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1、实验动物环境控制与管理,环境控制的重要性,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 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。,第一节 实验动物环境的概述 一、实验动物的环境 生物的环境泛指围绕生物体的一切事物，是生物赖以生存的外部条件。 围绕实验动物的所有事物的总和，称实验动物环境,（一）实验动物外环境 是指实验动物和动物实验设施以外的环境。 （二）实验动物内环境 是指依科研要求和人们的意愿，将实验动物的生长、繁殖或活动限定
2、在某种特定的人工场所范围内。,基因型 | 发育环境 表现型 | 周围环境 演出型,三、环境因素的分类 （一）气候因素:温度、湿度、气流、风速、换气次数等。 （二）理化因素:臭气、二氧化碳、粉尘、噪声、照度、消毒剂、有害化学物质等。 （三）居住因素:房屋、饲养笼具、垫料、饮水器等 （四）生物因素:饲养密度、微生物、与人和其他动物的关系。,第二节 气候因素对实验动物和动物实验的影响,一、温度（GB1829C）,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
3、、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
4、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（GOT）、谷丙转氨酶（GPT）在1216 低温下增加或有增加倾向。,4抵抗力,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。,温度对三种药物LD50的确定 -
5、 LD50（mg/kg） 药物- 15.5 27 - 苯异丙胺（Amphetamine） 197.0 90.0 盐酸脱氧麻黄碱(Methedrine) 111.0 33.2 麻黄碱(Ephedrine) 477.1 565.0 -,二、湿度（GB40%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
6、 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（GB0.18m/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
7、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(GB150300lx) 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,持续
8、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。 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（GB60dB）,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。 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：1000-2000HZ；动物1000-5000HZ。,（一）对生长、繁殖的影响,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
9、死率增加。 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,10KHZ、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。 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。 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
10、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,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
11、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20050ppm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。,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。 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
12、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 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,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。 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,（一）笼器具 笼器具应选用标准的无毒、耐腐蚀、耐高压、易冲洗、易消毒灭菌的耐用材料制成的
13、笼具，并应符合动物生理状态及防逃逸的要求。 （二）垫料 垫料应使用标准的无毒、无异味、无油脂、吸湿性强，粉尘少的材料，经消毒或灭菌后使用。 （三）饮水 普通级动物一般饮用符合卫生标准的自来水即可，但清洁级以上动物必须饮用经酸化无菌、高压灭菌或超滤去菌的水。,（四）社会因素和饲养密度 实验动物社会因素是指在某各种属中，实验动物个体的优劣与社会地位，及饲养密度等。,空气洁净度: 屏障环境10000级, 隔离环境100级 氨 浓 度: 14 mg/m3 (动态指标 ) 噪 声: dB 60dB 工作照度: 150300 lx 相对湿度: 4070 昼夜明暗交替时间: 12/12或10/14h,实验动
14、物与动物实验 环境国家标准,温度和日温差 温度根据不同种类动物的生物学特性和设施用途提出不同的环境要求 啮齿类动物生产繁育设施 原国标 新国标 普通环境 1829度 1829度 屏障环境和隔离环境 1829度 2026度 犬、猴、猫、兔、小型猪生产繁育设施 普通环境 1628度 屏障环境和隔离环境 2026度 SPF鸡生产繁育设施 屏障环境 1628度,换 气 次 数（次h ) 原国标 新国标 普通环境 8 10 屏障环境 10 20 10 20 隔离环境 10 20 20 50 一般采用全新风，保证动物室有足够的新鲜空气。如果先期去除了粉尘颗粒物和有毒有害气体，不排除使用循环空气的可能，但再循环空气仅限于同一单元，新鲜空气不得少于，并保证供风的温、湿度参数。,气 流 速 度（ms ) 原国标 新国标 普通环境 0.1 0.2 屏障环境 0.18 0.1 0.2 隔离环境 0.18 0.1 0.2,压 强 梯 度( Pa ) 原国标 新国标 普通环境 屏障环境
