第七节：影响实验动物和动物实验的因素

影响实验动物和动物实验效果的因素第一节影响动物实验效果的动物因素第二节影响动物实验效果的营养因素第三节影响动物实验效果的环境因素第四节影响动物实验效果的实验技术因素主要内容本章节重点二、影响动物实验效果的环境因素1.温度2.湿度3.气流速度及清洁度4.光照度5.噪声6.动物饲养的微环境R=(A+B+C)×D+ER=实验动物的总反应；A=实验动物种的共同反应；B=动物品种及品系特有的反应；C=动物个体反应（个体差异）；D=环境的影响（包括实验处理）；E=实验误差动物实验处理的反应：第一节影响动物实验效果的动物因素

§1.1实验动物对实验效果产生影响的因素

§1.2选择实验动物的基本原则主要内容影响动物实验效果的动物因素§1.1实验动物对实验效果产生影响的因素动物的品种、品系和遗传背景

不同品种、品系动物解剖、生物学特性决定了其对相同刺激的反应存在差异。如醋酸棉酚实验：小鼠不敏感；大鼠、地鼠敏感。

排卵方式：兔是诱发性（交配时）；一般哺乳动物是自发性。碘吸收：大鼠吸收较快；兔和豚鼠较慢。

排泄过程：巴比妥大鼠3d排泄90%。鸡7d排泄33%。实验动物对实验效果产生影响的因素代谢过程：磺胺类药：犬不乙酰化，以原型从尿排出；

兔和豚鼠乙酰化，失去药性，毒性增加。药物反应：催吐药：大、小鼠、豚鼠、兔不反应；

犬、猫、人产生呕吐反应。组织胺：

豚鼠支气管痉挛窒息死亡；

兔收缩血管右心衰竭死亡。苯：

兔白细胞减少，造血器官损害；

犬白细胞增多，脾、淋巴结增生。代谢率：

小鼠最高，鸽、豚鼠、大鼠次之，猪、牛最低。不同反应：噪声:DBA/2小鼠100%听源性癫痫;

C57BL小鼠不反应。

射线:BALB/cAnN小鼠敏感；

C57BR/CdJN小鼠有抵抗力。肾上腺皮质激素:C57BL比DBA小鼠敏感性高12倍。实验动物对实验效果产生影响的因素年龄与体重

实验动物的解剖、生理特征、敏感性随年龄变化。体重一般与年龄成正比关系。

急性毒性反应敏感性：幼年＞老年＞成年慢性实验：时间长，选幼龄动物。性激素实验：幼龄动物为宜。糖尿病、高血压实验：老年动物。实验动物对实验效果产生影响的因素性别一般选用原则是雌、雄各半。

雌、雄动物对同一刺激、药物反应差异较大。

如：激肽释放酶：雄大鼠促进碘增加，降胆固醇；雌大鼠，碘减少。

角新碱：雄大鼠有镇痛作用；雌大鼠无镇痛效果。

乙醇摄入：Wistar雌鼠显著高于雄鼠。实验动物对实验效果产生影响的因素生理与健康状况

动物生理状态不同，对外刺激的反应差异较大。健康动物对药物的耐受性更强。雌性动物在不同生理阶段（经期、孕期、哺乳期等）生理差异较大。

发热动物：解热药敏感。体温升高1℃代谢率增7%。

高血压动物：降压药敏感。

麻醉：VC缺乏豚鼠麻醉药敏感，病弱动物麻醉时间延长。

动物潜在感染：对实验结果影响大。（肝功、肺感染等）。实验动物对实验效果产生影响的因素微生物学等级

实验动物按微生物控制分为：普通级、清洁级、SPF级和无菌级动物（含悉生动物）四个等级。微生物对动物生物学特性有影响，亦影响实验结果。不同微生物学等级动物价格差异较大。应根据实验目的，选用不同微生物学等级动物。实验动物对实验效果产生影响的因素影响动物实验效果的动物因素§1.2选择实验动物的基本原则相似性原则（

灵长类、犬、猪）易获性/经济性原则（鼠）可靠性、可重复性、可控性3R第二节影响动物实验效果的营养因素

1.蛋白质

2.脂肪

3.碳水化合物

4.维生素

5.矿物质

6.纤维素

7.水主要内容蛋白质的生理功用构成动物组织的主要成分，构成一切动物组织细胞，修补组织的必需物质。

酶：具有各种催化作用。

蛋白激素：调节各种代谢过程。

运输功能：小分子、离子、电子。

肌动蛋白：肌肉收缩。

防御功能：免疫球蛋白。

机体支架：胶原蛋白影响动物实验效果的营养因素蛋白质缺乏的危害生长发育缓慢，体重减轻。抵抗力下降。贫血、低蛋白血症、水肿。生殖力下降。蛋白质过高的危害代谢紊乱。酸中毒。实验动物所需营养素及其作用脂肪的生理功用热能的主要来源。组织的组成成分：神经、肌肉、血液、线粒体、细胞膜。脂溶性维生素的溶剂。胆固醇代谢。亚油酸是合成前列腺素的原料。脂肪缺乏症皮肤病、脱毛、尾坏死、生长发育停滞、生殖力下降、泌乳减少、死亡。脂肪过多肥胖、心血管疾患、繁育力下降。实验动物所需营养素及其作用碳水化合物的功用动物机体能量物质的主要来源。粗纤维是草食动物消化、代谢不可缺少的重要物质。无氮浸出物（单糖、二糖、多糖）是有效糖类，为动物提供营养。碳水化合物缺乏代谢紊乱。实验动物所需营养素及其作用维生素的功用VA(脂)：维持正常视觉VD(脂)：Ca、P代谢，骨骼牙齿正常发育。VE(脂)：抗氧化，细胞呼吸必需因子VK(脂)：促进肝脏合成凝血酶原。VB(水)：多种功能VC(水)：免疫作用、解毒、抗氧化（抗坏血栓）

实验动物所需营养素及其作用矿物质的功用钙和磷：骨骼的组成部分。

钙：维持神经、肌肉、凝血功能。

磷：酶的组成部分。钾、钠、氯:

钾：维持心脏、肾脏正常活动，葡萄糖吸收。

钠：心肌调节、肌肉兴奋。电解质平衡。

实验动物所需营养素及其作用纤维素的功用：促进肠蠕动、缩短粪便在肠内滞留时间。防便秘，肠症。参与胆汁酸代谢、降胆固醇、降血糖。水的功用：

机体的组成成分。机体各种代谢活动的载体和成分。实验动物所需营养素及其作用第三节影响动物实验效果的环境因素

§3.1温度

§3.2湿度

§3.3气流速度及清洁度

§3.4光照度

§3.5噪声

§3.6

动物饲养的微环境主要内容影响动物实验效果的环境因素§3.1

温度

温度是生物生存的重要条件（植物四季变化、动物迁移）。常用实验动物的最适温度：20-27℃温度过高对动物的影响：睾丸萎缩、产精能力下降。性周期紊乱、泌乳力下降。拒绝哺乳、妊娠率下降。抵抗力降低。温度过高过低：致乳鼠脏器功能改变。一些药物的LD50在不同温度下有较大差别。部分动物冬眠(金黄地鼠4℃)§3.1温度

不同种类动物“热平衡”区的范围不同。在热平衡区，动物呈基础代谢率。如果环境温度降至低于热平衡区温度的下限，动物的代谢率将呈线性增长。如果环境温度高于热平衡区温度的上限，代谢率也将增长，这不是防御机制，而是由于环境温度导致体温升高，升高的体温提高了代谢率。温度LD50值在不同的房间温度条件下相差了35倍，LD50值在动物热稳定区内最高，表明动物在这时对该试验物质的耐受性最强。影响动物实验效果的环境因素§3.2

湿度实验动物的最适湿度：50%±5%。国标要求的湿度：40%-70%。当环境温度与体温接近时，动物体可通过蒸发作用来排出热量，而当环境湿度接近或达到饱和状态时（即高温、高湿的情况下），动物体的蒸发受到抑制，不利于动物的散热。灵长类动物、裸鼠要求较高的温、湿度。兔、犬、猫温、湿度要求较低

高湿：80%-85%，动物将停止生长；高湿容易引起代谢紊乱；利于微生物滋生；氨易溶于水，湿度高，室内氨浓度增加。空气相对湿度（Relativeairhumidity）低湿：至40%，小鼠、大鼠和仓鼠繁殖力下降；低于30%停止繁殖，出现疾病症状，在大鼠会出现一种特殊的疾病---环尾病；此时，动物的上呼吸道承受干燥和刺激，可能会出现一系列临床症状；垫料可比正常情况下产生更多的灰尘，堵塞鼻孔；增加静电产生，泌乳动物在幼仔允吸时会有电击感，这会导致她们将幼子咬死。影响动物实验效果的环境因素§3.3

气流速度及清洁度动物体表面积大：对气流速度更敏感。生活在笼具中对空气清洁度要求高。国标要求：气流速度：0.1-0.2m/s。

空气洁净度：屏障10000级；隔离100级。

换气次数：普通8-10次；屏障10-20次；隔离20-50次。

氨浓度：≤14mg/m3。氨气浓度高原因：室内温度上升，动物密度大，通风不良，排泄物和垫料未及时清除。§3.3气流速度及清洁度氨的影响：＞130mg/m3

对动物有刺激作用。＞250mg/m3

豚鼠4-9d80%死亡。＞500mg/m3

兔气管、支气管出血。H2S的影响：空气中0.0001%-0.0002%能察觉。

H2SNa2SNa+

刺激神经，毒性随温度升高而增强。动物妊娠率下降。

H2S和NH3诱发兔鼻炎。呼吸道组织失去影响动物实验效果的环境因素§3.4

光照度光照度与性周期、钙吸收密切相关。国标要求：动物照度：鼠类15-20lx。犬、兔、猫等100-200lx。明暗交替：12/12h10/14h。工作照度：150-300lx。光照强度

理想的情况是房间所有动物在笼具水平拥有相等的光照强度。大鼠、小鼠和家兔是夜行性动物，强光对它们是有害的。当笼具上下排列时，动物所受的光照强度会有很大差别。在笼架底部的动物能够找到阴影区域，而处于笼架顶端的动物只能挤在食槽底下避免过多的光照。光照强度

照度超过60lux就可造成白化动物视网膜损伤。强光可使雄性大鼠肾上腺的重量增加，给小鼠超过500lux的光照，会导致哺乳母鼠忽视其新生幼仔和它们的死亡。相反，一些草食动物，例如，山羊如果没有阳光的照射，将会发生VitaminD3的缺乏。黑暗时即使短暂的曝光也对动物产生显著的影响。影响动物实验效果的环境因素§3.5

噪声噪声主要刺激动物神经系统。国标要求：≤60dB。危害：神经刺激造成行为和生理上的不良反应。

如：骚动、不安、流产、拒哺。（制做癫痫症模型的方法）。噪声（Noise）噪声的来源

室内机器：各种机器的运转（排风机、空调机）

动物自身活动：走动、争斗、鸣叫

工作人员行动和操作：喂料、清扫、洗涤、搬器材、谈话影响

非听觉效应：造成大、小鼠生育力减退，妊娠障碍、流产，甚至出现食仔现象。心率、呼吸加快，血压升高。

听觉效应：噪声造成听源性痉挛，表现为耳朵下垂呈紧张状况，出现洗脸动作，发生跳跃运动，头部出现轻微痉挛，严重的全身痉挛，四肢僵直死亡。

噪声环境下小鼠的产出率与咬仔率分类产出率咬仔率阴道拴确认后饲养在普通环境下10/10(100%)0/10(0%)阴道拴确认当天饲养在噪声环境下3/5(60%)1/3(33%)阴道拴确认18天后饲养在噪声环境下6/6(100%)4/6(67%)不同品系小鼠对听源性痉挛发作的感受性品系雄鼠雌数DBA/212/12100%10/10100%J:ICR68/8080%106/15568%JC1:ddn23/2370%8/1747%DDD3/1520%2/1613%C16BL/Db1/119%0/190BALB/C0/1500/150C3H/HeN0/1700/190TVCS0/1400/130KK0/1500/120NC0/1600/170备注：3~4周龄音刺强度：10kHz100dB2min所有实验动物的听力均超过人类，人类的听力范围是15000～20,000Hz，而大鼠可测声音高至100,000Hz.噪声（Noise）

噪音是实验动物发生应激反应的常见原因。引起动物紧张，导致不安和骚动。国家标准≤60dB超过100dB的噪声，能够引起某些品系的小鼠、大鼠和仓鼠发生抽搐；能够引起动物心跳、呼吸次数增加，引起大鼠血液甘油三酯水平升高和血压升高，而血糖降低；噪声（Noise）豚鼠对噪音尤其敏感，超过100dB的噪声就能损害豚鼠的耳蜗；突然的噪音，可引起大鼠血清皮质酮含量增高100-200%；急性噪声或特殊频率的慢性噪声可导致产仔率下降和动物吃掉幼仔。噪声（Noise）

动物也产生噪音。犬与猪可产生频率范围为500～1000Hz的超过100dB的声音，因此，我们也应该关注对与动物接触的人的保护。噪声（Noise）控制噪声的措施：

在选择实验动物设施场地时尽量避开城市、工厂机器及设备与饲养是之间要有一定的距离不同动物房之间要隔开对声感受性高的小动物室内门窗和墙壁应采用隔音材料安装的设备应选择低噪音的产品影响动物实验效果的环境因素§3.6

动物饲养的微环境（密度、笼具、垫料）国标要求：

项目小鼠（g）大鼠(g）豚鼠(g)地鼠(g)兔(kg)＜20＞20＜150＞150＜350＞350＜100＞100＜2.5＞2.5单养时,m20.00650.010.0150.0250.030.0650.010.0120.200.46群养时，m2(母+同窝仔)0.0160.080.090.090.93最小高度，m0.130.150.180.180.180.220.180.180.400.45影响动物实验效果的环境因素§3.6

动物饲养的微环境（密度、笼具、垫料）

国标要求：项目猫(kg)犬(kg)猴(kg)小型猪(kg)鸡（kg）＜2.5＞2.5＜1010-20＞20＜44-6＞6＜20＞20＜2＞2单养时，m20.280.370.601.01.50.50.60.750.961.20.120.15_____最小高度,m0.76(栖木)0.80.91.50.60.70.80.60.80.40.6§3.6动物饲养密度密度过大危害：环境恶劣（排泄物、废气、分泌物）争斗、撕咬造成的创伤。生理、心理的影响。笼具、垫料、饮水笼具应选用无毒、耐腐蚀、耐高压、易冲洗、易消毒灭菌的耐用材料制成的笼具，并应符合动物生理状态及防逃逸的要求。垫料应使用无毒、无异味、无油脂、吸湿性强，粉尘少的材料，经消毒或灭菌后使用。饮水普通级动物一般饮用符合卫生标准的自来水即可，但清洁级以上动物必须饮用经酸化无菌、高压灭菌或超滤去菌的水。垫料要求

垫料应选用吸湿性好、尘埃少、无异味、无毒性、无油脂的材料。垫料须经杀虫、灭菌后方可使用。垫料（Bedding）

垫料必须是吸湿性的，锯末和刨花是最常用的垫料，以纸或玉米芯为主的垫料也见应用。动物每天24小时与垫料密切接触，垫料质量对动物有着巨大影响。某些木材，如柚木和桃花心木本身有毒，有一些木材释放出化学物质可能影响动物的酶系统。此外，木材也可能已被多种化学物质污染，进而可能转染动物，从而影响试验结果。

在生产和储存过程中，野生啮齿类动物可进入和污染垫料。垫料的物理条件也可能影响试验，如，小的粒子和灰尘可刺激粘膜，锋利的颗粒可刺破皮肤。垫料（Bedding）例如，在小鼠或家兔笼具中放入纸质的管子，动物表现很好。优选实验证实动物更喜欢那种环境