实验动物环境与设施课件.ppt
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1、1第三章第三章实验动物物环境与境与设施施 第一节第一节 实验动物环境因素及其实验动物环境因素及其影响影响第二节第二节 实验动物环境要求与标实验动物环境要求与标准准第三节第三节 实验动物设施实验动物设施第四节第四节 实验动物的饲育器材实验动物的饲育器材2第一第一节实验动物物环境因素及其影响境因素及其影响3一、一、环境因素的重要性境因素的重要性 实验动物饲养的目的是为了动物实验。实验动物饲养的目的是为了动物实验。环境条件不仅影响实验动物的品质,还环境条件不仅影响实验动物的品质,还直接影响动物实验的科学性、动物反应直接影响动物实验的科学性、动物反应的敏感性、实验结果的可重复性。的敏感性、实验结果的可
2、重复性。4周围环境周围环境发育环境发育环境演出型演出型表现型表现型基因型基因型动物环境是指影响动物进化、生态反应动物环境是指影响动物进化、生态反应和生长的所有外界条件总和。和生长的所有外界条件总和。实验动物多被限制在一个极其特定的环实验动物多被限制在一个极其特定的环境中,它的生活和它对环境的自主选择要受境中,它的生活和它对环境的自主选择要受到限制,因而对实验动物环境要进行控制。到限制,因而对实验动物环境要进行控制。1、动物性状的表现受到环境因素的影响、动物性状的表现受到环境因素的影响 从遗传基从遗传基因的角度因的角度研究其表研究其表现的性状现的性状表现的表现的性状性状动物实动物实验时所验时所表
3、现的表现的性状性状52、动物实验公式、动物实验公式R=(A+B+C)D+E 式中:式中:R实验动物的总反应实验动物的总反应 A动物种的共同反应动物种的共同反应 B品种及品系特有的反应品种及品系特有的反应 C个体反应(个体差异)个体反应(个体差异)D环境影响环境影响 E实验误差实验误差63、行为和生理反应影响动物实验的结果、行为和生理反应影响动物实验的结果 动物有适应环境变化并作出反应的能力,动物有适应环境变化并作出反应的能力,这种能力可以是行为性的、生理性的,或这种能力可以是行为性的、生理性的,或两者兼有。两者兼有。各种动物对环境的适应能力是不同的。各种动物对环境的适应能力是不同的。7二、二、
4、环境因素的分境因素的分类1、气候因素:、气候因素:温度、湿度、气流、风速等温度、湿度、气流、风速等2、物理、化学因素:、物理、化学因素:氧、二氧化碳、粉尘、氧、二氧化碳、粉尘、臭味、噪音、照明、杀虫剂、消毒剂、有害化学臭味、噪音、照明、杀虫剂、消毒剂、有害化学物质等物质等3、居住因素:、居住因素:房屋、饲养笼具、垫料、给食房屋、饲养笼具、垫料、给食器、供水器等器、供水器等4、营养因素:、营养因素:饲料、水饲料、水5、生物因素:、生物因素:同种生物因素:社会地位、势力范围等同种生物因素:社会地位、势力范围等异种生物因素:微生物、人、其他动物异种生物因素:微生物、人、其他动物8三、三、环境因素的影
5、响境因素的影响温度温度对实验动物的影响主要表现在生殖、泌乳、对实验动物的影响主要表现在生殖、泌乳、机体抵抗力、生长、形态、新陈代谢和实验反应性等机体抵抗力、生长、形态、新陈代谢和实验反应性等方面方面1、生殖、生殖一定时间内的高温,可影响雄性动物精子的一定时间内的高温,可影响雄性动物精子的生成。雌性动物性周期紊乱,受精率下降,产仔数减生成。雌性动物性周期紊乱,受精率下降,产仔数减少,死胎率增加。低温时,雌性动物性周期推迟,繁少,死胎率增加。低温时,雌性动物性周期推迟,繁殖能力下降。殖能力下降。2、生长、生长高温使胎儿初生重下降,生长发育受阻,离高温使胎儿初生重下降,生长发育受阻,离乳率和成活率降
6、低。低温也不利于幼仔成活,或增重乳率和成活率降低。低温也不利于幼仔成活,或增重缓慢。缓慢。3、形态、结构、形态、结构环境温度可影响动物形态。动物的脏环境温度可影响动物形态。动物的脏器重量与环境温度存在负相关。低温环境下繁殖饲养器重量与环境温度存在负相关。低温环境下繁殖饲养的小鼠尾长明显缩短。的小鼠尾长明显缩短。94 4、行为和生理、行为和生理温度变化可使动物的姿势、温度变化可使动物的姿势、摄食量与饮水量、母性行为、心跳、呼吸、摄食量与饮水量、母性行为、心跳、呼吸、新陈代谢等出现相应改变。新陈代谢等出现相应改变。5 5、对动物的健康和微生物感染的影响、对动物的健康和微生物感染的影响温度温度过高或
7、过低都能导致机体抵抗力降低,易患过高或过低都能导致机体抵抗力降低,易患病。病。6 6、对动物实验结果的影响、对动物实验结果的影响环境温度不同,环境温度不同,常使同种动物实验出现不同的结果。用动物常使同种动物实验出现不同的结果。用动物实验来研究化学物质的毒性反应时,环境温实验来研究化学物质的毒性反应时,环境温度不同,动物对毒性反应的度不同,动物对毒性反应的LD50LD50不同,其急不同,其急性毒性反应曲线也不一样(见图性毒性反应曲线也不一样(见图3-33-3)。)。在动物麻醉时,相同剂量时,低温时动在动物麻醉时,相同剂量时,低温时动物死亡率较高。物死亡率较高。10环境因素的影响境因素的影响湿度湿
8、度温度分温度分饱和湿度饱和湿度、绝对湿度绝对湿度和和相对湿相对湿度度,实验动物设施的湿度指标是用相对湿度来,实验动物设施的湿度指标是用相对湿度来恒量的。恒量的。1、高湿:、高湿:空气湿度的大小对动物的散热率有空气湿度的大小对动物的散热率有显著影响,潮湿空气不利于动物散热,尤其在显著影响,潮湿空气不利于动物散热,尤其在高温高湿的环境下。高温高湿的环境下。高湿时,氨易溶于水,微生物易于繁殖,高湿时,氨易溶于水,微生物易于繁殖,且饲料、垫料等易霉变。且饲料、垫料等易霉变。大小鼠过敏性休克的死亡率随湿度增高而大小鼠过敏性休克的死亡率随湿度增高而明显增加。明显增加。112、低湿:、低湿:易致室内粉尘飞扬
9、,刺激上易致室内粉尘飞扬,刺激上呼吸道;动物室内空气中变态反应原的呼吸道;动物室内空气中变态反应原的量随湿度下降而上升。大鼠在低湿时,量随湿度下降而上升。大鼠在低湿时,易发生环尾病。湿度过低,动物繁殖性易发生环尾病。湿度过低,动物繁殖性能下降。哺乳母鼠易发生吃仔现象,仔能下降。哺乳母鼠易发生吃仔现象,仔鼠发育不良鼠发育不良12环境因素的影响境因素的影响噪声与振动噪声与振动:经空气传播而可被动物听觉器官感觉经空气传播而可被动物听觉器官感觉的震动,称之为声音;的震动,称之为声音;由其他感官所感知的称谓振动。由其他感官所感知的称谓振动。13环境因素的影响境因素的影响噪声噪声:1、动物与人有不同的听阈
10、、动物与人有不同的听阈噪声是动物噪声是动物饲养室因日常活动及机械运行发生的可饲养室因日常活动及机械运行发生的可变的环境因素之一。动物可听到人类听变的环境因素之一。动物可听到人类听不到的声音。不到的声音。2、动物饲养室内噪声的来源、动物饲养室内噪声的来源 外界传入、外界传入、室内机器产生、动物自身产生、人的活室内机器产生、动物自身产生、人的活动产生。动产生。143、噪声的影响、噪声的影响使实验动物产生应激反应,可使动物使实验动物产生应激反应,可使动物紧张,导致不安和骚动;可造成大、小紧张,导致不安和骚动;可造成大、小鼠生育力下降,妊娠障碍和流产,甚至鼠生育力下降,妊娠障碍和流产,甚至出现食仔现象
11、;可使小鼠行动异常,母出现食仔现象;可使小鼠行动异常,母鼠泌乳减少,仔鼠生长缓慢;可造成动鼠泌乳减少,仔鼠生长缓慢;可造成动物听源性痉挛,造成中枢神经系统的损物听源性痉挛,造成中枢神经系统的损伤。伤。15噪声环境下小鼠产出率与吃仔率(山内忠平,噪声环境下小鼠产出率与吃仔率(山内忠平,1985)分类分类 产出率产出率 吃仔率吃仔率阴道栓确认后阴道栓确认后 饲养在普通环境下饲养在普通环境下 10/10(100%)0/10(0%)当天饲养在噪声环境下当天饲养在噪声环境下 3/5(60%)1/3(33%)孕孕18天后饲养在噪声环境下天后饲养在噪声环境下 6/6(100%)4/6(67%)16 噪声对动
12、物实验结果有很大影响。噪声对动物实验结果有很大影响。噪声刺噪声刺激会引起心跳、呼吸次数及血压增加,血糖值激会引起心跳、呼吸次数及血压增加,血糖值出现明显变化。噪声能使小鼠发生白细胞数的出现明显变化。噪声能使小鼠发生白细胞数的变动,免疫机能变化,大鼠出现高血压,心脏变动,免疫机能变化,大鼠出现高血压,心脏肥大,电解质变化,肾上腺皮质酮分泌增加。肥大,电解质变化,肾上腺皮质酮分泌增加。振动与噪声有关,过度振动会造成与噪声相振动与噪声有关,过度振动会造成与噪声相似的影响。引起小鼠消化、呼吸障碍,大鼠摄似的影响。引起小鼠消化、呼吸障碍,大鼠摄食和消化道分泌功能障碍。剧烈振动可引起肝食和消化道分泌功能障
13、碍。剧烈振动可引起肝糖原及肾上腺抗坏血酸量增加。糖原及肾上腺抗坏血酸量增加。17环境因素的影响境因素的影响光照光照 光照周期对动物的生殖、生理行为有重要影光照周期对动物的生殖、生理行为有重要影响。响。每天光照时间的长短影响到很多哺乳类动每天光照时间的长短影响到很多哺乳类动物和鸟类生殖腺的成熟与性周期,持续黑暗可物和鸟类生殖腺的成熟与性周期,持续黑暗可抑制大鼠生殖过程,减少卵巢和子宫重量。持抑制大鼠生殖过程,减少卵巢和子宫重量。持续光照可过度兴奋生殖系统,产生连续发情现续光照可过度兴奋生殖系统,产生连续发情现象,大、小鼠出现永久性阴道角化,还可影响象,大、小鼠出现永久性阴道角化,还可影响雄性动物
14、的精子生成。雄性动物的精子生成。利用人工光照,可以调节动物的生殖过程。利用人工光照,可以调节动物的生殖过程。18 光的波长对动物的影响光的波长对动物的影响 小鼠的自发行为在蓝、小鼠的自发行为在蓝、绿、白色光下最低,而在红光与黑暗中最高,绿、白色光下最低,而在红光与黑暗中最高,雄鼠体重以蓝色和白色光照下最小。大鼠在雄鼠体重以蓝色和白色光照下最小。大鼠在蓝色光下阴道开口比红色光下早蓝色光下阴道开口比红色光下早3 天,成熟天,成熟时卵巢和子宫重量也大,但泌乳能力红光组时卵巢和子宫重量也大,但泌乳能力红光组强。强。光照强度对动物视网膜和角膜的影响光照强度对动物视网膜和角膜的影响 强光强光照射可引起视网
15、膜退行性变化,特别是白化照射可引起视网膜退行性变化,特别是白化鼠。鼠。光照对动物行为的影响光照对动物行为的影响 过强会导致雌性动过强会导致雌性动物做窝性差,出现吃仔现象及哺育不良。突物做窝性差,出现吃仔现象及哺育不良。突然的明暗变化可使动物燥动不安。然的明暗变化可使动物燥动不安。19环境因素的影响境因素的影响气流与风速气流与风速1、静压差与气流、静压差与气流 动物设施内各区域的静压状动物设施内各区域的静压状况,决定了气流方向。一般要求,室内压力况,决定了气流方向。一般要求,室内压力室外压力,空气单向流动,不同设施要求不同。室外压力,空气单向流动,不同设施要求不同。2、风速对动物的影响、风速对动
16、物的影响 气流的大小与气流的大小与体热的发体热的发散散有关。实验动物单位体重与有关。实验动物单位体重与体表面积体表面积比值较比值较大,对气流速度的增加更加敏感。气流速度过大,对气流速度的增加更加敏感。气流速度过小,空气流通不良,动物缺氧,室内臭气充斥,小,空气流通不良,动物缺氧,室内臭气充斥,散热困难,会造成不适感,甚至发生疾病和窒散热困难,会造成不适感,甚至发生疾病和窒息死亡。息死亡。20环境因素的影响境因素的影响空气洁净度空气洁净度1、气体污染、气体污染 除动物呼吸排出的二氧化碳外,主要的除动物呼吸排出的二氧化碳外,主要的污染物是动物粪便和尿等排泄物发酵分解污染物是动物粪便和尿等排泄物发酵
17、分解产生的产生的恶臭物质恶臭物质,包括氨气、甲基硫醇、,包括氨气、甲基硫醇、硫化氢等。其中浓度最高的是硫化氢等。其中浓度最高的是氨气氨气,可刺,可刺激上呼吸道粘膜,引发上呼吸道炎症。激上呼吸道粘膜,引发上呼吸道炎症。21动物室的空气中还有动物释放的性信动物室的空气中还有动物释放的性信息素。息素。性信息素性信息素对小鼠的繁殖有三个对小鼠的繁殖有三个方面的效应:方面的效应:Lee-Boot效应,指小鼠效应,指小鼠群养时常发生假孕和发情周期混乱现群养时常发生假孕和发情周期混乱现象;象;Whitten效应,雄性动物分泌的性效应,雄性动物分泌的性信息促使雌性动物的发情周期出现有信息促使雌性动物的发情周期
18、出现有规律的现象;规律的现象;Bruce效应,怀孕初期效应,怀孕初期的雌性动物与交配对象以外的雄性接的雌性动物与交配对象以外的雄性接近或同居时产生的中止妊娠反应。近或同居时产生的中止妊娠反应。222、粉尘、粉尘 空气中的灰尘、动物的皮毛、皮屑、空气中的灰尘、动物的皮毛、皮屑、饲料、垫料等的细小颗粒均可与空气组饲料、垫料等的细小颗粒均可与空气组合成气溶胶。合成气溶胶。粉尘可刺激机体产生不良反应,也粉尘可刺激机体产生不良反应,也是各种病原微生物的载体。粉尘可造成是各种病原微生物的载体。粉尘可造成动物的变态反应,也是人类变态反应的动物的变态反应,也是人类变态反应的变应原变应原23其他因素其他因素1、
19、营养因素:饲料和饮水、营养因素:饲料和饮水2、居住因素:动物设施的建筑和设备,以及、居住因素:动物设施的建筑和设备,以及与动物有直接关系的笼具、垫料、饮水器等。与动物有直接关系的笼具、垫料、饮水器等。3、生物因素:、生物因素:同种动物:社会地位和势力范围、饲养密同种动物:社会地位和势力范围、饲养密度度 异种动物间:病原微生物、其他动物、人异种动物间:病原微生物、其他动物、人类类24第二第二节实验动物物环境要求与境要求与标准准25设施的环境指标设施的环境指标(饲养设施)饲养设施)项项 目目普通环境屏障环境隔离环境温度16282026日温差=-4相对湿度(%)4070换气次数(次/h)810102
20、02050气流速度(m/s)0.10.2压强梯度Pa-20-50100-150空气洁净度-10000100落下菌数(个/皿)=303氨浓度(mg/m3)14噪声(dB)=60工作照度Lux150300动物照度Lux100-200/15-20明暗交替时间 h12/12 10/1426设施的环境指标(动物实验设施)设施的环境指标(动物实验设施)项项 目目普通环境屏障环境隔离环境温度16262025日温差=43相对湿度(%)4070换气次数(次/h)81010202050气流速度(m/s)0.10.2压强梯度Pa-20-50100-150空气洁净度-10000100落下菌数(个/皿)=303氨浓度(
21、mg/m3)14噪声(dB)=60工作照度Lux150300动物照度Lux100-200/15-20明暗交替时间 h12/12 10/14第三第三节实验动物物设施施28一、一、实验动物的物的环境境设施要求施要求实验动物环境设施主要包括外环境和实验动物环境设施主要包括外环境和内环境。内环境。外环境主要是指实验动物饲育和实外环境主要是指实验动物饲育和实验场所外的周围环境,内环境主要是指实验验场所外的周围环境,内环境主要是指实验动物饲育和实验场所内的环境。内外环境因动物饲育和实验场所内的环境。内外环境因素对实验动物有直接作用和间接作用。素对实验动物有直接作用和间接作用。实验动物设施的建设,必须满足环
22、境控实验动物设施的建设,必须满足环境控制要求,这就要求相关设施必须经过验收,制要求,这就要求相关设施必须经过验收,试运转期间未出偏差,交付使用时已具备了试运转期间未出偏差,交付使用时已具备了环境控制达标的能力。环境控制达标的能力。29设施应选建在远离疫区和公害污染的地区,设施应选建在远离疫区和公害污染的地区,有便利和充足的后勤供应(水、电、给排有便利和充足的后勤供应(水、电、给排水系统,交通运输等)。水系统,交通运输等)。设施建设应坚固、耐用、经济,有防虫、设施建设应坚固、耐用、经济,有防虫、鼠等野生动物的能力,施工和建筑材料要鼠等野生动物的能力,施工和建筑材料要严格符合设计要求,最好预留可扩
23、大的余严格符合设计要求,最好预留可扩大的余地。地。设施最好为独立结构,具有各种完整的相设施最好为独立结构,具有各种完整的相应职能区域,做到区域隔离以便满足对各应职能区域,做到区域隔离以便满足对各种不同动物品种、品系饲养和保证动物质种不同动物品种、品系饲养和保证动物质量的需要。量的需要。实验动物设施基本要求实验动物设施基本要求30必要的保证满足设施功能、环境和微生物必要的保证满足设施功能、环境和微生物控制的设备和措施。控制的设备和措施。保证动物健康,人员安全,并不对周围环保证动物健康,人员安全,并不对周围环境造成污染。境造成污染。适当的防灾和安全(应急发电、防火、防适当的防灾和安全(应急发电、防
24、火、防生物污染等突发事故)应对措施,保证设生物污染等突发事故)应对措施,保证设施正常运转。施正常运转。实验动物设施的总体设计应严格遵守国家实验动物设施的总体设计应严格遵守国家和地方对建设的相关法律、法规的规定和地方对建设的相关法律、法规的规定。在城市规划、消防安全、环境保护、卫生在城市规划、消防安全、环境保护、卫生防疫、建筑要求等方面按着现有法规进行防疫、建筑要求等方面按着现有法规进行切合实际切合实际的设计。的设计。31实验动物设施的设计实验动物设施的设计应全面布局,预计应全面布局,预计发展趋势,明确建设的可行性。发展趋势,明确建设的可行性。设施的设施的应用目的是指导设计的最基本指南,重应用目
25、的是指导设计的最基本指南,重要的是饲养品种,微生物控制等级,动要的是饲养品种,微生物控制等级,动物实验的种类和范围。物实验的种类和范围。实验动物设施的设计应实验动物设施的设计应以国家实验动物以国家实验动物的相关标准为设计依据的相关标准为设计依据,确定微生物控,确定微生物控制级别,相应设施类型即可确定。要按制级别,相应设施类型即可确定。要按国家标准中相应规定,根据环境控制要国家标准中相应规定,根据环境控制要求、建筑要求、区划要求、按建筑规范求、建筑要求、区划要求、按建筑规范进行设计。进行设计。32二、二、实验动物物设施分施分类按功能分为按功能分为:生产型设施生产型设施:繁育生产设施:繁育生产设施
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