实验动物选择动实验准备

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1、实验动物的选择和动物实验 的准备 李志东 实验动物中心 *1 第一节 实验动物的选择 一 选择实验动物的基本原则 （一）相似性原则 （二）特殊性原则 （三）标准化原则 （四）规格化原则 （五）经济性原则 Date2 （一）相似性原则 相似性原则是指利用动物与人类某些机 能、代谢、结构及疾病特点的相似性选 择实验动物。 在可能的条件内，应尽量选择在结构、 功能、代谢方面与人类相近的动物做实 验。 Date3 1 组织结构方面 猪的皮肤组织结构与人类的相似，其上 皮再生、皮下脂肪层、烧伤后的内分泌 及代谢等也类似人类，故选用小型猪作 皮肤药理和烧伤实验研究较为理想。 2 系统机能方面 犬具有发达的

2、血液循环和神经系统，在 毒理方面的反应和人类比较接近，适于 作实验外科学、营养学、药理学、毒理 学、行为学等方面的研究。 两栖类的蛙和蟾蜍适合做简单的反射弧 实验。 Date4 3 生理特性方面 许多哺乳类动物与人类一样，其心率、 呼吸频率、体温三者成正比关系。 选择两栖类和爬行类做体温调节方面的 试验是不适合的。 4 繁殖特性方面 哺乳类动物与人类一样，性成熟、妊娠 期和寿命一般是成比例的。 5 体液成分方面 动物血液与人类一样，包括形态和机能 两个方面。 Date5 体内的排泄物有粪便、汗和尿液。 一般来说，淡水中生活的动物尿液是低 渗的，海水中生活的动物尿液是等渗的 ，陆地上生活的动物尿

3、液是高渗的。 水分供给少的动物尿液以尿酸为主要成 分，水分供给充足的动物尿液以尿素为 主要成分，而水中生活的动物尿液则以 氨为主。 尿液的酸碱度因动物食性不同而有差异 。草食类动物尿液呈碱性，粘度高，而 肉食类动物尿液呈酸性，具有特殊的臭 味。 Date6 6 解剖特性方面 （1）骨骼构成方面 许多动物与人类一样，形成躯干的椎骨有颈 椎、胸椎、腰椎、骶椎和尾椎。 齿式与动物食性有密切关系，草食类和肉食 类差异最为显著。 杂食类动物，如猪的齿式与人类的一致。 （2）脏器构成方面 脑的重量与神经系统的发达程度成正比。 呼吸、循环系统的器官重量差异较大，运动 量越大的动物越重。 肠道各部分长度与食性

4、有密切关系。 Date7 （3）脏器形态方面 啮齿类动物肝的构成最为复杂。马和大 鼠肝的特征是缺少胆囊。 肺的形态因呼吸方式不同也有所不同。 脑的形态方面，越是低等动物嗅球所占 比例越大，越是高等动物嗅球功能越弱 。脑的旧皮质与新皮质的关系也因动物 种类不同而不同。 心脏形态方面，脊椎动物的心脏形态构 成随等级提高逐渐完全，鱼类仅1个心 房和1个心室，两栖类和爬行类有2 个 心房和1个心室（不完全），鸟类和哺 乳类有2个心房和2个心室（完全心）。 Date8 血液循环系统也由普通环境向闭锁系统 进化。 在形态和机能上，与人的心脏最类似的 动物是犬。 单胎动物和多胎动物的子宫形态也存在 明显差异

5、。 乳腺分布和乳房的位置不同动物间也存 在差异。 7 疾病特点方面 实验动物有许多自发或诱发性疾病，能 局部或全部地反映人类类似疾病过程与 特点，可用于研究相关的人类疾病。 Date9 突变系SHR大鼠，其自发性高血压的变 化与人类相似。 猫是寄生虫弓形虫的宿主，当然在弓形 虫研究中是一个很好的材料。同时，在 研究白化病、关节炎、骨质疏松症等方 面，也较为理想。 非人灵长类实验动物，可感染其他动物 不可复制的人类传染病，如脊髓灰质炎 、脑炎、肝炎、麻疹、痢疾、疟疾等。 因此，可作为研究这些疾病发生、发展 过程及疫苗研制的理想动物。 Date10 （二）特殊性原则 特殊性原则是指利用不同种系实验

6、动物 机体存在的特殊构造或某些特殊反应选 择解剖、生理特点符合实验目的和要求 的动物。 犬的甲状旁腺位于甲状腺表面，位置固 定，多在两个甲状腺相对应的两端，故 选用其做甲状旁腺摘除实验很合适。 家兔颈部的交感神经、迷走神经和主动 脉减压神经分别存在，独立行走。如要 观察减压神经对心脏作用时，应选用家 兔。 Date11 猴等动物的气管腺数量较多，直至三级 支气管中部仍有腺体存在，选用它研究 慢性支气管炎或祛痰平喘药很适宜。 大鼠肝脏再生能力很强，切除 60%70%肝叶仍有再生能力，很适合 肝外科实验研究。 大鼠垂体肾上腺系统功能发达，应激 反应灵敏，且各种内分泌腺如垂体、肾 上腺、卵巢易于摘除

7、，适于作应激反应 和内分泌实验研究。同时，大鼠的踝关 节对炎症十分敏感，适于多发性关节炎 和化脓性淋巴腺炎的研究。 Date12 兔对体温变化十分敏感，易产生发热反 应，且反应典型、恒定，适于发热、解 热和检查致热源的研究。 豚鼠易于致敏，适于作过敏性实验研究 。同时，由于其体内不能合成维生素C ，必须从食物中摄取，故作维生素C缺 乏症的研究很适合。豚鼠血清中补体含 量多，效价高，常用于免疫学和生物制 品的研究。 兔和猫是避孕药研究的常用动物。 Date13 不同药物或化合物，在不同种系动物上 引起的反应是存在很大差异的。这些在 选择实验动物时必须加以注意。 雌激素能终止大鼠和小鼠的早期妊娠，

8、 但不能终止人的妊娠；吗啡对犬、兔、 猴和人主要作用是中枢抑制，而对小鼠 和猫则是中枢兴奋；家兔对阿托品极不 敏感；苯胺及其衍生物对犬、猫、豚鼠 和人产生相似的变性血红蛋白等病理变 化，对兔则不易发生，对大、小鼠等啮 齿类则完全不发生。 Date14 不同品系动物，有的对同一刺激的反应 差异很大。 DBA小鼠对声音刺激非常敏感，发生听 源性痉挛，甚至死亡，而BALB/c、 C57BL小鼠则不会出现；A、C3H、TA2 等品系小鼠易致癌，而C57BL、TA1等 不易致癌；AKR小鼠白血病自发率达 65%，而C3H雌鼠乳腺癌自发率达90% 以上。 因此，实验时应充分了解动物特性，选 择敏感性强、对

9、实验结果干扰小的动物 品系。 Date15 （三）标准化原则 标准化原则是指动物实验中选择和使用 与研究内容相匹配的标准化的实验动物 。 近交系动物由于遗传纯度高，个体差异 小，特征稳定，对实验反应一致性好， 实验结果精确可靠，而越来越广泛应用 于医学生物学各个领域。 以群体为研究对象的课题，如人类遗传 研究、药物筛选和毒性试验中，要选择 人群基因型及表现型相似的动物类别， 封闭群动物则更为合适。 Date16 选择何种微生物等级的实验动物，应根 据各级动物的特点，结合课题研究水平 、内容及目的而定。 普通动物所获得的实验结果的反应性差 ，故主要用于生物医学示教或为某项研 究进行探索方法的预实

10、验。 清洁动物是国内科研工作主要要求的标 准实验动物，适用于大多数科研实验。 无特定病原体（SPF）动物是理想的健 康动物，用它来研究，可排除疾病或病 原的干扰，适用于所有科研实验、生物 制品生产及鉴定，是国际公认的标准实 验动物。 Date17 无菌动物是一种非常规动物，仅适用于 特殊研究目的，如微生物与宿主、微生 物间的相互作用，免疫发生发展机制， 放射医学等方面的研究。 应考虑所选用的动物类别或级别要与实 验条件、实验技术、方法及试剂等相匹 配。既要避免用高精密度仪器、先进的 技术方法、高纯度的试剂与低品质、非 标准化、反应性能低的动物相匹配，又 要防止用低性能的测试方法、非标准化 的实

11、验设施与高级别、高反应性能的动 物相匹配，造成不必要的资源浪费。 Date18 （四）规格化原则 规格化原则是指选择与实验要求一致的 动物规格。 1 年龄 年龄是一个重要的生物量，动物的解剖 生理特性和对实验的反应性随年龄的不 同而有明显变化。 幼龄动物较成年动物敏感，而老龄动物 的代谢、各系统功能较为低下，反应不 灵敏。因此，一般动物实验应选用成年 动物。一些慢性实验因周期较长，可选 择幼龄动物。而对于老年病学的研究， 则考虑用老龄动物。 Date19 不同种类实验动物的生活周期差别很大 ，动物实验时应注意“天文学时间”和生 物学时间的区别。对不同动物而言，经 过相同的天文学时间在生物学上却

12、有不 同的意义。 用犬做实验经过一年观察期和用大鼠做 实验经过相同的观察期，其生物学意义 是完全不同的。同样，用犬做实验从1 岁到2岁的一年观察期和从11岁到12岁 的一年观察期，其生物学意义也不同。 选择动物时，应注意各实验动物之间、 实验动物与人类之间的年龄对应。 Date20 2 体重 实验动物年龄与体重一般呈正相关，可 按体重推算年龄。 KM小鼠6周龄时雄性约为32g，雌性28g ；Wistar大鼠6周龄时雄性约为180g， 雌性160g。 选择实验动物时，既要考虑用体重符合 要求的动物，又要注意其发育是否正常 。 3 性别 动物不同性别对同一药物的敏感性差异 很大，对外界刺激的反应也

13、各不相同。 即便是同一品系动物，也是如此。 Date21 氯仿对小鼠肾脏造成的损害，只在雄性 动物中表现，雌性动物则不出现损害。 通常情况下，实验若对动物性别无特殊 要求，则宜选用雌雄各半。 4 生理及健康状况 动物在生理特殊状态下，如雌性动物性 周期的不同阶段、妊娠及哺乳期，机体 对实验的反应性发生较大改变，易导致 其体重和某些理化指标也发生改变，从 而影响实验结果。 Date22 （五）经济性原则 经济性原则是指尽量选用容易获得、价 格便宜和饲养经济的动物。 在不影响整个实验质量的前提下，尽量 做到方法简便和降低成本。 许多啮齿类实验动物，如小鼠、大鼠、 地鼠、豚鼠等，繁殖周期短，具多胎性

14、 ，饲养容易，遗传和微生物控制方便。 而且这些动物的年龄、性别、体重可任 意选择，量大价廉，来源充足。可以达 到普及使用。 综上所述，在进行课题实验设计时，如 何选择最合适的实验动物必须掌握好 Date23 以上这些基本原则。 首先，必须了解实验动物生物学特性方 面的基本知识，为正确选择合适的实验 动物打下基础。 其次，还应充分查阅相关文献，利用前 人的实践经验积累，选择科研、检验和 生产传统上应用的实验动物。 同时，加强与实验动物科学工作者的交 流，及时有效地利用实验动物学的最新 成果。 因此，可用较少的人力、动物和时间， 以最小的代价最大限度地获得科学性强 的实验结果。 Date24 二

15、常见动物实验中实验动物的选择 (一)药理学研究中的选择 1 临床前药物代谢动力学研究 必须选用成年健康的动物，常用的有小 鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬等。 首选动物及其性别应尽量与药效学或毒 理学研究所用动物一致。 作药物动力学参数测定时，最好使用犬 、猴等大动物。 Date25 作药物分布试验时，选用大鼠或小鼠较 为方便。 作药物排泄试验时，首选大鼠。 2 一般药理研究 常选用的动物包括小鼠、大鼠、猫、犬 等，性别不限。 观察循环和呼吸系统时一般不宜用小鼠 和兔。 Date26 3 作用于神经系统的药物研究 促智药研究一般使用健康成年的小鼠和 大鼠。 镇静催眠药研究一般选用健康成年小鼠 。 抗痛药研究一般选用健康成年小鼠或大 鼠。 镇痛药研究常用成年小鼠、大鼠、兔。 中枢性肌松药研究一般选用小鼠和猫。 Date27 解热药研究首选家兔。 对神经节传导阻滞影响的药物研究时， 首选动物是猫。 研究药物对神经肌肉接点的影响时，常 用动物是猫、兔、鸡、小鼠和青蛙。 对影响副交感神经效应器接点的药物进 行研究时，首选动物是大鼠。 Date28 4 作用于心血管系统的药物研究 抗心肌缺血药物研究可选用犬、猫、家 兔、大鼠和小鼠。 抗心律失常药物研究可用豚鼠。 降压药物研究一般选用犬、猫或大鼠。 治疗心功能不全药物研究常用犬、猫、 豚鼠。 调血脂药物研究一般选用大鼠、家兔。 Date29 抗动