第四节 影响动物实验效果的动物饲养环境和营养因素
一、温度
温度变动缓慢，在一定范围内，机体可以本能地进行调节与之适应。但变化过大或过急，机体将产生行为和生理等不良影响，影响实验结果。
一般当哺乳类实验动物，当温度过低时，常致性周期的推迟，而温度超过30℃时，则雄性动物则出现睾丸萎缩，产生精子的能力下降；雌性动物出现性周期的紊乱，泌乳能力下降或拒绝哺乳，妊娠率下降。因此实验环境温度过高或过低，都能导致机体抵抗力下降，使动物易于患病，均可影响实验结果的正确性，甚至造成动物死亡。动物实验时最适宜的环境为21～27℃。
喜马拉雅(Himalaya)兔在20℃环境下饲养时，耳、尾、鼻和四肢尖端生长白毛，而饲养在10℃时，则生长黑毛。一些小啮齿类实验动物，在气温降到一定程度，就进入冬眠，如金黄地鼠，当气温降到4℃时，则开始冬眠。10～28日龄乳鼠分别饲养在3℃、22℃和33℃，可观察到乳鼠的甲状腺、胃上腺、肝脏、肾部皮肤以至尾巴的构造都有明显差异。一些药物的LD50在不同温度条件下，有较大差别(见表11-13)。
表11-13 两种不同温度对药物LD50的影响
药 物
15.5℃
27℃
苯异丙胺(Amphetamine)
197.0
90.0
盐酸脱氧麻黄硷(Methedrine)
111.0
33.2
麻黄硷(Ephedrine)
477.1
565.0
各种动物，甚至同种动物不同品系间，其最适宜温度都有差别。室温应保持在各种动物最适宜温度±3℃范围内。一般常用的几种实验动物对20-27℃的温度范围都能适应。灵长类实验动物(尤以南美产的猿猴，如绒猴)和无胸腺裸鼠，要求较高一些的湿度，而家兔、狗和猫要求低一些，兹将文献资料所列多种实验动物的最适温度综合在表11-14中。
表11-14主要实验动物最适温度(℃)
动物种
国 内
英 国
Lane-Petter氏(1970)
IHVE指南书(1971)
“欧洲”手册(西德1971)
日 本
小 鼠
15～20
20～22
22～24
21～23
22±2
22～24
大 鼠
18～22
18.3～22
22～24
21～23
22±2
23
豚 鼠
15～20
17～20
18～20
17～20
22±2
21～25
家 兔
15～20
15.5
18～20
16～19
18±2
23
猫
15～20
21～22
19以下
18～21
22±2
24
狗
15～20
22以下
19以下
12～18
18±2
24(幼)
灵长类
20～24
20～22
27(绒)
22±2
24
二、湿度
湿度过高，微生物易于繁殖，过低(如低于40%)易致灰尘飞扬，对动物的健康不利。空气的相对湿度，也对动物的体温调节有密切关系，在高温情况下其影响尤为明显。如湿度在40%以下大鼠发生环尾病(Ringtail)；在低温度条件下，小鼠和大鼠的哺乳雌鼠常发生吃仔现象，此外仔鼠也常出现发育不良。据报告，高湿度对过敏性休克的大鼠死亡率提高。
一般动物在高温高湿情况下，易发生某些传染性和非传染性疾病，而新捕获的猴，则要求较高的湿度和温度。南美产的猴尤为如此。一般实验动物，相对湿度在40～70%之间是完全可以适应的，50%±5最好。但猫则适于较低的湿度。
三、空气的流速及清洁度
实验动物其单位体重的体表面积一般均比人大，因此气流对实验动物的影响也较大。实验动物大多饲养在窄小的笼具有，其中不仅有动物，还有排泄物，因此，实验动物比人对空气的要求更高。污浊的空气易造成呼吸道传染病的传播。空气中氨的含量是衡量空气质量的指标，劳动卫生标准中对空气中氨浓度的限度，在实验动物要求不超过20ppm。空气中氨含量增多可刺激动物粘膜而引起流泪，咳嗽等，严重者可引起粘膜发炎，肺水肿和肺炎。
根据实验，室中氨的含量130ppm时对动物略有刺激作用，250ppm豚鼠4～9天内死去80%，500ppm家兔气管及支气管出血，408ppm刺激咽喉，698ppm刺激眼部。1720ppm咳嗽。
硫化氢(H2S)是具有强烈臭鸡蛋味的有毒气体，空气中含0.0001～0.0002%即能察觉。动物粪便和肠中产生臭气中含有H2S。吸入的H2S在呼吸道中生成Na2S,以至使组织中失去Na+,此即粘膜受刺激的生化基础。H2S也能刺激神经。当温度增高时会增加H2S毒性，室内H2S浓度增高会使动物妊娠率下降。H2S和NH3均易诱发家兔鼻炎。此外，浓厚的雄性小鼠汗腺分泌物和嗅气，也能招致雌性小鼠性周期紊乱。
因此，动物饲养室和动物实验室的空气应尽量保持新鲜，注意通风换气；要求氨浓度小于20ppm，气流速度10～25cm/s，换气次数8～15次/小时。各种实验动物的的代谢量和必要换气量可见表11-15。
表11-15 各种实验动物的代谢量和换气量
动 物
体重(g)
代谢量
(与一人等价动物数)
保持良好空气状态所
气流(m3/只)
换气量(m3/小时/只)
小 鼠
21
672
0.085
0.85
大 鼠
200
400
110
73
0.113
-
1.27
-
金黄地鼠
-
-
0.226
2.54
豚 鼠
410
70
0.170
1.70
家 兔
2600
21
0.283
3.20
狗
14000
5
4.25
47.20
猫
3000
16
1.00
17.00
猴
-
16
-
-
四、光照
光照与动物的性周期有密切关系，光照过大，对动物有害，易引起某些雌性动物的吃仔现象和哺育不良。因此，动物室内安装若干个瓦数光源，较一个大瓦数光源更为适宜。
完全依靠灯光照明的动物室，应利用暗各12小时或明13小时，暗11小时的照明制度。室内照明要求，75～300lux，为便于操作和对动物的观察，距地面1m处的光源度在350～400勒克斯(lux)其它时间的照明在200勒克斯即可。在非标外时间保持照低度，而在操作观察时可打开补光照明。
五、音响噪音
音响噪音可引起动物紧张，并使动物受到刺激。即使是短暂的噪音也能引起动物在行为上和生理上的反应，豚鼠特别怕噪音，可导致不安和骚动，因而可引起孕鼠的流产或母鼠放弃哺育幼仔。此外，动物能听到人类所听不到的更高频率的音响，即动物能听到较宽的音域，如小鼠能听到频率为1000～5000HZ的音响，而人类只能听到1000～2000HZ的范围。所以音响对动物的影响不能忽视。一此国家规定，动物室的音响应在60分贝以下。实验动物室环境控制要求值见表11-16。
表11-16 实验动物室环境控制要求值
项 目
控制要求值
备 注
温 度
21～27℃
按动物品种而有若干差别
湿 度
45～55%
气流速度
10～25cm/秒
避免直吹风
换气次数
8～15次/小时
100%新鲜空气(如使用循环空气，不应超过总空气量的1/3)
照 明
75～300lux
定时人工照明(分置小瓦数日光灯)
氨 浓 度
20ppm以下
噪 音
50分贝以下
无动物时(有动物时，除狗居外，不高于65分贝)
六、动物饲养密度
动物饲养密度应符合卫生标准，有一定的活动面积，不能过分拥挤，不然也会影响动物的健康，对实验结果产生直接影响。各种动物所需笼具的面积和体积因饲养目的而异，哺乳期所需面积较大，如小鼠约需0.016m2，大鼠0.063m2，金黄地鼠0.094m2，豚鼠0.141m2，家兔0.675m2。兹将各种动物饲养所需面积和体积列于表11-17，供作参考。
表11-17 各种动物饲养通常所需面积及体积
动物种类
体 重
饲养方法
大小(cm)
饲养 只数
饲养1只所需
宽
长
高
面积(m2)
体积(m3)
小鼠
20g
集体笼饲(少)
集体笼饲(多)
20
30
30
45
12
12
1～6
10～20
0.060～0.010
0.0135～0.0067
0.0072～0.0012
0.0016～0.0008
大鼠
250g
个别笼饲
集体笼饲
20
35
30
50
20
20
1～3
4～10
0.060～0.030
0.044～0.0175
0.012～0.004
0.009～0.0035
豚鼠
350g
个别笼饲
集体笼饲
20
35
30
50
20
20
1
2～4
0.06
0.088～0.044
0.012
0.017～0.0088
家兔
4kg
个别笼饲
45
60
40
1
0.27
0.108
猫
4kg
个别笼饲
笼或栏饲(集体)
45
90
60
120
60
120
1
4～6
0.27
0.27～0.18
0.162
0.49～0.342
狗
15kg
30
15
30
15
30
栏 饲
栏 饲
运动室
运动室
笼 饲
笼 饲
120
120
120
120
90
120
180
180
360
360
80
90
80
90
3
2
6
4
1
1
0.72
1.08
0.72
1.08
0.72
1.08
0.575
0.97
猕猴
0.5～1kg
1～3
4～6
7～10
10kg以上
2～4kg
个别笼饲
个别笼饲
个别笼饲
个别笼饲
个别笼饲
集体笼饲
30
45
60
72
80
4m
30
60
60
75
90
3m
50
60
75
100
130
25m
1
1
1
1
1
10～15
0.09
0.27
0.36
0.54
0.72
约1.80
0.045
0.108
0.27
0.54
0.936
(狗、猕猴应另设约同上体积的运动场)
七、动物营养
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的重要因素。实验动物对外界环境条件的变化极为敏感。其中饲料对动物的关系更为密切。动物的生长、发育、繁殖、增强体质和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。动物的某些系统和器官，特别是消化系统的机能和形态是随着饲料的品种而变异的。实验动物品种不同，其生长、发育和生理状况都有区别，因而对各种营养的要求也不一致。实验动物中猴和豚鼠在配制饲料时应特别注意加入足够量的维生素C，以兔因缺乏而引起坏血病。家兔的饮料中应加入一定数量的干草，以便提高饲料中粗纤维的含量，这对防治家兔腹泻至关重要。小鼠的饲料中，蛋白质的含量不得低于20%，否则就容易产生肠道疾病。我国实验动物饲喂的饲料其营养比例列于表11-18。
表11-18我国实验动物的饲料营养比例(%)
营养物质
动 物 种 类
大鼠和小鼠
家兔和豚鼠
地 鼠
蛋白质
20～24
20
20～25
脂 肪
4～6
4
6～6.5
醣
40～45
50～60
40～42
粗纤维
10～15
8～12
钙
1.5
1.2
1.5
磷
0.75
0.8
1
温度变动缓慢，在一定范围内，机体可以本能地进行调节与之适应。但变化过大或过急，机体将产生行为和生理等不良影响，影响实验结果。
一般当哺乳类实验动物，当温度过低时，常致性周期的推迟，而温度超过30℃时，则雄性动物则出现睾丸萎缩，产生精子的能力下降；雌性动物出现性周期的紊乱，泌乳能力下降或拒绝哺乳，妊娠率下降。因此实验环境温度过高或过低，都能导致机体抵抗力下降，使动物易于患病，均可影响实验结果的正确性，甚至造成动物死亡。动物实验时最适宜的环境为21～27℃。
喜马拉雅(Himalaya)兔在20℃环境下饲养时，耳、尾、鼻和四肢尖端生长白毛，而饲养在10℃时，则生长黑毛。一些小啮齿类实验动物，在气温降到一定程度，就进入冬眠，如金黄地鼠，当气温降到4℃时，则开始冬眠。10～28日龄乳鼠分别饲养在3℃、22℃和33℃，可观察到乳鼠的甲状腺、胃上腺、肝脏、肾部皮肤以至尾巴的构造都有明显差异。一些药物的LD50在不同温度条件下，有较大差别(见表11-13)。
表11-13 两种不同温度对药物LD50的影响
药 物
15.5℃
27℃
苯异丙胺(Amphetamine)
197.0
90.0
盐酸脱氧麻黄硷(Methedrine)
111.0
33.2
麻黄硷(Ephedrine)
477.1
565.0
各种动物，甚至同种动物不同品系间，其最适宜温度都有差别。室温应保持在各种动物最适宜温度±3℃范围内。一般常用的几种实验动物对20-27℃的温度范围都能适应。灵长类实验动物(尤以南美产的猿猴，如绒猴)和无胸腺裸鼠，要求较高一些的湿度，而家兔、狗和猫要求低一些，兹将文献资料所列多种实验动物的最适温度综合在表11-14中。
表11-14主要实验动物最适温度(℃)
动物种
国 内
英 国
Lane-Petter氏(1970)
IHVE指南书(1971)
“欧洲”手册(西德1971)
日 本
小 鼠
15～20
20～22
22～24
21～23
22±2
22～24
大 鼠
18～22
18.3～22
22～24
21～23
22±2
23
豚 鼠
15～20
17～20
18～20
17～20
22±2
21～25
家 兔
15～20
15.5
18～20
16～19
18±2
23
猫
15～20
21～22
19以下
18～21
22±2
24
狗
15～20
22以下
19以下
12～18
18±2
24(幼)
灵长类
20～24
20～22
27(绒)
22±2
24
二、湿度
湿度过高，微生物易于繁殖，过低(如低于40%)易致灰尘飞扬，对动物的健康不利。空气的相对湿度，也对动物的体温调节有密切关系，在高温情况下其影响尤为明显。如湿度在40%以下大鼠发生环尾病(Ringtail)；在低温度条件下，小鼠和大鼠的哺乳雌鼠常发生吃仔现象，此外仔鼠也常出现发育不良。据报告，高湿度对过敏性休克的大鼠死亡率提高。
一般动物在高温高湿情况下，易发生某些传染性和非传染性疾病，而新捕获的猴，则要求较高的湿度和温度。南美产的猴尤为如此。一般实验动物，相对湿度在40～70%之间是完全可以适应的，50%±5最好。但猫则适于较低的湿度。
三、空气的流速及清洁度
实验动物其单位体重的体表面积一般均比人大，因此气流对实验动物的影响也较大。实验动物大多饲养在窄小的笼具有，其中不仅有动物，还有排泄物，因此，实验动物比人对空气的要求更高。污浊的空气易造成呼吸道传染病的传播。空气中氨的含量是衡量空气质量的指标，劳动卫生标准中对空气中氨浓度的限度，在实验动物要求不超过20ppm。空气中氨含量增多可刺激动物粘膜而引起流泪，咳嗽等，严重者可引起粘膜发炎，肺水肿和肺炎。
根据实验，室中氨的含量130ppm时对动物略有刺激作用，250ppm豚鼠4～9天内死去80%，500ppm家兔气管及支气管出血，408ppm刺激咽喉，698ppm刺激眼部。1720ppm咳嗽。
硫化氢(H2S)是具有强烈臭鸡蛋味的有毒气体，空气中含0.0001～0.0002%即能察觉。动物粪便和肠中产生臭气中含有H2S。吸入的H2S在呼吸道中生成Na2S,以至使组织中失去Na+,此即粘膜受刺激的生化基础。H2S也能刺激神经。当温度增高时会增加H2S毒性，室内H2S浓度增高会使动物妊娠率下降。H2S和NH3均易诱发家兔鼻炎。此外，浓厚的雄性小鼠汗腺分泌物和嗅气，也能招致雌性小鼠性周期紊乱。
因此，动物饲养室和动物实验室的空气应尽量保持新鲜，注意通风换气；要求氨浓度小于20ppm，气流速度10～25cm/s，换气次数8～15次/小时。各种实验动物的的代谢量和必要换气量可见表11-15。
表11-15 各种实验动物的代谢量和换气量
动 物
体重(g)
代谢量
(与一人等价动物数)
保持良好空气状态所
气流(m3/只)
换气量(m3/小时/只)
小 鼠
21
672
0.085
0.85
大 鼠
200
400
110
73
0.113
-
1.27
-
金黄地鼠
-
-
0.226
2.54
豚 鼠
410
70
0.170
1.70
家 兔
2600
21
0.283
3.20
狗
14000
5
4.25
47.20
猫
3000
16
1.00
17.00
猴
-
16
-
-
四、光照
光照与动物的性周期有密切关系，光照过大，对动物有害，易引起某些雌性动物的吃仔现象和哺育不良。因此，动物室内安装若干个瓦数光源，较一个大瓦数光源更为适宜。
完全依靠灯光照明的动物室，应利用暗各12小时或明13小时，暗11小时的照明制度。室内照明要求，75～300lux，为便于操作和对动物的观察，距地面1m处的光源度在350～400勒克斯(lux)其它时间的照明在200勒克斯即可。在非标外时间保持照低度，而在操作观察时可打开补光照明。
五、音响噪音
音响噪音可引起动物紧张，并使动物受到刺激。即使是短暂的噪音也能引起动物在行为上和生理上的反应，豚鼠特别怕噪音，可导致不安和骚动，因而可引起孕鼠的流产或母鼠放弃哺育幼仔。此外，动物能听到人类所听不到的更高频率的音响，即动物能听到较宽的音域，如小鼠能听到频率为1000～5000HZ的音响，而人类只能听到1000～2000HZ的范围。所以音响对动物的影响不能忽视。一此国家规定，动物室的音响应在60分贝以下。实验动物室环境控制要求值见表11-16。
表11-16 实验动物室环境控制要求值
项 目
控制要求值
备 注
温 度
21～27℃
按动物品种而有若干差别
湿 度
45～55%
气流速度
10～25cm/秒
避免直吹风
换气次数
8～15次/小时
100%新鲜空气(如使用循环空气，不应超过总空气量的1/3)
照 明
75～300lux
定时人工照明(分置小瓦数日光灯)
氨 浓 度
20ppm以下
噪 音
50分贝以下
无动物时(有动物时，除狗居外，不高于65分贝)
六、动物饲养密度
动物饲养密度应符合卫生标准，有一定的活动面积，不能过分拥挤，不然也会影响动物的健康，对实验结果产生直接影响。各种动物所需笼具的面积和体积因饲养目的而异，哺乳期所需面积较大，如小鼠约需0.016m2，大鼠0.063m2，金黄地鼠0.094m2，豚鼠0.141m2，家兔0.675m2。兹将各种动物饲养所需面积和体积列于表11-17，供作参考。
表11-17 各种动物饲养通常所需面积及体积
动物种类
体 重
饲养方法
大小(cm)
饲养 只数
饲养1只所需
宽
长
高
面积(m2)
体积(m3)
小鼠
20g
集体笼饲(少)
集体笼饲(多)
20
30
30
45
12
12
1～6
10～20
0.060～0.010
0.0135～0.0067
0.0072～0.0012
0.0016～0.0008
大鼠
250g
个别笼饲
集体笼饲
20
35
30
50
20
20
1～3
4～10
0.060～0.030
0.044～0.0175
0.012～0.004
0.009～0.0035
豚鼠
350g
个别笼饲
集体笼饲
20
35
30
50
20
20
1
2～4
0.06
0.088～0.044
0.012
0.017～0.0088
家兔
4kg
个别笼饲
45
60
40
1
0.27
0.108
猫
4kg
个别笼饲
笼或栏饲(集体)
45
90
60
120
60
120
1
4～6
0.27
0.27～0.18
0.162
0.49～0.342
狗
15kg
30
15
30
15
30
栏 饲
栏 饲
运动室
运动室
笼 饲
笼 饲
120
120
120
120
90
120
180
180
360
360
80
90
80
90
3
2
6
4
1
1
0.72
1.08
0.72
1.08
0.72
1.08
0.575
0.97
猕猴
0.5～1kg
1～3
4～6
7～10
10kg以上
2～4kg
个别笼饲
个别笼饲
个别笼饲
个别笼饲
个别笼饲
集体笼饲
30
45
60
72
80
4m
30
60
60
75
90
3m
50
60
75
100
130
25m
1
1
1
1
1
10～15
0.09
0.27
0.36
0.54
0.72
约1.80
0.045
0.108
0.27
0.54
0.936
(狗、猕猴应另设约同上体积的运动场)
七、动物营养
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的重要因素。实验动物对外界环境条件的变化极为敏感。其中饲料对动物的关系更为密切。动物的生长、发育、繁殖、增强体质和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。动物的某些系统和器官，特别是消化系统的机能和形态是随着饲料的品种而变异的。实验动物品种不同，其生长、发育和生理状况都有区别，因而对各种营养的要求也不一致。实验动物中猴和豚鼠在配制饲料时应特别注意加入足够量的维生素C，以兔因缺乏而引起坏血病。家兔的饮料中应加入一定数量的干草，以便提高饲料中粗纤维的含量，这对防治家兔腹泻至关重要。小鼠的饲料中，蛋白质的含量不得低于20%，否则就容易产生肠道疾病。我国实验动物饲喂的饲料其营养比例列于表11-18。
表11-18我国实验动物的饲料营养比例(%)
营养物质
动 物 种 类
大鼠和小鼠
家兔和豚鼠
地 鼠
蛋白质
20～24
20
20～25
脂 肪
4～6
4
6～6.5
醣
40～45
50～60
40～42
粗纤维
10～15
8～12
钙
1.5
1.2
1.5
磷
0.75
0.8
1
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