术标准?涉及致病性病原生物

22、的实验动物使用设施提出建筑技术要求。规定了对不同生物平安防护级别实验室的设施、设备和平安管理的根本要求，适用于涉及生物因子操作的实验室。 实验动物设施的根本要求1建筑和结构要求选址和总平面 、建筑布局 、建筑构造 、结构要求 2空调、通风和空气净化要求送风、排风 、净化、气流组织 、部件与材料 3给水排水要求4电气和自控要求5消防要求6施工要求 7检测和验收要求实验动物设施管理要点核心要点：是对人流、物流、动物流全过程污染控制的管理。2.1 物理因素对实验动物和动物实验结果的影响温度的影响、湿度的影响、光照的影响、噪声的影响、气流与风速的影响2.2 化学因素对实验动物与动物实验结果的影响空气洁

23、净度对实验动物的影响、空气中化学有害气体的影响2.3 生物环境因素对实验动物与动物实验结果的影响实验动物的社会因素、种内关系2.3.2 种间关系2.3.3 与其它动物的关系2.4 设施环境因素对实验动物与动物实验结果的影响2.4.1 笼具的影响2.4.2 垫料的影响2.5 管理环境因素对实验动物与动物实验结果的影响2.5.1 饲养方式2.5.2 饲养密度的影响2.5.3 操作步骤的影响2.6 营养因素对实验动物与动物实验结果的影响2.6.1 实验动物饲料的类型2.6.2 营养因素对动物实验结果的影响2 环境因素对实验动物质量和动物实验结果的影响涉及环境因素对实验动物质量和动物实验结果的影响因素

24、许多，而专门从事这方面研究的工作确做的很少。在此，我们有重点的为大家介绍一些，以便在今后工作中多观察，总结，不断提高我们实验结果的可信性。按国标要求介绍几种。 2.1 物理因素对实验动物和动物实验结果的影响温度的影响：温度对实验动物适应反响.哺乳类实验动物产热方式与人类相似，在一定温度范围内可保持体温的相对稳定的生理调节能力。但也有进行冬眠的动物。如仓鼠类、黄鼠类等。产热量、根底代谢、体温和环境有一定相关关系。根底代谢最少时期的环境温度称之为温度中性区。 各种实验动物监界温度与最适温度中性区1种别临界温度低温高温最适温度小鼠103720-33大鼠-103228-30豚鼠-153230-31家兔

25、-293220-30猫-403624-2818-30犬-8042-5818-2各种实验动物监界温度与最适温度中性区2种别临界温度低温高温最适温度恒河猴属-203827-30绵羊803232山羊-694020-30猪-40300-20鸽-204220-30鸡-253219-29 临界温度:动物的体温失去恒常性而开始上升或下降时温度段为临界温度。 不过实验动物品种(系)、年龄、性别、活动状态的不同引起的产热差异是明显的。通常实验动物的摄食量，随环境温度升高而增加，即与温度存在明显的负相关系。大、小鼠、兔、犬等实验动物随着温度的升高，心跳、呼吸数也升高，超过35时，那么心跳明显减少，在1525时显正

26、相关。 小鼠在体温下降至34时，心跳开始增加，其后逐渐减少。体温上升至40时，心跳开始减少，升至40以上时心跳增加。体热的散发： 生物体的散热(Heat radiation)大局部是通过皮肤传导(conduction)对流(Convection)辐射(radiation)及蒸发(evaporation)和通过呼吸道的蒸发进行的，粪尿散热仅占5%，犬无汗腺靠呼吸道蒸发为主。 温度对繁育的影响：低温时实验动物性周期延迟，小鼠在21 时繁殖3代，而-3时繁殖2代。高温时，雄性睾丸副睾萎缩，精子形成能力降低。更严重的是，高温环境引起不同实验动物先天性缺陷：.在整体高温环境中：胚胎吸收。大鼠35以上，8

27、-10天，无眼畸形，9天后齿缺陷，10天后：无脑畸形。12天，趾缺陷，13天腭裂，并趾或短趾，脑积水。40时，50%以上胚胎发生畸变。 小鼠 ：妊娠暴露于43温度下，10天50%以上后裔严重脊椎畸形；每天暴1小时组，妊娠第7天，无颌，面部发育不良。假设每天暴露20h(lecyk,1969)Penny cuk 1965)母体死率高，流产，胚胎吸收率高于50%。家兔：妊娠第6、7天，注射煮沸牛奶引起发热后(Brinshade 1957)母体温度升高12.2，胎儿发生皮下，脑脊膜出血，脑膨出小头、肝、肢缺陷。恒河猴：母体温度升至41持续1h/天(妊娠2550天)连续5天，发生子代骨骼异常，行为异常(

28、Poswillo,1974)妊娠2146天，母体温度升高3.53.8，1h/天4天，胎儿吸收，流产、死胎、眼、骨骼、肾上腺、肾、心脏畸形。 环境温度的改变可引起不同程度的生理、生化系统和机体内环境稳定系统的改变，从而引起某些生理情况(通气、循环、体液、中间代谢、机体防御系统状态等)的改变，并影响外源性化合物的吸收、代谢、排泄等。 有人比较了58种化学物在8、26和36不同温度下对大鼠LD50的影响，结果说明，有55种化学物在36时毒性最大，在26时毒性最小。不同动物，甚至在同种动物的不同品系之间，其最适温度也是不同的。 动物饲养室的温度应控制在各种动物最适温度3范围内。常用的几种实验动物对20

29、27的温度范围都能适应。因此：温度对实验动物发育影响的特点：温度引起实验动物发育缺陷，是以非致死性状态伤害胎儿的；.温度引发缺陷的类型：取决于胎儿发育阶段和受热的剂量。研究说明：补充甲状腺素，维生素与蛋白质均能降低大鼠胚胎吸收(Macfarlane,1951)。摘除肾上腺方法，能导致早期胚胎吸收率的显著降低。(FernandesCano 1958) 啮齿类 中动物普通设施 18-29 20-26屏障设施 16-28 20-26禽类 16-28温度标准(GB/T 14925)2.2 化学因素对实验动物与动物实验结果的影响.低温环境可导致大小鼠心脏、肝、肾脏增大，高温下减小。 .免疫功能的变化：

30、BALB/c小鼠(从22环境移至12中 )T淋巴细胞(3天)；(从22移至32环境)血T淋巴细胞(3天)；血B淋巴细胞(7天)；脾B淋巴细胞 14天恢复。.在1216环境中，大鼠血浆P蛋白质，血中尿素氮、碱性磷酸酶、谷草、谷丙转氨酶；脑组织的各氨基酸，肝、血流中的麦角硫因，谷光甘肽；但Beagle犬就要相对稳定。 .13，23，33环境下10天，各温度间血液细胞，红细胞溶积，血浆蛋白，碱性磷酸酶、谷丙、谷草转氨酶无明显温度变化的差异，尽管有呼吸次数增加。应注意：温度变化和湿度一起对血流量，呼吸量、体温等各种生理机能产生影响，对药物的活性、毒性、代谢、分解以及肾脏排泄速度等均产生影响。相对湿度的

31、影响湿度对实验动物的影响是伴随温度的改变而改变的。 小鼠在相对湿度的40%时，易发生干尾症和变态反响性疾病， 仙台病毒，脊髓灰质炎病毒，腺病毒4.7型，均在高温环境下发病率升高。(Ven Der Veen,1972) 湿度过高，实验环境中微生物易于生长繁殖，动物易患疾病； 湿度过低(如低于40%)那么易尘灰飞扬，对动物健康不利。 而某毒物如HCl、NO和H2S在高湿条件下的刺激性增加，SO2甚至可转变为SO3和H2SO4。 尤其要考虑环境湿度对挥发性化合物和通过皮肤、呼吸道途径染毒的化合物实验结果的影响。 一般实验动物，相对湿度在40%70%之间是完全能适应的，以50%60%最好，但猫适于较低

32、的湿度。光照的影响 高等实验动物的视网膜近表层有感觉明暗的杆状细胞和感光颜色的锥状细胞，通过神经内分泌机能或行为的调节。杆状细胞：啮齿类动物占优(夜行动物)黑暗场所易适应，但对光刺激反响明显。锥状细胞：鸟类动物占优(夜盲眼)。 绵羊、猪、犬及啮齿类动物对颜色无分辨能力。 人、猴、猫的锥状细胞与杆状细胞的比较，辨色、区别明暗能力方面优于其它动物。 啮齿类 中动物普通设施 4070 4070屏障设施 4070 4070 禽类 4070相对湿度标准(GB/T 14925)照明对实验动物的影响.视网膜损伤：2万Lux照度白化大鼠几小时发生，8天以上即不可逆。60Lux照度下饲养13周导致视视网膜退行性

33、变。.对发育繁殖影响： 100Lux条件下大鼠阴道开口最早，卵巢，子宫，发育最快。15Lux以下多数不发情。 250Lux照度下，产仔数最多。 小鼠在20Lux条件下，性周期(4天)非常规律。 ICR小鼠在蓝色光照明下：垂体，肾上腺、肾、精囊；雌性：肾上腺、甲状腺、松果体重量相差很大。 照明时间(光照周期)影响 对实验动物生理节奏节律影响最明显。 金黄仓鼠每天需12.5h照明，低于12.5h，生殖器退化， 绵羊那么以8/16明暗周期睾丸精子发育最正确， 大小鼠发情以12/12明暗周期为最稳定的4日周期，如果16/8明暗周期，性周期5天，且不稳定。700Lux连续照明，白化大鼠眼球障碍，15Lu

34、x连续照明，不发情退发性率最高。照度标准(GB/T 14925)最低工作照度：200Lux，动物照度：啮齿类15-20；中动物100-200；禽类： 5-10美国实验动物设施标准：10761345Lux。欧洲动物设施标准：光源垂直下方距地面1m：300450Lux 日本实验动物设施标准：光源垂直下方距地面40-85cm：150-300Lux 噪声与振动对实验动物的影响 噪声和振动对实验动物的生殖生理能产生较大影响，尤其对一些敏感型体质的动物。噪声与振动的控制标准：60 dB 。.对生产繁育的影响： 阴道栓确认后18天，给85 dB刺激，产出率为98%，阴道栓确认后当天，给85 dB刺激，产出率

35、为60%，母鼠咬死仔鼠。咬杀率33%，临产前给85dB，咬杀率67%。低频范围人：2020000HZ，猴与人相似。犬、小鼠、兔、豚鼠、犬等实验动物都可听到超声波，其中蝙蝠、猫、可达200/100KHZ，大鼠达70kHz。.对实验结果的影响：除正常应激反响外，主要对交感神经影响最大。电钻施工：给小鼠采血测血糖：明显升高。投入镇静脉，能降低对声音的感受性。一般而言：噪音使小鼠发生的细胞、免疫机能改变，大鼠发生高血压，心脏肥大，肾上腺皮质不同上升。振动导致小鼠消化吸收障碍，大鼠消化器官分泌机能的障碍，肝糖原和抗坏血酸水平升高。循环：血压/心率内分泌：尿中肾上腺素血清中Mg2+胆固醇细胞中：Na+血管

36、紧张肽原酶活性免疫：功能代谢：早期促能量储藏；长期：抑制能量代谢。消化：胃肠功能减弱华师生物系刘美莲教授一项研究说明：豚鼠A组： 105dB 20天(1h/d)B组：105dB 20天(1h/d) 第5天处死，测各脏器锌铜钙镁元素。结果： 经强噪声、肝、脑元素Zn+急剧减少， Cu脑Ca肝Ca； 第5天元素代谢严重失调仍持续。对心肌Ca 、 Cu，Mg+ Zn+ 支持心肌Ca、Mg代谢异常引发心脏病。气流与风速对实验动物的影响 气流与风速对实验动物的影响 气流：是设施内空气的流动，是决定动物初级环境温度与散热的主要因素。在温度恒定的前提下，给动物加大风速，其体温呈下降趋势，通过对流，辐射或体表

37、蒸发的体热扩散，增大风速，采食量也增加。风速是决定实验动物设施内次级环境静压大小的重要因素。气流与风速的标准亚屏系统 0.18m/s；屏障系统0.18；隔离系统0.18；压差：2050Pa。 2.2化学因素对实验动物与动物实验结果的影响2.2.1 空气洁净度对实验动物的影响粉尘： 空气中浮游的微粒总称为空气气溶胶(aerosol)。对实验动物环境影响最大的就是粉尘颗粒。动物被毛、浮皮屑、饲料渣、垫料渣、排泄物等是主要尘源。空气中的细菌、病毒、立克次氏体等因其粘附在粉尘颗粒上，故在理论上做粉尘对待，一般附着在5m以上的微粒上飘浮在空气中。粉尘的影响粉尘主要是通过呼吸道引起实验动物有害作用。一般0

38、.54m颗粒沉积在肺部的比率最高，是呼吸道疾病主要来源和主要致敏源2030微粒很少入肺泡深处。大鼠、豚鼠、兔的毛，皮屑可成为眼鼻病症的过敏原(具有抗原性)；大小鼠的尿蛋白是致敏原。大鼠垫料和大鼠尿与气喘症相关性极强。日本学者对动物室粉尘中蛋白质进行测重，发现大小鼠次级环境中0.23.3%的蛋白质浓度最高。是饲养人员、动物实验人员过敏症(变态反响)的重要来源。这些粒径小于10m的粉尘蛋白，仅用口罩是很难防止人体吸入的。 因此告诫实验者，应注意控制气流换气次数和其它防护措施。研究者认为： 空气中这类过敏原是由分子量12.5万的低分子蛋白质组成。 芝加哥大学医学研究中心的实验动物人员339人中59人

39、出现变态反响的病症。鼻炎59例，肺病症30例，气喘症28例，接触动物30min即发生，可持续412h，不分人种、性别、年龄吸烟史等。美国NIH的职业性变态反响诊疗门诊部130各统计患者有66%有接触实验动物而发生。 2.2.2 空气中化学有害气体的影响 次级环境中，空气里有害气体种类有许多，其中有4000余种是可觉察的。目前研究结果看，影响最大的是NH3和H2S为主要因素，甲基硫醇，三甲胺，硫化甲基等5种。 NH3的来源主要是与实验动物初级环境中饲养密度，垫料更换频率，饲料蛋白质成分直接相关。饮水量也有关。 氨对实验动物的主要影响影响的动物种类：主要是大小鼠、豚鼠。影响的主要方面： 对呼吸道的

40、刺激作用。 诱发某些呼吸道疾病。肺炎支原体感染(50ppm)，中耳炎等。 毒性机理： 损耗细胞内NADH，影响ATP的合成，导致-酮谷酰胺减少三羧酸循环障碍；谷胺酰胺合成受影响刺激细胞膜上的ATP酶神经细胞兴奋性和活性增强，ATP减少，导致乙酰胆碱合成减少。硫化氢对实验动物的主要影响影响的动物种类：主要是犬、猫、兔。实验动物环境中H2S主要有饲料中含硫物质转化而来。犬、猫、猴等灵长类动物环境中H2S浓度比大小鼠要高。影响的主要方面：对呼吸道及粘膜的刺激作用。植物神经功能紊乱。影响氧代谢，能结合氧化型细胞色素氧化酶中的三价铁。缺氧。严重的可造成呼吸中枢麻痹，窒息死亡。(200500ppm)有害物

41、质的标准.洁净度标准：屏障系统350粒/升；隔离系统3.5粒/升。0.5粒径为标准，每升空气所含个数。 屏障ISO7级 隔离ISO5级 90m血琼脂培养基；落下菌落数：12.2个；2.45个；0.49个/皿时；开30，37 48h培养;NH314mg/m320ppm空气经初、中、高效过滤器.有害气体标准：氨浓度，mg/m314动态指标 2.3 生物环境因素对实验动物与动物实验结果的影响生物环境因素主要包括两大类.病原微生物体内外寄生虫等非自身因子。这局部内容在微生物控制一章专门个绍。.实验动物自身“心理，群体，行为等因素。这局部内容也是最容量被乎视而影响实验结果的内容。实验动物的社会因素2.3

42、.1.1 种内关系 实验动物一旦有2只以上在一起，就形成了动物社会，就会产生动物个体间的优劣关系。实验动物的社会地位可简单地分为：直线型(Liner type)：第一位统治第二位(包括以下)第二位统治第3位(含以下)猴、犬、鸡、猪属于此类。(ABCD式)。专制型(despotic type)：首领处于其它动物优先地位，首领以下间很少争斗。 大、小鼠、猫等属于此类。同一笼内饲养雄性大、小鼠时可观察到。这种社会关系决定了实验动物应激刺激域的水平。 2.3.1.2 种间的关系将小鼠与猫置于同一室内靠近饲养，小鼠性周期马上紊乱。 支气管败血杆菌引起豚鼠支气管炎，但兔子那么隐性带菌，假设将二者饲养于一室

43、，兔子就很快会发病。BALB/c系雌性小鼠与同系或异系雄鼠接近，有50%发生妊娠中止反响。 2.3.1.3 实验动物与人的关系 有经验的从事实验动物管理的工作人员，能从所饲养的实验动物行为上分析出饲养管理者的性格。认真操做与马虎应付的人饲养的动物质量有明显的区别。 因此，实验动物与人之间通过饲养管理操做，实验处理或施加因素处理过程中，对实验结果影响很大。有学者(chance 1956)指出，卵巢重量的变异系数因笼箱大小、饲养只数、动物换笼次数，实验者出现的次数而变化。告诫： 与内分泌系统循环系统代谢有关的血液检查时，宜在笼箱接触100秒内进行完毕。 在动物实验过程中： 如果不移动笼箱，测定大鼠

44、应激与休克反响的血液指标无太大影响；但把笼箱移至实验台超过1分钟后再采血、血糖、丙酮酸、乳酸等值都明显升高、催乳素、甲状腺、促激素黄体素，促卵泡素，皮质类固醇，三碘甲状腺胺酸，甲状腺素等值比不移动者增加1.55倍。 不同种属的哺乳动物个体都是由相同的根本元素构成，不同的细胞、组织、器官，通过各种生理、生化反响的过程，来实现生物的生命过程。 不同种属生物具有一些相同或相似的生理生化现象，并且种属越相近，其生命现象也越接近，这是能将实验动物结果推论到人的理论根底。 但不同种属的动物，其组织解剖结构、生化代谢、生理现象又各有特性，对外界化合物的吸收、分布、代谢转化、排泄等不同，因此，实验结果也不相同

45、。 据报道，在154种化合物的毒性试验中，小鼠敏感者38种，家兔敏感者28种，狗敏感者44种。 一般认为，人对毒物作用的敏感比动物高，在260种化合物的人与动物比较中，90%的毒物对人的致死剂量均低于实验动物(相差110倍)，有30%竟相差25450倍。 不同动物对毒物反响性出现差异的原因是多方面的，主要是由于在组织解剖、生理、生化和遗传等方面的差异而导致毒物的吸收、分布、代谢转化的不同，最后引起对毒物反响性的不同。 生理上的差异 各种动物的脉率(次P分)随体重增加而减低：小鼠600、大鼠352、豚鼠290、猫240、家兔251、狗120、羊43、马38。小鼠心脏每分钟输出量与总血量之比高于人

46、20倍。 因此，毒物从血浆去除的半量期，小鼠较人短，相同剂量的毒物对人体组织的作用时间要比小鼠长。代谢酶的差异 不同种属动物体内酶的种类和活性不同，引起外源化合物在体内代谢的途径、代谢的速度、代谢的性质(激活或灭活)等方面也不同。有实验证明：不同品系雄性小鼠暴露于同一浓度氯仿蒸气中，其死亡情况不同，DBA2品系死亡率75%，DBA为51%，C3H为32%，BALB/C为10%。 造成不同品系动物间这种差异的一个重要原因是由于它们体内代谢酶有较大差异。 另外，不同品系动物的自发性肿瘤发生率和自发性畸胎的发生率是不同的。 毒物排出速度的差异 主要表现在同一外源化合物在不同动物体内的生物半量期不同。

47、因此，化合物对机体的靶器官(组织)的作用时间就不同。例如，保泰松在人体的生物半量期为72h，但狗为6h，兔仅为3h。实验动物的个体差异 实验动物对外源性化合物的反响具有明显的个体差异，这与实验动物机体的健康状态、年龄、性别、营养状况有关。 据对149种毒物对雌雄小鼠、大鼠LD50之比值分析，可见雌性动物较雄性敏感，但差异不大，一般不超过2倍，而对不同年龄段实验动物毒反响的结果说明，成年动物与新生动物的LD50比值可介于0.00216之间。 一般认为，幼年动物比成年动物敏感，特别是与中枢神经系统、肾功能、血脑屏障作用以及血浆蛋白结合有关的外源性化合物，新生动物与成年动物的毒反响差异更明显。老年动

48、物的代谢功能低，反响不敏感。 2.4 设施环境因素对实验动物与动物实验结果的影响设施环境因素对非实验动物专业人员而言，不太重要，但是其中笼架具和垫料对实验动物的影响应有所了解。 2.4.1 笼具对实验动物的影响 饲养用笼具的材质和构造对小鼠和大鼠的实验结果发生影响。CCl4实验中，铁丝笼组比玻璃缸组体重大，肝功与组织学检查变化小。 用吗啡、戊巴比妥致大鼠死亡实验中，铁丝网底组比木板底组低。 裸鼠的摄食量，铁丝笼网底组比塑料笼组增加17%。 长期使用创花做垫料的大小鼠 自然发生组织肿瘤比率比非刨花组高出35倍。 谷上等人把Wistar大鼠雌雄各25只分别用金属丝笼和塑料笼饲养(4周24月龄)，死

49、亡率以塑料笼组为高，肝和肾肿大，血清胆固醇和磷脂水平均高出许多。目前，垫料的处理已采用高压灭菌或Co60照射灭菌，减轻了影响。 常用实验动物笼具简介隔离器层流架代谢笼不锈钢笼架具屏障系统隔离器隔离器模式图负压隔离器普通隔离器大规模生产隔离器群屏障系统双扇模式给笼具提供高达 70 到80 ACH 的经HEPA 过滤的净气，经HEPA 过滤的排气直接排入室内或者通过套管排入建筑的排气系统。笼子安静快捷地安放到笼架上。一个主机可以带 3-4 个单面架或者2 个双面架。IVC连接建筑系统模式笼架排气经由一个套管连接至建筑排气系统套管连接的作用在于抵消建筑排气系统不稳定的静态压力造成的影响至建筑排气系统

50、套管房间空气IVC笼架SLIM主机排气管供气管层流架层流架示意图代谢笼钢笼架具2.5 管理环境因素对实验动物与动物实验结果的影响2.5.1 居住因素的影响饲养方式圈养方式 栏圈式 运动场式 合并式 笼架具式 笼架式 托盘式 垫料式吊架式 架挂式 壁挂式 水洗方法 简易式 自动冲水式人工控制环境方式 屏障式 隔离式. 2.5.2 饲养密度A=N(0.7W+6W)A=笼箱面积，N=饲养只数，W=小鼠体重实验动物的饲养密度影响到内分泌系统的功能。(1)有资料说明： 饲养密度越大，饲料回报率就越低，同时肠道内需氧菌(葡萄等球菌、链球菌、肠杆菌、棒状杆菌)中有一至两种增加，厌氧菌(消化球菌、类杆菌的)有

51、所增加。(2)用AK小鼠研究白血病与密度关系时发现： 单方饲养组生存时间比群居组短。这是由于群居小鼠使皮质酮分泌增加的结果。由此可知，饲养密度能引起不同的动物反映，但不能下结论单个饲养优/劣于群体饲养。因实验目的不同，故写报告时，必须写清饲养只数/笼。 2.5.3 操作步骤的影响 实验动物与人的关系在前面已经介绍过，能够引起实验结果的尽管已成为不争的事实，因此，建立一个良好的实验、饲育操做步骤就极为重要。这也是在长期的饲育和实验过程中积累的经验的总结。 良好的实验室操做标准标准操作程度：大家熟知GLP(Good laboratory Practice)和SOP(Standard Operati

52、ng Procedure)就都是目前国际上近几年所畅导的或者说必须执行的良好的实验操作。染毒途径 染毒途径不同，毒物的分布和吸收速度也不同。 吸收多、吸收快，作用反响也大和快，染毒途径的吸收速度依次是：静脉吸收呼吸道吸收腹腔注射肌内注射皮下注射皮内注射经消化道吸收皮肤涂布吸收。如：敌百虫小鼠 经口LD50为： 400600mg/kg， 经皮下注射LD50为：100300mg/kg， 经皮涂布LD50为： 17001900mg/kg。 另外，毒物进入体内途径不同，经过和首先到达的器官和组织不同，尽管给药剂量相等，而表现出的毒性反响在性质和程度上都差异很大。 如经口给予NaNO3在肠道细菌作用下，

53、复原为亚硝酸盐，可引起高铁血红蛋白血症，而静脉注射那么没有这种毒效应。 染毒时机和方式 给实验动物空腹染毒比胃内充盈时染毒毒物吸收较快，一定剂量的毒物混于饲料中喂饲，要比灌胃毒效反响慢、轻。 相同剂量的毒物在一天内屡次给予，比集中在短时间内一次给予时血中的浓度低得多，因此毒反响程度也轻。毒物的溶剂、助溶剂 在动物实验中，需要使用溶剂、助溶剂或赋形剂，将被检物质配成一定剂形后给予实验动物，某些溶剂、助溶剂可以影响毒物的毒性。 如以乙醇作溶剂，小鼠皮下注射计算毒物的LD50时，乙醇本身对小鼠有毒作用，对照组动物注射0.5ml纯乙醇后亦全部死亡。 有些溶剂与被检物发生化学反响，有可能改变被检物的毒性

54、，或可能加速，减缓或阻碍毒物吸收、排泄而影响毒性反响结果。 用蒸馏水与花生油二种溶剂浸泡啤酒花颗粒2个小时，用其滤液测定小鼠经口给药的LD50，结果水溶剂的LD50值为40006000mg/kg，而花生油溶剂的LD50为200500mg/kg，相差10倍以上。给予毒物的浓度与体积 在动物实验中，最大一次给予量因动物而异，经口给予一般为体重的1%2%，静脉注射鼠类为0.10.5ml，较大动物为2ml，皮下、肌内注入体积较大时，应把总量分成几份，注射在几个部位。 体积过大，会引起胃肠功能紊乱，甚至死亡。相同剂量的毒物，由于稀释度不同，也可造成毒性的差异，一般认为浓溶液较稀溶液吸收快，毒作用强。麻醉

55、深度 动物实验中要求麻醉深度要适度，而且在整个实验过程中要保持始终恒定。因此应区分实验要求和动物品种系而用不同麻醉剂，不能乱用麻醉剂。 麻醉过深：动物处于深度抑制，甚至濒死状态，动物各种正常反响受到抑制，那是不能做出可靠的实验结果的。 麻醉过浅：在动物身上进行手术或实验，将会引起强烈的疼痛刺激，使动物全身，特别是呼吸、循环功能发生改变，消化功能也会发生改变，如疼痛刺激会反射性的长时间中止胰腺的分泌，所以麻醉深度必须适宜。 在整个实验中保持麻醉深度的始终一致是如何必要了，因为麻醉深度的变动，会使实验结果产生前后不一致的变化，给实验结果带来了难以分析的误差。手术技巧 动物实验中除了要注意选择适宜的

56、实验动物，所用试剂要纯粹，仪器要灵敏，方法要准确外，还必须注意手术技巧，即操作技术的熟练。 手术熟练可以减少对动物的刺激，动物所受创伤、出血等就少，将会提高实验成功和实验结果的正确性。 要到达动物手术操作熟练，必须要了解各种动物的特征，组织、器官的位置，神经、血管的走行特点，通过在动物身上反复实践，即可到达熟中生巧、操作自如。实验药物给药的途径、剂型和剂量 如有的激素在肝脏内破坏，经口给药就会影响其效果。 有些中药用粗制剂静脉注射，因其成分复杂，如含有钾离子，可以有降血压作用，假设把这种非特异性降压作用解释为特殊性疗效就不恰当。这类实验结果如果用口服或由十二指肠给药就可鉴别出来。 也有些中药成

57、分在消化道破坏或不被吸收。如枳实中的升压有效成分，对羟福林和N 甲基酪胺只是在静脉注射时才有疗效。 有些中药含有大量鞣质，体外试验in vitrotest有抗菌作用，但在体内不被消化道吸收，那么没有抗菌作用。 给药的次数： 如雌三醇与细胞核内物质结合的时间非常短，每天一次给药的效果就比较弱，如将一天剂量分为八次给药，那么效果将大大加强。 药物的浓度和剂量： 太高的浓度，太大的剂量都会得出错误的结果。如有用12LD 50 腹腔注射某药物后动物活动减少，就认为该药有镇静作用，实际上12LD 50 的剂量已近中毒量，这时动物活动减少，不能认为是镇静的作用。 在动物实验中常遇到的问题是动物和人的剂量换

58、算。假设按体重把人的用量换算给动物那么剂量太小，做实验常得出无效的结论，或按动物体重换算给人那么剂量太大。动物和人用药剂量换算以体外表积计算比以体重换算好一些，但仍需慎重处理。动物和人用药剂量换算方法可参考第九篇。2.6 营养因素对实验动物与动物实验结果的影响 做为实验动物的营养因素是指能满足动物维持正常生长的繁殖所需的各种养分的基因条件。具体地说就是指实验动物每天所摄入的能量(蛋白质、矿物质、维生素等的需要)。 做为研究营养因素对实验动物的影响角度，学时数限制我们对实验动物饲料的根底知识仅做为了解，各种动物的营养需要，我们也要求大家做为了解。但要求对营养因素对动物实验结果的影响必须掌握。2.

59、6.1 目前使用的实验动物饲料的类型颗粒饲料： 具有一定硬度的营养全价的颗粒状饲料。大小鼠、兔、地鼠等实验动物用。膨化饲料： 用膨化法加工的全价饲料，犬、猫、猪、灵长类等实验动物常用。精制饲料： 具有特殊营养成分的粉状饲料。有些特殊规定化学成分的饲料，我用于营养学研究。3实验动物环境应激3.1 应激的根本概念 过度的环境刺激和精神压力对实验动物造成生理的行为的紧张状态。或者说：当实验动物为克服环境的不利影响，必须在生理上，行为上作为异常的或极端的调整时的反响。 凡能引起机体，呈现非特异紧张状态的环境刺激或致紧张因素，称其为应激源(Stressor)。实验动物的应激反响与环境系统是密不可分而相互

60、依存的关系、应激源主要有六大领域，在此不做重复。应激反响 1、应激反响的概念，及定义的根本特点。 2、应激反响时机体神经、内分泌变化、血液、循环系统的变化。 3、应激反响时机能代谢、肾上腺、消化道的变化。应激反响概念一、应激的概念 应激反响应激机体在受到各种内外环境因素刺激时所出现的非特异性全身反响。stress 应激反响对各种刺激的非特异反响。stress response 应激反响是指机体在受到各种内外环境因素刺激时所出现的非特异性全身反响。任何刺激，只要到达一定程度，除了引起与刺激因素直接相关的特异性变化外，还可引起一组与刺激因素的性质无关的全身性非特异反响。如温度、噪音、毒物等 二、类