实验动物的环境控制与管理

环 境 控 制 的 重 要 性F 自 然 界 的 野 生 动 物 可 以 四 处 活 动 以 选 择 舒 适 的 生 活 环 境 。 而实 验 动 物 一 般 都 较 长 时 间 甚 至 终 身 被 限 制 在 一 个 极 其 有 限 的环 境 范 围 内 生 活 ， 这 种 环 境 就 成 了 赖 以 生 存 的 条 件F 为 使 实 验 动 物 能 够 正 常 生 长 发 育 、 繁 殖 和 进 行 良 好 的 实 验 处理 ， 正 确 认 识 环 境 因 素 对 实 验 动 物 的 影 响 就 显 得 十 分 重 要 。 第二节 气候因素对实验动物和动物实验的影响 一 、 温 度 （ G B1829 C） 动 物 室 内 的 温 度 主 要 受 室 外 气 温 及 室 内 动 物 新 陈 代 谢 过 程 中所 散 发 热 量 的 影 响 ， 在 一 定 温 度 范 围 内 ， 动 物 具 有 可 保 持 体温 相 对 稳 定 的 生 理 调 节 功 能 。 但 环 境 因 素 变 化 过 大 、 过 急 ，动 物 就 不 能 适 应 ， 就 会 出 现 生 殖 、 泌 乳 、 机 体 抵 抗 力 、 生 长形 态 、 实 验 反 应 等 方 面 的 改 变 . 在 高 温 条 件 下 ， 除 灵 长 类 动 物 借 助 汗 腺 提 高 蒸 发 散 热 量 来 维 持 体 温 正 常 外 . 其 余 的 实 验 动 物 汗 腺 均 不 发 达 或 无 汗 腺 ， 因 而 在 高 温 条 件 下 很 难 维 持 体 温 的 恒 定 。 1 对 采 食 量 的 影 响大 鼠 、 小 鼠 的 采 食 量 随 环 境 温 度 的 变 化 情 况 均 表现 为 低 温 下 增 加 ， 高 温 下 减 少 ， 即 与 温 度 之 间 存在 明 显 负 相 关 。 因 低 温 下 放 热 量 增 加 从 而 体 内 产热 量 增 加 。 2 对 繁 殖 性 能 的 影 响 ： 高 温 下 ， 雄 性 动 物 出 现 睾 丸 和 副 睾 萎 缩 ， 精 子 生 成 能力 下 降 ， 出 现 拒 配 。 ： 低 温 下 小 鼠 阴 道 开 口 及 性 周 期 出 现 较 迟 ， 在 21 ， 每年 繁 殖 3个 世 代 ， -3 只 能 繁 殖 2个 世 代 。 温 度 过 高 、 过 低 常 导 致 雌 性 动 物 性 周 期 紊 乱 ， 怀 孕 率 和 产仔 数 、 离 乳 率 和 泌 乳 能 力 下 降 ， 死 胎 率 增 加 。 特 别 大 鼠 ，32 以 上 高 温 ， 怀 孕 后 期 常 发 生 死 亡 . 3 对 动 物 生 理 、 生 化 指 标 的 影 响 随 着 气 温 的 升 高 ， 小 鼠 的 脉 搏 数 （ 心 跳 ） 、 呼 吸 次 数 和发 热 量 都 呈 直 线 下 降 。 脏 器 ： 心 脏 、 肝 脏 、 肾 脏 在 低 温 下 较 大 ， 高 温 下 较 小 ， 同环 境 温 度 呈 负 相 关 。 生 化 指 标 ： 红 细 胞 数 （ RBC） 、 白 细 胞 数 （ WBC） 、 红细 胞 容 量 值 在 高 、 低 温 度 下 均 有 增 加 。 血 浆 蛋 白 、 血 中 尿素 氮 、 碱 性 磷 酸 酶 、 谷 草 转 氨 酶 （ G O T） 、 谷 丙 转 氨 酶 （G PT） 在 1216 低 温 下 增 加 或 有 增 加 倾 向 。 4 抵 抗 力F 气 温 过 高 或 过 低 可 导 致 动 物 抵 抗 力 降 低 ， 使 动 物 患 病 ， 甚至 死 亡 。 世 界 各 国 对 饲 养 室 和 动 物 实 验 室 气 温 规 定 的 标 准值 一 般 在 19 -29 。 二 、 湿 度 （ G B40%70%） 空 气 中 湿 度 是 指 大 气 中 水 分 含 量 ， 按 每 立 方 米 实 际 含 水量 （ 克 ） 表 示 ， 称 为 绝 对 湿 度 。 空 气 中 实 际 含 水 量 占 同等 温 度 下 饱 和 含 水 量 的 比 分 比 值 ， 称 为 相 对 湿 度 （ %） 相 对 湿 度 对 动 物 机 体 热 调 节 有 密 切 关 系 ， 当 环 境 温 度 与 体温 接 近 时 ， 动 物 体 只 能 通 过 蒸 发 作 用 来 放 散 体 热 ， 而 当 环境 湿 度 达 到 饱 和 状 态 时 动 物 体 的 蒸 发 受 到 抑 制 ， 容 易 引 起代 谢 紊 乱 ， 使 动 物 机 体 抵 抗 力 下 降 ， 发 病 率 增 加 高 湿 条 件 下 有 利 于 病 原 微 生 物 、 寄 生 虫 的 生 长 、 繁 殖 ， 垫料 、 饲 料 易 发 霉 变 ， 对 动 物 健 康 不 利 。 低 湿 情 况 下 ， 大 小鼠 的 哺 乳 母 鼠 常 发 生 拒 哺 乳 或 吃 仔 鼠 现 象 ， 甚 至 仔 鼠 发 育 不 良 ； 低 湿 易 引 起 尘 土 飞 扬 而 导 致 呼 吸 道 疾 病 。 相 对 湿 度 低 于 40%， 大 鼠 常 发 生 环 尾 症 。 三 、 气 流 及 风 速 （ G B0.18m/s） 气 流 大 小 与 体 热 散 发 有 关 。 气 流 速 度 过 小 ， 空 气 流 通 不良 ， 室 内 充 满 臭 气 ， 散 热 困 难 ， 造 成 疾 病 发 生 ， 甚 至 死亡 ； 气 流 速 度 过 大 ， 动 物 体 表 散 热 量 增 加 ， 同 样 危 及 健康 。 一 般 为 0.130.18m/s， 冷 气 开 放 为 下 限 ， 暖 气 开 放为 上 限 。 适 当 的 换 气 次 数 可 以 为 动 物 提 供 充 足 的 新 鲜 空 气 。 但 换气 次 数 过 多 ， 则 会 让 动 物 大 量 消 耗 体 能 以 弥 补 因 空 气 快速 流 动 引 起 的 热 量 损 失 ， 国 家 标 准 规 定 的 换 气 次 数 在 10-20次 /h. 空 气 流 动 方 向 ： 在 屏 障 系 统 中 ， 因 静 压 不 同 ， 空 气 的 流动 方 向 是 ， 清 洁 走 廊 饲 育 室 污 物 走 廊 淋 浴 室 设施 外 ， 室 内 处 于 正 压 ， 压 力 梯 度 为 2050Pa。 而 在 污 染 或 放 射 性 实 验 的 动 物 房 ， 为 防 止 微 生 物 和 放 射性 物 质 扩 散 ， 室 内 必 须 处 于 负 压 。 第三节 理化因素对实验动物的影响 一 、 光 照 （ 一 ） 照 度 的 影 响 (G B150300lx) 光 照 对 动 物 影 响 主 要 表 现 在 生 殖 生 理 和 行 为 活 动 。 人 为控 制 光 照 可 以 调 节 整 个 生 殖 过 程 。 包 括 发 情 、 排 卵 、 交配 、 分 娩 、 泌 乳 和 育 仔 等 。 光 照 过 强 会 导 致 雌 性 动 物 做窝 性 能 差 ， 甚 至 出 现 食 仔 和 哺 乳 不 良 现 象 。 另 外 ， 强 光照 出 现 视 网 膜 障 碍 。 （ 二 ） 光 照 时 间 的 影 响F 持 续 的 黑 暗 环 境 可 抑 制 大 鼠 的 生 殖 过 程 ， 使 卵 巢 减 轻 ； 持续 光 照 ， 则 过 度 刺 激 生 殖 系 统 ， 产 生 连 续 发 情 ， 大 小 鼠 出现 永 久 性 阴 道 角 化 ， 有 多 数 卵 泡 达 到 排 卵 前 期 ， 但 不 形 成黄 体 。F 以 12H 明 ， 12H 暗 或 10H 明 ， 14H 暗 为 宜 ， 动 物 可 出 现 稳 定的 发 情 周 期 。 二 、 噪 音 （ G B60dB）F 饲 养 室 内 噪 声 来 源 ： 外 界 传 入 ， 室 内 机 器 产 生 如 空 调 机 、排 风 机 ， 动 物 自 身 产 生 的 走 动 、 争 斗 、 鸣 叫 等 。F 动 物 与 人 的 听 觉 器 官 剖 解 结 构 和 生 理 功 能 基 本 相 似 ， 所 不同 的 是 动 物 听 到 的 音 域 比 人 宽 。 人 ： 1000-2000H Z； 动 物1000-5000H Z。 （ 一 ） 对 生 长 、 繁 殖 的 影 响 F 噪 声 可 造 成 大 、 小 鼠 生 育 力 减 退 ， 妊 娠 障 碍 和流 产 ， 出 现 食 仔 现 象 ， 动 物 产 仔 数 、 离 乳 数 均减 少 ， 咬 死 率 增 加 。F 声 音 刺 激 会 引 起 心 跳 、 呼 吸 次 数 及 血 压 增 加 ，使 小 鼠 WBC增 加 ， 肾 上 腺 皮 质 酮 上 升 。 （ 二 ） 对 实 验 结 果 的 影 响F 10K H Z、 110DB的 纯 音 刺 激 后 小 鼠 对 肾 上 腺 素 的 感 受 性有 明 显 增 加 。 说 明 声 音 刺 激 对 交 感 神 经 有 很 大 影 响 。F 而 给 小 鼠 投 喂 镇 静 剂 如 冬 眠 灵 、 氯 丙 嗪 、 利 血 平 、 安 定时 ， 能 降 低 其 对 声 音 的 感 受 性 。F 另 外 ， 振 动 能 引 起 动 物 消 化 器 官 分 泌 机 能 的 障 碍 ， 从 而导 致 消 化 吸 收 不 良 。 控 制 噪 声 的 措 施 有 ：1. 在 选 择 实 验 动 物 设 施 场 地 时 ， 应 尽 量 避 开 城 市 噪 音 的 影 响 。2. 在 建 筑 设 计 时 ， 应 尽 量 使 产 生 噪 音 的 机 器 及 设 备 与 饲 养 室 有一 定 隔 离 。3. 不 同 动 物 房 之 间 也 要 隔 开 ， 而 且 应 设 法 使 噪 音 不 传 出 室 外 。4. 对 声 音 敏 感 性 高 的 小 动 物 饲 养 室 的 门 窗 和 墙 壁 应 采 用 一 些 消音 或 隔 音 材 料 。5. 在 饲 养 室 内 安 装 设 备 时 ， 选 择 低 噪 音 产 品 。 三 、 空 气 洁 净 度F 饲 养 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 结 果 。 1 气 体 污 染 动 物 粪 尿 等 排 泄 物 发 酵 分 解 产 生 的 污 物 种 类 较 多 ， 其 中 氨是 这 些 污 染 物 中 浓 度 最 高 的 一 种 。 当 室 内 温 度 上 升 ， 密 度增 加 ， 通 风 条 件 不 良 ， 排 泄 物 、 垫 料 未 及 时 清 除 时 ， 都 可使 动 物 室 氨 浓 度 急 剧 上 升 。 氨 作 为 一 种 刺 激 性 气 体 ， 其 浓 度 升 高 时 ， 可 刺 激 动 物 眼 结膜 、 鼻 腔 粘 膜 、 呼 吸 道 粘 膜 而 引 起 流 泪 、 咳 嗽 ， 严 重 者 产生 急 性 肺 水 肿 引 起 死 亡 长 期 处 于 高 浓 度 氨 的 环 境 中 ， 实 验 动 物 上 呼 吸 道 出 现 慢 性炎 症 ， 使 动 物 失 去 使 用 价 值 。 氨 气 对 实 验 动 物 的 影 响 氨 浓 度 增 高 可 引 起 呼 吸 器 官 粘 膜 异 常 。 实 验 证 明 ： 在 200 50ppm的 环 境 下 ， 饲 养 4天 的 大 鼠 气 管粘 膜 上 出 现 急 性 炎 症 病 变 ， 饲 养 8天 出 现 气 管 粘 膜 纤 毛 消失 ， 形 成 气 管 表 面 襞 ， 浸 出 液 增 加 及 壁 增 厚 等 现 象 。 置于 25250ppm的 氨 环 境 中 4-6周 时 ， 可 发 生 严 重 鼻 炎 、 中耳 炎 、 支 气 管 炎 和 支 原 体 性 肺 炎 。 2 颗 粒 物 污 染 来 源 ： 一 是 外 界 空 气 未 经 过 滤 处 理 直 接 带 入 。 二 是 动 物 皮 毛 、 皮 屑 、 饲 料 和 垫 料 等 。 F 粉 尘 颗 粒 对 动 物 的 危 害 随 颗 粒 的 大 小 而 不 同 。 颗 粒 大 的 在 空气 中 漂 浮 时 间 短 ， 影 响 程 度 小 。 颗 粒 小 的 漂 浮 时 间 长 ， 影 响程 度 大 。F 粉 尘 主 要 指 5m以 下 的 ， 经 呼 吸 道 吸 入 后 ， 可 到 达 细 支 气 管与 肺 泡 而 引 起 呼 吸 道 疾 病 ， 颗 粒 物 除 对 动 物 产 生 不 良 影 响 外， 还 可 以 成 为 微 生 物 载 体 。 因 此 ， 必 须 对 进 入 饲 养 室 的 空 气过 滤F 一 般 以 每 立 方 米 空 气 中 含 0.5m以 上 粒 子 的 累 积 个 数 分 类 。100级 3.5个 ， 10000级 350个 ， 100000级 3500个 。 四 、 通 风 和 换 气F 动 物 室 内 通 风 换 气 的 目 的 在 于 供 给 动 物 新 鲜 空 气， 除 去 恶 臭 物 质 ， 排 出 动 物 呼 吸 、 照 明 和 机 械 运转 产 生 的 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 。F 换 气 次 数 越 高 ， 室 内 空 气 越 新 鲜 ， 但 换 气 次 数 增加 ， 势 必 导 致 能 量 损 失 增 加 ， 所 以 一 般 控 制 适 当次 数 1020次 /小 时 居住因素实验动物的影响 实验动物与动物实验 环境国家标准 第 四 节 实 验 动 物 设 施 概 述 实验动物设施是保障动物能正常繁殖、生长、发育以及达到各种动物实验成功的必要条件 一 、 实 验 动 物 设 施 的 分 类 F新加坡是由于有科研人员在生物二级实验室从事研究更具危险性病毒研究 。F台湾是由于在清理运输废物箱时，未按规定进行操作。F我国是由于研究人员用未经有效灭活的病毒在普通实验室进行实验操作，造成感染的。 实验和动物饲养设施：负压、封闭式的实验室 排放的空气 ：必须经过高效能空气过滤装置过滤 后方可使用 从事感染性疾病动物模型研究的人员： 必须严格遵从标准化的工作及操作程序和规程 （ 二 ） 按 微 生 物 控 制 程 度 分 类 独 立 供 气 动 物 笼 （ IVC） 系 统 三 、 设 施 区 域 布 局 垫 料 要 求 饮 水 要 求 屏 障 环 境 的 运 行 与 管 理 二 、 屏 障 环 境 物 品 的 传 递 外 区 磁 卡 磁 卡 门办 公 室 换 鞋更 外 衣清 洁 走 廊 缓 冲 间饲 养 室 污 染 走 廊风 淋 手 消 毒 更 衣 室 1更 衣 室 2 淋 浴换 无 菌 服 洗 刷 包 装 室 高 压 灭 菌 柜耐 高 压非耐高压 渡 槽紫 外 传 递 窗 清 洁 物 品储 藏 室 饲 养 室清 洁 走 廊缓 冲 间废 弃 物处 理 间物品 物 品