11第十一章影响动物实验结果的因素v讲义教材.ppt

第十四章 影响动物实验结果的因素1 动物是活的非常复杂的有机体，受环境因素的影响，个体间存在差异，不像物理、化学实验能够精细定量物理实验：化学实验：动物实验：可获得一组存在差异的、呈正态分布的数据，组与组之间的比较需要用生物统计学方法进行分析3影响动物实验的几个主要因素影响动物实验的几个主要因素实验动物试验结果其它：供试品仪器设备5 影响动物实验的环境诸因素影响动物实验的环境诸因素气候因素 化学因素 生物因素 温度 饲料营养 病毒 湿度 饮水 细菌 气流 臭气 寄生虫物理因素 杀虫剂 光照 消毒剂 社会因素 噪声 污染毒物 饲养密度 粉尘6一、气候因素（一）温度u不同动物适应的环境温度不同 实验动物的最适环境温度为18-29，大小鼠屏障系统控制温度为20-25 恒温动物在一定的外界温度变化范围内能保持体温相对稳定u环境温度偏离动物最适温度过大，或温度的突然升高或降低对动物的健康影响很大 影响代谢 影响生长发育和繁殖 影响生理功能 影响健康和抗感染能力 影响实验结果：脏器重量、 血液生化指标、药物反应7环境温度()给药动物数(只) 死亡动物数(只) 死亡率(%)1220 20 100142020 1001620 20 100182010 50 202010 50222010 5024201050262073528206303020115532201680不同环境温度时腹腔注射戊巴比妥钠（95mg/kg）导致大鼠死亡率比较8 药 物LD50（mg/kg）15.527苯异丙胺(Amphetamine)197.0 90.0盐酸脱氧麻黄碱(Methedrine)111.033.2麻黄碱(Ephedrine)477.1565.0温度对三种药物LD50的影响9（二）相对湿度 实际水蒸气分压力 相对湿度（%） = - 100% 饱和水蒸气分压力u湿度与环境温度、气流速度共同影响动物体温。

高湿度：引起动物代谢紊乱和抵抗力下降 饲料、垫料易霉变低湿度：体表易失水，引起大鼠环尾病；母鼠拒 哺乳，环境尘埃多10（三）气流和风速 合理的气流组织和风速能调节温度和湿度，降低室内粉尘和有害气体，控制传染病的流行换气次数：单位时间的风量/室内容积要求： 屏障系统换气次数：15次/小时 风速： 0.2m/s 新风量：不得少于50%换气次数过少，饲养室内空气污浊；风速过大，动物易脱水四）季节和昼夜实验动物源自于野生动物，在长期的进化过程中适应了自然气候的变化，形成了独特的生物学特性这些生物学特性也保留在实验动物身上动物的许多功能随着季节产生规律性的变动已有大量资料表明，动物对化学物作用的反应也受到季节的影响例如在春、夏、秋、冬分别给10只大鼠注入一定量的巴比妥钠，发现入睡时间以春季最短，秋季最长，而睡眠时间则相反，春季最长，秋季最短不同季节，动物的机体反应性有一定改变，如不同季节对辐射效应有影响犬和兔在春夏季对辐射的反应比在秋冬季敏感，所以在春夏季经辐射照射后的实验动物死亡率高；小鼠的放射敏感性在冬季显著升高，而夏季则降低；大鼠的放射敏感性则没有明显的季节性波动因此，这种季节的波动在进行跨季度的慢性实验时必须注意的。

啮齿类实验动物和兔是夜行性动物，它们的体温，血糖、基础代谢率、各种内分泌激素的昼夜性节律变化与人不同注意到动物的这些节律性变化，应选择在同样季节，每日在同样的时间进行动物实验才能得到正确的实验结果1112二、理化因素（一）光照 光照明主要影响动物视力，影响包括发情、排卵、交配、妊娠、分娩、泌乳和育仔的生殖生理持续黑暗或持续光照影响神经内分泌功能和生殖生理功能稳定的明暗交替（12h:12h/10h:14h）啮齿类动物性周期最稳定13 要求12h:12h/10h:14h明暗交替人工光照周期，最好渐明渐暗工作照度：150 - 300 lx动物照度：15 - 20 lx 存在问题：1.自然光2.太阳光直射动物3.不规则开关照明灯4.光照分布不均衡：定期更换笼盒的不同位置，避免光照对实验的影响14（二）噪声噪声来源：空调、通风设备，人员活动噪声对实验动物的影响1）影响神经及心血管系统功能：烦躁不安、紧张、呼吸心跳加快、血压升高2）影响消化及内分泌系统功能：消化系统功能紊乱，肾上腺素分泌增加3）影响繁殖及幼小动物生存：交配减少、妨碍受精卵着床、繁殖率降低；妊娠动物流产、拒绝哺乳、吃仔等要求：60分贝以下15（三）粉尘粉尘来源：空气中尘埃、饲料屑、垫料尘埃、动物脱毛、排泄物等粉尘对动物的影响：1）引起呼吸系统疾病2）粉尘是病原微生物的载体，可促进微生物的扩散粉尘对人的影响：重要的过敏原（进动物饲养室要戴口罩）（四）有害气体 来源：动物的粪尿及污染的垫料经发酵分解产生恶臭的挥发性物质，如氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基和三甲胺等，这些气体都具有强烈的臭味，对人和动物有直接毒害，妨碍正常的生理过程，影响人和动物的健康。

氨是这些污染物质中浓度最高的一种，因而常以其浓度作为判断有害气体污染程度的指标之一可刺激动物眼结膜、鼻腔黏膜和呼吸道黏膜而引起流泪、咳嗽，严重者甚至产生急性肺水肿而导致动物死亡长期处于高浓度氨的作用下，实验动物上呼吸道黏膜可出现慢性炎症，易合并细菌、支原体感染这种病理变化将严重影响呼吸系统的实验研究结果1617三、生物因素（二）社会因素在实验动物人工饲养环境下，动物的社会性已被剥夺，可能会引起动物的生理和精神行为的改变建议大小鼠不单笼单养不是同窝从小一起生长的雄性动物放在一起常会引起打架争斗，甚至致死18（三）饲养密度不同动物个体所需最小占有面积国际上有标准饲养密度过高影响生长繁殖饲养密度过高不符合动物福利19指 标单 位屏障环境普通环境温度摄氏（）20-2518-29日温差摄氏（）44湿度相对湿度（%）40 - 7040-70换气量次/小时158气流速度米/秒0.20.2梯度压差帕斯卡（Pa）10-空气洁净度级7-落下菌数个/平皿33氨浓度毫克/立方米（mg/m3）1414噪声分贝（dB）6060工作照度勒克斯（Lux）200200动物照度勒克斯（Lux）15-2015-20昼夜明暗交替时间12/12或10/1412/12或10/14动物实验室环境控制指标动物实验室环境控制指标第二节第二节 动物因素动物因素20一、种属因素 不同种属哺乳动物的生命现象具有一定的共性，而且种属越近，其生命现象也越接近。

这正是在医学实验中可以将动物作为人的模型进行动物实验的基础不同种属的动物，在解剖、生理生化和代谢特征上，又各有个性，表现在不同种属动物对同一实验刺激的反应性不同 吗啡 雌激素 氯贝丁酯 益母草浸膏为了避免动物种属因素对实验研究的影响，在药物药效学和毒理学试验中规定至少需用两种动物，它们的种属差异愈大愈好21二、品种、品系因素 封闭群动物因保持群体的基因杂合状态，即使是同一年龄、同一性别，动物个体间对同一刺激反应的差异相对较大，表现为数据的离散度较大，但它反映了种属对实验刺激的反应 因封闭群的群体基因杂合状态与人类比较接近，因而常用于药理学、毒理学研究 近交系动物因基因高度纯合，动物个体间对同一刺激反应的差异相对较小，表现为数据的离散度较小，因而可以用较少的动物得出具有统计学意义的结果来 因近交系独特的基因型对实验刺激的反应不能代表了种属的“共性”，因而一般不用于药理学、毒理学研究不同近交品系动物由于各自具有独特的基因型，对同一刺激的反应各不相同，甚至差异很大如：内源性激素：A系小鼠的促性腺激素含量比DBA小鼠低1.5倍；外源性激素：C57BL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBA及BALB/c小鼠高12倍；酶活性：A系小鼠肝脏的葡萄糖酸活性只有C3H小鼠的十几分之一；用激素超排卵：C57BL属高排卵品系，而BALB/c属低排卵品系；物理因素：DBA小鼠对声音刺激非常敏感，35日龄DBA/2N小鼠闻电铃声后可出现特殊的发作性痉挛，甚至死亡，而C57BL小鼠则否；化学试剂：对相同浓度的氯仿，DBA/2雄性小鼠死亡率为75%，DBA为51%，C3H为32%，BALB/c为10%；病毒：DBA/2及C3H小鼠对鸡新城疫病毒的反应和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后者引起脑炎；自发性肿瘤：C3H、津白等品系小鼠易致癌，C57、C58、津白等品系不易致癌，AKR、DBA/2等品系易致白血病，C3H雌鼠乳腺癌自发率高达90% ，AKR 小鼠白血病自发率可达65%；2324封闭群的实验数据： 因为群体内个体差异，表现为标准差大，但它反映了种属对刺激的反应。

近交系的实验数据： 因为群体内个体差异极小，表现为标准差小，但同一刺激对不同近交系反应不同，有的高，有的低，它仅反映某个基因型对刺激的反应封闭群近交系A近交系B封闭群与近交系实验结果的比较示意图正常组实验组2424封闭群或近交系的选择封闭群或近交系的选择 例：某中药复方治疗胆汁性肝硬化的药效学研究，用胆管结扎制备肝硬化模型，用肝功能和病理学指标观察疗效此实验用封闭群？用近交系？ 例：进一步观察炎症介质 （IL-1，IL-2）在肝硬化形成过程中和中药治疗过程中的消长情况，此实验用封闭群？用近交系？253. 性别因素 性别亦影响实验结果,特别是对药物的毒性作用表现得尤为明显造成性别差异的原因可能与性激素或肝脏微粒体药物代谢酶的活性有关一般而言，由性别引起毒性差异较动物种系及个体差异要小 在实验研究中如无特殊要求，一般宜选用雌雄各半，以避免由性别差异造成的误差 有的试验刺激并无明显的性别差异，可用单性别动物264. 年龄/体重因素 订购实验动物时常用体重代表年龄，由于不同品种品系动物体型大小相差很大，同一体重规格在不同品种中代表了不同的年龄例如1822克小鼠，ICR小鼠为3周龄，昆明种小鼠为5周龄，而BALB/c小鼠为7周龄，如不注意会影响试验结果。

一般而言，大多数试验采用性成熟后成年动物，幼年动物比成年动物敏感，老年动物反应不敏感，但承受试验刺激的能力降低，易发生死亡 为了减少个体差异，用于实验的一批动物体重不应超过10%一个连续性的实验几批动物体重应保持基本一致2728生长曲线的实际应用价值：根据年龄判断体重，或根据体重判断年龄； 根据生长曲线，选择购买适合实验需要的动物； 根据生长曲线，判断实验刺激对动物生长发育的影响性成熟前后生长发育最快，而体成熟后生长发育趋缓因此用性成熟前后动物做实验，如实验因素对动物生长发育有影响，就能很快反映出来第三节第三节 饲料营养因素饲料营养因素291. 不同种属动物的营养需求 实验动物种属不同，对营养的需求也不相同啮齿类动物豚鼠和兔同属草食类动物，但豚鼠对粗蛋白的需求为1820%，而兔对粗蛋白的需求为1417%，两者相差很大豚鼠体内因缺乏合成维生素C的酶，需要从饲料中补充足够的维生素C,而兔体内可合成维生素C,不需在饲料中添加维生素C302. 不同生长发育阶段动物的营养需求 繁殖料供繁殖种群食用，育成料供成年动物食用，前者的粗蛋白含量高于后者约10% 涉及动物的交配、妊娠、哺乳阶段的实验，如生殖毒性试验、遗传工程小鼠制备时所需的种公鼠、供受精卵雌鼠、结扎公鼠和假孕雌鼠，要饲喂繁殖料。

313. 饲料营养因素对动物血液生化等检测指标的影响 饲料中粗蛋白含量过低导致大鼠血红蛋白、红细胞压积、血清总蛋白、血清白蛋白值均降低，同时，降低血清中促甲状腺激素、胰岛素和皮质类固醇激素的水平 粗蛋白含量过高，引起肝中谷丙转氨酶(GPT)和山梨醇脱氢酶(SDH)的活性增高324.与疾病动物模型有关的营养问题 制作各种动物模型时，常伴有因各种原因（如失血性贫血、肝肾功能不全等）引起的低蛋白血症，进而导致动物的免疫功能低下在观察药物治疗这些疾病的同时，不要忽略营养因素对实验结果的影响，即应同时给予高蛋白饲料，以补充机体组织修复对外源蛋白质的需求 大动物手术后要增添额外高蛋白饲料，以促进伤口的愈合335. 自行设计饲料配方中的营养问题 在一些与摄入营养有关的代谢性疾病和营。