第六讲 影响实验动物和动物实验的因素

1. 第六讲影响实验动物和动物实验的因素

2. 本章内容 • 动物因素 • 环境因素 • 营养因素 • 技术因素

3. 第一节 影响动物实验效果的动物因素 • 种属：应掌握种属之间的差异正确选择实验动物，否则可能贻误整个实验。 举例一：家兔是“诱发性排卵动物”，一般情况下只有交配才引起排卵，与人及其他一些哺乳动物的自发性排卵有较大差异，在应用实验结果时应注意。 举例二：大鼠、小鼠、豚鼠和兔对催吐药不产生呕吐反应，而猫、犬和人则容易产生呕吐。 举例三：苯胺及其衍生物对犬、猫、豚鼠等均能引起与人相似的病理变化，产生变性血红蛋白，但对家兔则不易产生变性血红蛋白，对小鼠则完全不产生。

4. 二. 品系：应掌握品系的差异正确选择实验动物。 举例一：DBA/2小鼠发生听源性癫痫为100%；而C57BL小鼠根本不出现这种反应。 举例二：BALB/cAnN小鼠对放射线极敏感，而C57BR/CdN小鼠对放射线却具有抗力。 举例三：C57L/N小鼠对疟原虫易感，而C58/LwN小鼠对疟原虫感染有抗力。 举例四：摘除C57BL小鼠的卵巢对肾上腺无明显影响，但摘除DBA小鼠的卵巢却使肾上腺增大，摘除CE小鼠甚至引起肾上腺癌。

5. 三. 年龄和体重： • 一般来说，幼年动物比成年动物敏感，一些慢性实验，因观察时间较长，可选择年幼体重较小的动物做实验。如研究性激素对机体影响的实验，一定要用幼年或新生的动物。 • 老年动物代谢功能低下，反应不灵敏，一般不选用。进行一些老年医学的研究应选用老年动物。咖啡碱对老年大鼠的毒性较大，对幼年大鼠毒性较小。 • 一般动物实验设计应选成年动物。 举例：对乙醇、汽油、戊烷、苯和二氯乙烷等急性毒性实验的LD50及麻醉 浓度观察其敏感性，幼年>老年>成年。 表1 成年动物的年龄、体重和寿命比较

6. 四. 性别： • 科研工作中一般优先选用雄性动物或雌雄各半做实验，动物性别对实验结果不影响的实验或一定要选 用雌性动物的实验例外。 举例：3月龄的Wistar大鼠摄取乙醇量按单位体重计算，雌性比雄性多，排泄量雌的也多。 表2 药物反应性的性别差异

7. 五. 生理状态： • 动物的生理状态如怀孕、哺乳时，对外界环境因素作用的反应性常较不怀孕、不哺乳的动物有较大差异。因此，在一般实验研究中不宜采用这种动物。 • 动物的功能状态不同，也影响对药物的反应。如动物在体温升高的情况下对解热药比较敏感，而体温正常时对解热药就不敏感；血压高时对降压药比较敏感，而在血压低时对降压药敏感性就差，反而可能对升压药比较敏感。 六. 健康状态： • 一般情况下，健康动物对药物的耐受量比有病的动物要大，所以有病动物比较易于中毒死亡。 • 患有疾病或处于衰竭、饥饿、寒冷、炎热等条件下的动物会影响实验结果，因此一定要选用健康动物进行实验。 举例一：动物发炎组织对肾上腺激素的血管收缩作用极不敏感。 举例二：营养条件差的动物不易复制成功动脉粥样硬化动物模型。 举例三：动物发热可使代谢增加，体温升高1度，代谢率增加7%。 • 动物潜在感染，对实验结果影响很大，造成实验中断或实验失败。 举例四：寄生虫、细菌和病毒感染的影响见第五章。不应有小鼠脱脚病（鼠痘），病毒性肝炎和肺炎、伤寒；鼠的沙门菌病、病毒性肺炎、化脓性中耳炎；豚鼠VC缺乏症、传染性肺炎、沙门菌病；兔的球虫病、巴氏杆菌病；犬的狂犬病、犬瘟热；猫的传染性白细胞减少症、肺炎；猕猴的结核病、肺炎、痢疾等。

8. 第二节 影响动物实验效果的环境因素 • 动物实验结果与环境因素关系式 R=(A+B+C)×D+E R＝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 ABC＝属于遗传因素，D＝与结果呈正相关

9. 影响动物实验结果主要因素之间关系

10. 环境因素的分类 （一）气候因素： 包括温度、湿度、气流、风速、换气次数等。 （二）理化因素： 包括臭气、CO2、粉尘、噪声、照度、消毒剂、有害化学物质等。 （三）居住因素： 包括房屋、饲养笼具、垫料、饮水器等。 （四）生物因素： 包括饲养密度、微生物、与人和其他动物的关系。

11. 各种环境因素对动物实验效果的影响 （一）、温度：如果环境温度变化过大或过急，动物机体将产生行为和生理等不良反应，影响实验结果。 ①.低温环境可导致大小鼠心脏、肝、肾脏增大，高温下减小。 ②.免疫功能的变化：BALB/c小鼠(从22℃环境移至12℃中)T淋巴细胞(3天)升高；(从22℃移至32℃环境)血T淋巴细胞(3天)升高；血B淋巴细胞(7天)降低；脾B淋巴细胞14天恢复。 ③.在12～16℃环境中，大鼠血浆蛋白，血清尿素氮、碱性磷酸酶、谷草、谷丙转氨酶升高；脑组织、肝组织、血清谷胱甘肽降低；但Beagle犬就要相对稳定。 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。

12. 表3 环境温度与小鼠的脉搏数、呼吸数、发热量的关系

13. 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。 大鼠：35℃以上，8-10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。若每天暴露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1～2.2℃，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25～50天)连续5天，发生子代骨骼异常，行为异常(Poswillo,1974)。妊娠21～46天，母体温度升高3.5～3.8℃，1h/天×4天，胎儿吸收，流产、死胎、眼、骨骼、肾上腺、肾、心脏畸形。 

14. 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。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，结果表明，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20~27℃的温度范围都能适应。 温度标准(GB/T 14925) 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

15. （二）、湿度(Humidity)： • 湿度影响是伴随温度的改变而改变的。 • 高湿高温，动物代谢紊乱，发病率增加利于病原微生物和寄生虫的生长繁殖；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)。 • 高湿高温，垫料与饲料易发生霉变。 • 低温低湿，大鼠易患环尾病，当温度为27℃，湿度为20%时，几乎所有大鼠都发生环尾病；当湿度为40%时，此病发生率为20%-30%，而相对湿度大于60%时则没有发生此症。小鼠在相对湿度的＜40%时，易发生变态反应性疾病。 • 湿度过低(如低于40%)则易尘灰飞扬，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，但猫适于较低的湿度。

16. （三）气流(Airflow)及风速： • 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。 • 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。 • 实验动物单位体重与体表面积的比值大，气流速度过小，空气流通不畅，动物体表散热困难，就易患病甚至死亡； • 气流速度过大，动物体表散热量增加，其体温呈下降趋势，同样危害健康。 • 在温度恒定的前提下，增大风速，采食量也增加。 • 饲养室送风口和排风口流较大，因此在布置动物笼架、笼具时应尽量避开风口。 • 亚屏系统 0.18m/s；屏障系统0.18；隔离系统0.18； 压差：20～50Pa。

17. （四）、空气洁净度： 动物实验观察室内空气中漂浮着颗粒物（微生物多附着在颗粒物上），与有害气体，对动物机体可造成不同程度的危害，也可干扰动物实验过程。 1.气体污染：动物粪尿等排泄物发酵分解产生的污物种类很多，一般有氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、三甲氨、苯乙烯、乙醛和二硫化甲基。氨是浓度最高的一种。氨浓度是判断饲养室污染状况的监测指标。当动物饲养室温度上升、动物密度增加、通风条件不良、排泄物和垫料未及时清除时，都可使饲养室氨浓度急剧上升。主要影响动物是小鼠和豚鼠。 动物粪便和肠中产生的臭气中含有硫化氢，吸入的H2S在呼吸道中生成Na2S，致使组织失去Na+，此即粘膜受刺激的生化基础。H2S也能刺激神经，易诱发家兔鼻炎。主要影响动物：犬、猫、兔，以上动物环境中释放的浓度比大小鼠高。

18. 2.颗粒物污染： • 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。 • 动物饲养间的空气中颗粒物的来源主要有两个途径：一种是室外空气未经过滤处理直接进入饲养室内；另一种是动物被毛、浮皮屑、饲料渣、垫料渣、排泄物等是主要尘源，形成颗粒物污染。 • 粉尘颗粒对动物的危害与颗粒的大小有关，颗粒大的在空气中漂浮时间短，影响程度小；颗粒小的在空气中漂浮时间长，影响程度大。一般0.5～4μm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，20～30μm微粒很少入肺泡深处。颗粒物除本身对动物产生不良影响外，空气中的细菌、病毒、立克次氏体等因其粘附在粉尘颗粒上，一般附着在5μm以上的微粒上飘浮在空气中。 • 大鼠、豚鼠、兔的毛，皮屑可成为眼鼻症状的过敏原(具有抗原性)；大小鼠的尿蛋白是致敏原、大鼠垫料与气喘症相关性极强。日本学者对动物室粉尘蛋白研究发现环境中粉尘蛋白是饲养人员、实验人员过敏症(变态反应)的重要来源。这些粒径小于10μm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1～2.5万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人出现变态反应的症状。鼻炎59例，肺症状30例，气喘症28例，接触动物30min即发生，可持续4～12h，不分人种、性别、年龄吸烟史等。美国NIH的职业性变态反应诊疗门诊部统计患者有66%有接触实验动物而发生。

19. （五）、通风和换气： 目的在于供给动物新鲜空气，除去室内恶臭气味，排出动物呼吸、照明和机械运转产生的多余热，稀释粉尘和空气中浮游微生物，使空气污染减少到最低程度。换气量的多少可以根据动物代谢量来定。 表4 各种实验动物的代谢量和换气量

20. （六）、光照(Illumination） • 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：啮齿类占优(夜行动物)黑暗场所易适应，但对光刺激反应明显。 • 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。 • 视网膜损伤：20000Lx照度大鼠几小时发生视网膜损伤，8天以上即不可逆。60Lx照度下饲养13周导致视视网膜退行性变。 • 对发育繁殖影响：100Lx条件下大鼠阴道开口最早，卵巢，子宫，发育最快。15Lx以下多数不发情。250Lx照度下，产仔数最多。小鼠在20Lx条件下，性周期(4天)非常规律。金黄仓鼠每天需12.5h照明，低于12.5h，生殖器退化，雄性绵羊则以8/16明暗周期睾丸精子发育最佳，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。700Lx连续照明，白化大鼠眼球障碍，15Lx连续照明，不发情退发性率最高。 • 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。 • 对实验动物生理节奏节律影响最明显。

21. （七）、音响噪声(Noise) • 噪声可引起动物紧张，并使动物受到刺激。小鼠在噪声发生的同时表现为耳朵下垂呈紧张状态，接着出现洗脸样动作，头部出现轻度痉挛，发生跳跃运动，严重者全身痉挛，甚至四肢僵直伸长而死亡。听源性痉挛的反应强度与音响强度、频率以及动物的日龄和品系有关。 • 对生产繁育的影响：阴道栓确认后18天，给85dB刺激，产出率为98%，阴道栓确认后当天，给85dB刺激，产出率为60%，母鼠咬死仔鼠。咬杀率33%，临产前给85dB，咬杀率67%。 • 动物能听到频率为1-5kHz的音响；而人只能听到1-2kHz的范围,小鼠、兔、豚鼠、犬等实验动物都可听到超声波。 • 对实验结果的影响：除正常应激反应外，主要对交感神经影响最大。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，肾上腺皮质酮上升。 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 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+血管紧张肽原↓酶活性↓ 免疫：功能↓ 代谢：早期促能量储备；长期：抑制能量代谢。 消化：胃肠功能减弱

22. （八）、居住因素： • 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。 1.笼器具：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。 2.垫料：无毒、无异味、无油脂、吸湿性强、粉尘少材料，经消毒或灭菌后使用。 3.饮水：无菌水或高压灭菌水。

23. 常用实验动物笼具简介 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，物品经过无菌处理后方能进出饲养空间，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，避免环境污染动物或动物污染环境，该设备用于饲养清洁、无特定病原体动物。 独立通风笼具（Individually Ventilated Cage IVC） 一种以饲养盒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，用以避免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。 代谢笼 不锈钢笼架具 屏障系统

24. 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。

25. IVC连接建筑系统模式 至建筑排气系统 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 供气管 套管 房间空气 IVC 笼架 SLIM主机 排气管

26. 代谢笼

27. 钢笼架具

29. （九）、生物因素 1.空气中的微生物：分为致病性和非致病性两类。它们与粉尘结合形成气溶胶随着气流扩散而扩散。当湿度很高时为气溶胶内的微生物提供良好的生存环境，倒引发实验动物感染发病。 2.社会因素： • 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： ①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。(A→B→C→D式)。 ②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。 • 种间的关系 ①将小鼠与猫置于同一室内靠近饲养，小鼠性周期马上紊乱。 ②支气管败血杆菌引起豚鼠支气管炎，但兔子则隐性带菌，若将二者饲养于一室，兔子就很快会发病。 ③BALB/c系雌性小鼠与同系或异系雄鼠接近，有50%发生妊娠中止反应。

30. 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作，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。 3. 饲养密度： • 饲养密度 A=N×(0.7W+6W) A=笼箱面积，N=饲养只数，W=小鼠体重 • 饲养密度可对实验动物社会造成明显影响。密度过高，动物活动受限，易发生激烈争斗而被咬伤，同时可导致环境温湿度增高，排泄物增加，有害气体增多，直接影响实验动物健康，有研究表明，动物肠道内需氧菌(葡萄球菌、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)有所增加。 • 但动物单独饲养时，如狗在长期毒性实验时，也会引起生理和行为的变化。

31. 第三节 营养因素对动物实验效果的影响 • 营养环境子系统包括数量因子和质量因子两部分指标。也是一个相对稳定的系统。 ①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， ②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。这部分环境因素对实验动物的影响曲线较平缓，相对比较稳定。 • 目前使用的实验动物饲料的类型 ①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。 ②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。 ③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。

32. 表5 我国实验动物的饲料营养比例（%）

33. 动物的营养状况和饮食因素，对外源性化合物的影响，更多体现在胃肠吸收及代谢酶活性上。如饥饿过夜的大鼠其LD50值较任意进食的大鼠低，一般可相差2~3倍，这主要与饥饿大鼠血糖下降影响到酶活性及空腹状态下，胃肠吸收外源性化合物的速度更快有关。动物的营养状况和饮食因素，对外源性化合物的影响，更多体现在胃肠吸收及代谢酶活性上。如饥饿过夜的大鼠其LD50值较任意进食的大鼠低，一般可相差2~3倍，这主要与饥饿大鼠血糖下降影响到酶活性及空腹状态下，胃肠吸收外源性化合物的速度更快有关。 • 保证动物足够量的营养供给是维持动物健康和提高动物实验结果可靠性的重要条件。实验动物的生长、发育、繁殖、体质健强、抗御疾病以及一切生命活动无不依赖于饲料和决定于饲养。动物的某些器官和系统，尤其是消化系统的形态和机能是随着饲养的品种而要求也就不一致。 • 猴和豚鼠的饲料，在配制时要特别注意加入足够量的维生素C，以免因其缺少而引起坏血病。家兔的饲料中要加入一定数量的粗纤维，这对于防治家兔腹泻至关重要。在小鼠饲料中，蛋白质含量不得低于18%，否则容易产生肠道疾病。 营养缺乏对实验动物的影响（略，见第四讲）

34. 第四节 影响动物实验效果的技术因素 • 实验设计： 动物的选择 实验季节性 麻醉的深度 手术技巧 实验用药物 环境应激 • 良好的实验室操做规范标准操作程度： GLP(Good laboratory Practice) SOP(Standard Operating Procedure)

35. 动物的选择 • 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基础。 • 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。 • 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1~10倍)，有30%竟相差25~450倍。 • 不同动物对毒物反应性出现差别的原因是多方面的，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，最后引起对毒物反应性的不同。

36. 生理上的差异：各种动物的脉率(次/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20倍。因此，毒物从血浆清除的半量期，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。生理上的差异：各种动物的脉率(次/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20倍。因此，毒物从血浆清除的半量期，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别。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。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衰期为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应具有明显个体差异，这与动物健康状态、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，但差别不大，一般不超过2倍，而对不同年龄段实验动物毒反应的结果表明，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应差异更明显。老年动物的代谢功能低，反应不敏感。

37. 实验季节性 • 动物对药物的反应在也受到季节的影响 • 举例一：大鼠巴比妥钠睡眠实验，入睡时间春季最短，秋季最长，而睡眠时间则相反。 • 举例二：家兔的放射敏感性在春夏两季升高，秋冬两季降低。大鼠则没有明显的季节性波动。 • 举例三：实验动物的体温、血糖、基础代谢率、内分泌激素的分泌均发生昼夜节律性变化。 • 因此，这类实验观察应设置相应的对照，所有动物应在同一时间内进行实验处理。

38. 麻醉深度 • 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，动物各种正常反应受到抑制，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，所以麻醉深度必须合适。 • 在整个实验中保持麻醉深度的始终一致是必要，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。

39. 手术技巧 • 动物实验中除了要注意选择合适的实验动物，所用试剂要纯正，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。 • 要达到动物手术操作熟练，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，即可达到熟中生巧、操作自如。

40. 实验用药物 • 给药的途径：给药途径不同，毒物的分布和吸收速度也不同。吸收多、吸收快，作用反应也大和快，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。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，而表现出的毒性反应在性质和程度上都差异很大。 举例一：如有的激素在肝脏内破坏，经口给药就会影响其效果。 举例二：也有些中药成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。 举例三：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，若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。 举例四：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，则没有抗菌作用。 举例五：敌百虫小鼠，经口LD50为： 400-600mg/kg， 经皮下注射LD50为：100-300mg/kg， 经皮涂布LD50为： 1700-1900mg/kg。 举例六：如经口给予NaNO3在肠道细菌作用下，还原为亚硝酸盐，可引起高铁血红蛋白血症，而静脉注射则没有这种毒效应。

41. 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。在动物实验中，最大一次给予量因动物而异，体积过大，会引起胃肠功能紊乱，甚至死亡。经口给予一般为体重的1%~2%，静脉注射鼠类为0.1~0.5ml，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。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。在动物实验中，最大一次给予量因动物而异，体积过大，会引起胃肠功能紊乱，甚至死亡。经口给予一般为体重的1%~2%，静脉注射鼠类为0.1~0.5ml，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。 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。 举例：如有用1／2LD50 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1／2LD50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算。若按体重把人的用量换算给动物则剂量太小，做实验常得出无效的结论，或按动物体重换算给人则剂量太大。动物和人用药剂量换算以体表面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。 • 染毒时机：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，要比灌胃毒效反应慢、轻。

42. 给药的次数： 举例一：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，则效果将大大加强。 举例二：也有一些毒物在一天内多次给予，比集中在短时间内一次给予时血中的浓度低得多，因此毒反应程度也轻。 • 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。 举例一：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应，有可能改变被检物的毒性，或可能加速，减缓或阻碍毒物吸收、排泄而影响毒性反应结果。 举例二：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4000~6000mg/kg，而花生油溶剂的LD50为200~500mg/kg，相差10倍以上。

43. 环境应激 1. 应激的基本概念：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应。 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)。实验动物的应激反应与环境系统是密不可分而相互依存的关系 2. 应激的基本特点 (1)应激反应的非特异性。不同应激源都能引起相对相同的应激反应； (2)应激源的广泛性。凡能引起应激反应的一切环境刺激； (3)应激反应的双重性。①对实验动物健康生长发育、繁殖免疫产生不利影响； ②动员机体全部防御机理保持内环境平衡。 (4)应激反应诱发实验动物过氧花损伤。 3. 应激的主要表现 (1)行为适应性改变：急性应激→增强唤醒、觉醒意识，抑制进食，繁殖和应激反应 (2)身体的适应性改变：氧和营养素直捷至中枢系统和应激部位，改变心血管张力，增加血压和心率和呼吸率，增加糖原分介和脂肪分解，加强毒性代谢产物的解毒，抑制炎症/免疫反应。自由基、活性氧、活性氮基团异常活跃。形态学改变则主要以肾上腺肿大、淋巴结、脾脏萎缩，胃肠道急性溃疡或糜烂等。

44. 4. 环境应激对动物实验的影响 (1)制动应激的影响。 ①绑定在椅子上的恒河猴与不绑定的相比，血清乳酸脱氢酶总活性高出8～10倍。 ②小型猪绑定时，血浆皮质醇浓度升高，这种变化与葡萄糖、尿素浓度变化相关联。不同的绑定方式对皮质醇影响也不同，用脖绳绑定与围栏绑定相比，前者血清中皮质醇浓度明显高于后者。 (2)手术实验应激的影响 ①手术应激损伤局部可释放无机离子K+、H+、5-HT，前列腺素，花生四烯酸，缓解肽和P物质，尤其是巨噬细胞和淋巴细胞衍生的白介素和肿瘤坏死因子。 ②胰腺切除术中，IL-6和TNFα作用于下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)导致ACTH强烈升高的应激反应，另外手术应激的免疫抑制效应最明显，与糖皮质激素类药物作用方式相似。

45. 5. 环境应激反应的判断 • 临床表现 急性应激时:惊慌不安，眼球突出，目光锐利，体温急剧升高，心率加快，呼吸急促，肌肉震颤，全身发抖，食欲废绝，少尿或无尿。有时频频排粪、尿，皮肤未见红斑，粘膜发绀，严重的发生休克死亡。 慢性应激时：体重减轻，繁殖率降低，免疫力下降，极易发生感染性疾病。 • 血清酶学和激素改变:应激时血清肌酸激酶(CK)、醛缩酶(ALD)含量急剧升高。正常状态下血中ACTH水平高的个体，应激反应非常强烈。嗜酸性白细胞降低，血中K+升高。 6. 实验动物环境应激的预防 • 改善实验动物环境条件，减少、减轻或消除各种环境因素的不良影响，是对抗实验动物应激的最重要手段。 • 重视时实验动物营养因素的研究，严格日粮标准，提高营养与饮水质量。 • 用抗应激添加剂，一般以应激预防剂，促进适应剂和应激缓解剂为多见。 • 提高实验动物的抗应激能力(最根本的方法)选育和推广抗应激实验动物品种系，筛选应激酶感型实验动物。

46. 举例： 在进行与内分泌系统代谢有关的血液检查时，宜在笼箱接触100s内进行完毕。 动物实验过程中： 如果不移动笼箱，测定大鼠应激与休克反应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1.5～5倍。

47. 谢谢！