詹纯列影响实验动物和动物实验效果的因素

1、授课人：詹纯列授课人：詹纯列单位：广州军区广州总医院单位：广州军区广州总医院Email:Z 适用专业：适用专业：医学、生物学、食品、营养、兽医、畜牧、医学、生物学、食品、营养、兽医、畜牧、生物化学、药理学等学科。生物化学、药理学等学科。教学目的：教学目的：为科学研究、生产应用打下动物实验基础。为科学研究、生产应用打下动物实验基础。参考文献：参考文献： 胡建华胡建华,主编主编.实验动物学教程实验动物学教程M.上海上海,上海科技出版上海科技出版社社,2009.1. 郑振辉郑振辉,主编主编. 实用医学实验动物学实用医学实验动物学M. 北京北京,北京大学北京大学医学出版社医学出版社. 2008.6.3

2、.施新猷施新猷,主编主编.现代医学实验动物学现代医学实验动物学M.北京北京,人民军医出人民军医出版社版社.2009.9. 4.方喜业方喜业,主编主编.医学实验动物学医学实验动物学M.北京北京,人民卫生出版人民卫生出版社社.1995.10.5.罗满林罗满林,顾为望顾为望,主编主编.实验动物学实验动物学M.北京北京,中国农业出中国农业出版社版社.2002.9.6.陈主初陈主初,吴端生吴端生,主编主编.实验动物学实验动物学M.长沙长沙,湖南科学技湖南科学技术出版社术出版社.2001.8.7.皱移海皱移海,黄韧黄韧,主编主编.中医实验动物学中医实验动物学M.广州广州,暨南大学暨南大学出版社出版社,19

3、99.12. 推荐期刊推荐期刊 :中国实验动物学报中国实验动物学报 北京北京 中国比较医学杂志中国比较医学杂志 北京北京 实验动物科学与管理实验动物科学与管理 北京北京 上海实验动物科学上海实验动物科学 上海上海 第一节第一节 影响动物实验效果的动物因素影响动物实验效果的动物因素第二节第二节 影响动物实验效果的营养因素影响动物实验效果的营养因素第三节第三节 影响动物实验效果的环境因素影响动物实验效果的环境因素第四节第四节 影响动物实验效果的实验技术因素影响动物实验效果的实验技术因素 一、影响动物实验效果的四大因素一、影响动物实验效果的四大因素实验动物因素实验动物因素营养因素营养因素环境因素环境

4、因素实验技术因素实验技术因素二、影响动物实验效果的环境因素二、影响动物实验效果的环境因素1.1.温度温度2.2.湿度湿度3.3.气流速度及清洁度气流速度及清洁度4.4.光照度光照度5.5.噪声噪声6.6.动物饲养的微环境动物饲养的微环境 R=(A+B+C) D+E R=R=实验动物的总反应；实验动物的总反应； A=A=实验动物种的共同反应；实验动物种的共同反应； B=B=动物品种及品系特有的反应；动物品种及品系特有的反应； C=C=动物个体反应（个体差异）；动物个体反应（个体差异）； D=D=环境的影响（包括实验处理）；环境的影响（包括实验处理）； E=E=实验误差实验误差动物实验处理的反应：

5、动物实验处理的反应： 第一节第一节 影响动物实验效果的动物因素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选择实验动物的基本原则 1.1 实验动物对实验效果产生影响的因素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。刺激的反应存在差异。 如如 醋酸棉酚实验：醋酸棉酚实验：小鼠不敏感；大鼠、地鼠敏感。小鼠不敏感；大鼠、地鼠敏感。 排卵方式：排卵方式： 兔是

6、诱发性（交配时）；一般哺乳兔是诱发性（交配时）；一般哺乳 动物是自发性。动物是自发性。 碘吸收：碘吸收： 大鼠吸收较快；兔和豚鼠较慢。大鼠吸收较快；兔和豚鼠较慢。 排泄过程：排泄过程： 巴比妥巴比妥 大鼠大鼠3d3d排泄排泄90%90%。 鸡鸡7d7d排泄排泄33%33%。 代谢过程：代谢过程：磺胺类药：犬不乙酰化，以原型从尿排出；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。兔和豚鼠乙酰化，失去药性，毒性增加。药物反应：药物反应：催吐药：大、小鼠、豚鼠、兔不反应；催吐药：大、小鼠、豚鼠、兔不反应； 犬、猫、人产生呕吐反应。犬、猫、人产生呕吐反应。组织胺：组织胺：

7、 豚鼠支气管痉挛窒息死亡；豚鼠支气管痉挛窒息死亡； 兔收缩血管右心衰竭死亡。兔收缩血管右心衰竭死亡。苯：苯： 兔白细胞减少，造血器官损害；兔白细胞减少，造血器官损害； 犬白细胞增多，脾、淋巴结增生。犬白细胞增多，脾、淋巴结增生。代谢率：代谢率： 小鼠最高，鸽、豚鼠、大鼠次之，猪、牛小鼠最高，鸽、豚鼠、大鼠次之，猪、牛 最低。最低。 不同反应：不同反应：噪声噪声: :DBA/2DBA/2小鼠小鼠100%100%听源性癫痫听源性癫痫; ; C57BLC57BL小鼠不反应。小鼠不反应。 射线射线: :BALB/cAnN BALB/cAnN 敏感；敏感； C57BR/CdJN C57BR/CdJN 有

8、抵抗力有抵抗力。肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素: :C57BLC57BL比比DBADBA小鼠敏感性高小鼠敏感性高1212倍。倍。 年龄与体重年龄与体重 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。一般与年龄成正比关系。 急性毒性反应敏感性：急性毒性反应敏感性：幼年幼年老年成年老年成年 慢性实验：慢性实验： 时间长，选幼龄动物。时间长，选幼龄动物。 性激素实验：性激素实验： 幼龄动物为宜。幼龄动物为宜。 糖尿病、高血压实验：糖尿病、高血压实验：老年动物。老年动物。 性别性别 一般选用原则是雌、雄各半。一般选用原则是雌、雄各半

9、。 雌、雄动物对同一刺激、药物反应差异较大。雌、雄动物对同一刺激、药物反应差异较大。 如：如：激肽释放酶：激肽释放酶：雄大鼠促进碘增加，降胆固醇；雄大鼠促进碘增加，降胆固醇； 雌大鼠，碘减少雌大鼠，碘减少。 角新碱：角新碱： 雄大鼠有镇痛作用；雄大鼠有镇痛作用； 雌大鼠无镇痛效果。雌大鼠无镇痛效果。 乙醇摄入：乙醇摄入： Wistar雌鼠显著高于雄鼠。雌鼠显著高于雄鼠。 生理与健康状况生理与健康状况 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、物对药物的耐受性更强。雌性动物在不同生理阶段（

10、经期、孕期、哺乳期等）生理差异较大。孕期、哺乳期等）生理差异较大。 发热动物：发热动物： 解热药敏感。体温升高解热药敏感。体温升高11代谢率增代谢率增7%7%。 高血压动物：高血压动物： 降压药敏感。降压药敏感。 麻醉：麻醉： VCVC缺乏豚鼠麻醉药敏感，病弱动物麻醉缺乏豚鼠麻醉药敏感，病弱动物麻醉 时间延长。时间延长。 动物潜在感染：动物潜在感染：对实验结果影响大。（肝功、肺感染对实验结果影响大。（肝功、肺感染 等）。等）。 微生物学等级微生物学等级 实验动物按微生物控制分为：实验动物按微生物控制分为：普通级、清洁级、普通级、清洁级、SPF SPF 级和无菌级动物（含悉生动物）四个等级。级和

11、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。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。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。应根据实验目的，选用不同微生物学等级动物。 1.2 选择实验动物的基本原则选择实验动物的基本原则相似性原则相似性原则 选择解剖、组织结构、机能、代谢与人类相似的动物。选择解剖、组织结构、机能、代谢与人类相似的动物。 灵长类：灵长类：最接近人类，可进行多种实验。最接近人类，可进行多种实验。 犬：犬： 循环、神经、消化系统与人相似，毒理反应与循环、神经、消化系

12、统与人相似，毒理反应与 人接近。人接近。 猪：猪： 皮肤结构、分泌、代谢与人相似。心脏瓣膜与皮肤结构、分泌、代谢与人相似。心脏瓣膜与 人接近，已用于人心脏瓣膜修复。人接近，已用于人心脏瓣膜修复。 可靠性原则可靠性原则 保证实验结果准确、可靠、有规律，便于判定结果，得保证实验结果准确、可靠、有规律，便于判定结果，得出正确结论。出正确结论。 使用标准的实验动物：使用标准的实验动物： 微生物受到控制。微生物受到控制。 遗传均质、反应一致。遗传均质、反应一致。 来源清楚、背景明晰。来源清楚、背景明晰。 选择标准、公认的模型：选择标准、公认的模型：突变系模型最可靠。突变系模型最可靠。 国际公认模型易被承

13、认。国际公认模型易被承认。 可重复原则可重复原则 不能重复的实验是无法进行研究应用的。不能重复的实验是无法进行研究应用的。 选择标准化的实验动物。选择标准化的实验动物。 严格控制各项实验条件：严格控制各项实验条件：动物、饲养和实验环境、药动物、饲养和实验环境、药品和试剂、仪器和设备、操作方法和人员技术要一致。品和试剂、仪器和设备、操作方法和人员技术要一致。 可控性原则可控性原则 生物安全是重中之重。生物安全是重中之重。 实验过程可控，便于取得结果。实验过程可控，便于取得结果。经济性原则：经济性原则：量入为出。量入为出。3Rs原则：原则： 减少减少 reduction 替代替代 replacem

14、ent 优化优化 refinement 第二节第二节 影响动物实验效果的营养因素影响动物实验效果的营养因素 1.1.蛋白质蛋白质 2.2.脂肪脂肪 3.3.碳水化合物碳水化合物 4.4.维生素维生素 5.5.矿物质矿物质 6.6.纤维素纤维素 7.7.水水 蛋白质的生理功用蛋白质的生理功用 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。胞，修补组织的必需物质。 酶：酶： 具有各种催化作用。具有各种催化作用。 蛋白激素：蛋白激素：调节各种代谢过程。调节各种代谢过程。 运输功能：运输功能：小分子、离子、电子。小分子、离子、电子。 肌动

15、蛋白：肌动蛋白：肌肉收缩。肌肉收缩。 防御功能：防御功能：免疫球蛋白。免疫球蛋白。 机体支架：机体支架：胶原蛋白。胶原蛋白。蛋白质缺乏的危害蛋白质缺乏的危害生长发育缓慢，体重减轻。生长发育缓慢，体重减轻。抵抗力下降。抵抗力下降。贫血、低蛋白血症、水肿。贫血、低蛋白血症、水肿。生殖力下降。生殖力下降。蛋白质过高的危害蛋白质过高的危害代谢紊乱。代谢紊乱。酸中毒。酸中毒。 脂肪的生理功用脂肪的生理功用热能的主要来源。热能的主要来源。组织的组成成分：组织的组成成分：神经、肌肉、血液、线粒体、细胞膜。神经、肌肉、血液、线粒体、细胞膜。脂溶性维生素的溶剂。脂溶性维生素的溶剂。胆固醇代谢。胆固醇代谢。亚油酸

16、是合成前列腺素的原料。亚油酸是合成前列腺素的原料。脂肪缺乏症脂肪缺乏症皮肤病、脱毛、尾坏死、生长发育停滞、生殖力下降、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。泌乳减少、死亡。脂肪过多脂肪过多肥胖、心血管疾患、繁育力下降。肥胖、心血管疾患、繁育力下降。 碳水化合物的功用碳水化合物的功用动物机体能量物质的主要来源。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粗纤维是草食动物消化、代谢不可缺少的重要物 质。质。无氮浸出物（单糖、二糖、多糖）是有效糖无氮浸出物（单糖、二糖、多糖）是有效糖 类，为动物提供营养。类，为动物提供营养。碳水化合物缺乏碳水化合

17、物缺乏代谢紊乱。代谢紊乱。 维生素的功用维生素的功用VA(VA(脂脂) )：细胞结构的成分，细胞膜结构完整。细胞结构的成分，细胞膜结构完整。 促生长发育，骨骼发育修复，维护上皮组织完整。促生长发育，骨骼发育修复，维护上皮组织完整。 维持正常视觉，与运动、生殖、免疫功能相关。维持正常视觉，与运动、生殖、免疫功能相关。VD(VD(脂脂) )：Ca、P代谢，骨骼牙齿正常发育。代谢，骨骼牙齿正常发育。 参与柠檬酸代谢。参与柠檬酸代谢。 维持血液中氨基酸含量。维持血液中氨基酸含量。 维持肌肉、神经系统正常功能。维持肌肉、神经系统正常功能。 VE(VE(脂脂) )：保持细胞及内部结构完整。保持细胞及内部结

18、构完整。 防止酶和细胞成分破坏、抗氧化。防止酶和细胞成分破坏、抗氧化。 保证红细胞完整、细胞呼吸必需因子。保证红细胞完整、细胞呼吸必需因子。 参与参与DNA、VC、辅酶、辅酶Q的合成。的合成。 VK(VK(脂脂) )：促进肝脏合成凝血酶原。促进肝脏合成凝血酶原。 增强肠道蠕动和分泌功能。增强肠道蠕动和分泌功能。 参与氧化还原过程。参与氧化还原过程。 VB(VB(水水) )： VB1(VB1(硫胺素硫胺素) )：参与碳水化合物代谢。参与碳水化合物代谢。 维持神经组织、心肌功能。维持神经组织、心肌功能。 VB2(VB2(核黄素核黄素) )：参与能量代谢。参与能量代谢。 促生长、维护皮肤、粘膜完整、

19、眼感光。促生长、维护皮肤、粘膜完整、眼感光。 VB3(VB3(泛酸泛酸) )： 碳水化合物、脂肪、蛋白质代谢。碳水化合物、脂肪、蛋白质代谢。 合成乙酰胆碱。合成乙酰胆碱。 VB4( VB4(胆碱胆碱) )： 卵磷脂合成，神经传导。卵磷脂合成，神经传导。 肌酸、激素合成。肌酸、激素合成。 VB5(VB5(烟酸烟酸) )： 生物氧化、维持神经、消化系统和皮生物氧化、维持神经、消化系统和皮 肤正常功能、扩末梢血管、降胆固醇。肤正常功能、扩末梢血管、降胆固醇。 VB6(VB6(吡哆醇吡哆醇) )：主要参与蛋白质代谢。主要参与蛋白质代谢。 参与碳水化合物、脂肪代谢。参与碳水化合物、脂肪代谢。 中枢神经系

20、统、血红蛋白合成必需物质。中枢神经系统、血红蛋白合成必需物质。 VB7(VB7(生物素生物素) )：多种酶的辅助因子。多种酶的辅助因子。 参与蛋白质、碳水化合物、脂类、核酸代谢。参与蛋白质、碳水化合物、脂类、核酸代谢。 VBM( VBM(叶酸叶酸) )： 参与核酸蛋白质、磷脂合成。参与核酸蛋白质、磷脂合成。 核酸代谢的辅酶。核酸代谢的辅酶。 参与细胞合成。参与细胞合成。 VB12(VB12(氰钴胺素氰钴胺素): ): 与造血功能、神经功能相关。与造血功能、神经功能相关。 参与碳水化合物、脂肪、蛋白质代谢。参与碳水化合物、脂肪、蛋白质代谢。 VC(VC(抗坏血酸抗坏血酸) )： 参与骨组织细胞间

21、质中骨胶原形成参与骨组织细胞间质中骨胶原形成 及功能维持。及功能维持。 免疫作用、解毒、抗氧化。免疫作用、解毒、抗氧化。 参与蛋白质、类脂、胆固醇代谢。参与蛋白质、类脂、胆固醇代谢。 矿物质的功用矿物质的功用钙和磷：钙和磷：骨骼的组成部分。骨骼的组成部分。 钙：钙：维持神经、肌肉、凝血功能。维持神经、肌肉、凝血功能。 磷：磷：酶的组成部分。酶的组成部分。钾、钠、氯钾、钠、氯: : 钾：钾：促中性氨基酸吸收、蛋白质合成。促中性氨基酸吸收、蛋白质合成。 维持心脏、肾脏正常活动，葡萄糖吸收。维持心脏、肾脏正常活动，葡萄糖吸收。 钠：钠：心肌调节、肌肉兴奋。心肌调节、肌肉兴奋。 电解质平衡。电解质平衡

22、。 氯氯: :活化胃蛋白酶。活化胃蛋白酶。 保持胃酸，有杀抑菌作用。保持胃酸，有杀抑菌作用。镁和硫：镁和硫： 镁镁: :焦磷酸酶、胆碱酯酶、三磷酸腺苷等。焦磷酸酶、胆碱酯酶、三磷酸腺苷等。 多种酶的活化剂。多种酶的活化剂。 参与糖和蛋白质代谢。参与糖和蛋白质代谢。 硫硫: :多种氨基酸的构成成分。多种氨基酸的构成成分。 参与蛋白质代谢。参与蛋白质代谢。 铁：铁：构成血红蛋白、肌红蛋白。构成血红蛋白、肌红蛋白。 组织内氧的输送。组织内氧的输送。铜：铜：多种酶的成分和激活剂。多种酶的成分和激活剂。 红细胞，骨骼的构成。红细胞，骨骼的构成。 色素沉着、脑细胞、脊髓的质化。色素沉着、脑细胞、脊髓的质化

23、。硒：硒：谷胱甘肽过氧化酶的构成成分。谷胱甘肽过氧化酶的构成成分。 保护细胞膜的完整。保护细胞膜的完整。 胰腺细胞的正常功能。胰腺细胞的正常功能。 VE的吸收和贮存。的吸收和贮存。其他元素：其他元素：锰、锌、碘、钴、铬（略）。锰、锌、碘、钴、铬（略）。 纤维素的功用：纤维素的功用：促进肠蠕动、缩短粪便在肠内滞留促进肠蠕动、缩短粪便在肠内滞留 时间。防便秘，肠症。时间。防便秘，肠症。 参与胆汁酸代谢、降胆固醇、降血糖。参与胆汁酸代谢、降胆固醇、降血糖。水的功用：水的功用： 机体的组成成分。机体的组成成分。 机体各种代谢活动的载体和成分。机体各种代谢活动的载体和成分。 第三节第三节 影响动物实验效

24、果的环境因素影响动物实验效果的环境因素 3.1 温度温度 3.2 湿度湿度 3.3 气流速度及清洁度气流速度及清洁度 3.4 光照度光照度 3.5 噪声噪声 3.6 动物饲养的微环境动物饲养的微环境 3.1 温度温度 温度是生物生存的重要条件（植物四季变化、动物迁移）。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：常用实验动物的最适温度：20-2720-27 温度过低对动物的影响温度过低对动物的影响: : 性周期推迟性周期推迟 抵抗力下降抵抗力下降 部分动物冬眠部分动物冬眠( (金黄地鼠金黄地鼠4)4) 哺乳鼠食仔哺乳鼠食仔 仔鼠发育不良仔鼠发育不良 温度过高对

25、动物的影响：温度过高对动物的影响：睾丸萎缩、产精能力下降。睾丸萎缩、产精能力下降。 性周期紊乱、泌乳力下降。性周期紊乱、泌乳力下降。 拒绝哺乳、妊娠率下降。拒绝哺乳、妊娠率下降。 抵抗力降低。抵抗力降低。温度过高过低：温度过高过低： 致乳鼠脏器功能改变。致乳鼠脏器功能改变。 一些药物的一些药物的LD50LD50在不同温度下在不同温度下 有较大差别。有较大差别。 3.2 湿度湿度 实验动物的最适湿度：实验动物的最适湿度：50%50%5%5%。 国标要求的湿度：国标要求的湿度： 40%-70%40%-70%。 低湿对动物的影响：低湿对动物的影响：抵抗力下降，呼吸病增多。抵抗力下降，呼吸病增多。 大

26、鼠环尾症。大鼠环尾症。 高湿对动物的影响：高湿对动物的影响： 微生物增多，易发传染性疾病。微生物增多，易发传染性疾病。 对体温调节的影响。对体温调节的影响。 灵长类动物、裸鼠要求较高的温、湿度。灵长类动物、裸鼠要求较高的温、湿度。 兔、犬、猫温、湿度要求较低兔、犬、猫温、湿度要求较低 3.3 气流速度及清洁度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。中对空气清洁度要求高。国标要求：国标要求：气流速度：气流速度：0.1-0.2m/s0.1-0.2m/s。 空气洁净度：空气洁净度：屏障屏障1000010000级；隔

27、离级；隔离100100级。级。 换气次数：换气次数：普通普通8-108-10次；屏障次；屏障10-2010-20次；次； 隔离隔离20-5020-50次。次。 氨浓度氨浓度：14mg/m14mg/m3。 氨的影响：氨的影响：130mg/m3 对动物有刺激作用。对动物有刺激作用。 250mg/m3 豚鼠豚鼠4-9d 80%死亡。死亡。 500mg/m3 兔气管、支气管出血。兔气管、支气管出血。H H2 2S S的影响：的影响：空气中空气中0.0001%-0.0002%能察觉。能察觉。 H2S Na2S Na+ 刺激神经，毒性随温度升高而增强。刺激神经，毒性随温度升高而增强。 动物妊娠率下降。动物

28、妊娠率下降。 H2S和和NH3诱发兔鼻炎。诱发兔鼻炎。呼吸道呼吸道组织失去组织失去 3.4 光照度光照度光照度与性周期、钙吸收密切相关。光照度与性周期、钙吸收密切相关。国标要求：国标要求：动物照度：动物照度：鼠类鼠类 15-20lx。 犬、兔、猫等犬、兔、猫等 100-200lx。 明暗交替：明暗交替：12/12h 10/14h。 工作照度：工作照度：150-300lx。 3.5 噪声噪声 噪声主要刺激动物神经系统。噪声主要刺激动物神经系统。 国标要求：国标要求：60dB 。 危害：危害：神经刺激造成行为和生理上的不良反应。神经刺激造成行为和生理上的不良反应。 如：如： 骚动、不安、流产、拒哺

29、。（制做癫痫症模骚动、不安、流产、拒哺。（制做癫痫症模 型的方法）。型的方法）。 3.6 动物饲养的微环境（密度、笼具、垫料）动物饲养的微环境（密度、笼具、垫料）常用实验动物所需居所最小空间 密度过大危害：密度过大危害：环境恶劣（排泄物、废气、分泌环境恶劣（排泄物、废气、分泌 物）争物）争 斗、撕咬造成的创伤。生理、心理的影响。斗、撕咬造成的创伤。生理、心理的影响。 项 目指 标小鼠、大鼠豚鼠、地鼠犬、猴、猫、兔、小型猪鸡屏障环境隔离环境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/20-2618-2920-2616-2620-2616-28最大日温差/4相对湿度/%40-70最小换气次数（次/h）15208152081520-动物笼具处气流速度（m