影响动物实验结果的因素.pptx
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1、动物是活的非常复杂的有机体,受环境因素的影响,个体间存在差异,不像动物是活的非常复杂的有机体,受环境因素的影响,个体间存在差异,不像物理、物理、化学实验化学实验能够精细定量。能够精细定量。物理实验:物理实验:化学实验:化学实验:动物实验:动物实验:可获得一组存在差异的、呈正态分布的数据,组与组之间的比较需要可获得一组存在差异的、呈正态分布的数据,组与组之间的比较需要用生物统计学方法进行分析。用生物统计学方法进行分析。第1页/共46页2影响动物实验的几个主要因素影响动物实验的几个主要因素致病因子实验操作饲料营养动物遗传饲养环境实验动物试验结果其它:供试品仪器设备第2页/共46页第一节 环境因素3
2、第3页/共46页4 影响动物实验的环境诸因素影响动物实验的环境诸因素气候因素 化学因素 生物因素 温度 饲料营养 病毒 湿度 饮水 细菌 气流 臭气 寄生虫物理因素 杀虫剂 光照 消毒剂 社会因素 噪声 污染毒物 饲养密度 粉尘第4页/共46页5一、气候因素一、气候因素(一)(一)温度温度u不同动物适应的环境温度不同。不同动物适应的环境温度不同。实验动物的最适环境温度为实验动物的最适环境温度为18-2918-29,大小鼠屏障系统控制温度为,大小鼠屏障系统控制温度为20-25 20-25 。恒温动物在一定的外界温度变化范围内能保持体温相对稳定。恒温动物在一定的外界温度变化范围内能保持体温相对稳定
3、。u环境温度偏离动物最适温度过大,或温度的突然升高或降低对动物的健康环境温度偏离动物最适温度过大,或温度的突然升高或降低对动物的健康影响很大影响很大。影响代谢影响代谢 影响生长发育和繁殖影响生长发育和繁殖 影响生理功能影响生理功能 影响健康和抗感染能力影响健康和抗感染能力 影响实验结果:脏器重量、影响实验结果:脏器重量、血液生化指标、药物反应血液生化指标、药物反应第5页/共46页6环境温度()给药动物数(只)死亡动物数(只)死亡率(%)1220 20 100142020 1001620 20 100182010 50 202010 50222010 5024201050262073528206
4、303020115532201680不同环境温度时腹腔注射不同环境温度时腹腔注射戊巴比妥钠(戊巴比妥钠(95mg/kg95mg/kg)导致大鼠死亡率比较)导致大鼠死亡率比较第6页/共46页7 药 物LD50(mg/kg)15.527苯异丙胺(Amphetamine)197.0 90.0盐酸脱氧麻黄碱(Methedrine)111.033.2麻黄碱(Ephedrine)477.1565.0温度对三种药物温度对三种药物LDLD5050的影响的影响第7页/共46页8(二)(二)相对湿度相对湿度 实际水蒸气分压力实际水蒸气分压力 相对湿度(相对湿度(%)=-100%=-100%饱和水蒸气分压力饱和水蒸
5、气分压力u湿度与环境温度、气流速度共同影响动物体温。湿度与环境温度、气流速度共同影响动物体温。高湿度:引起动物代谢紊乱和抵抗力下降高湿度:引起动物代谢紊乱和抵抗力下降 饲料、垫料易霉变饲料、垫料易霉变低湿度:体表易失水,引起大鼠低湿度:体表易失水,引起大鼠环尾病环尾病;母鼠拒;母鼠拒 哺乳,环境尘埃多哺乳,环境尘埃多第8页/共46页9(三)气流和风速(三)气流和风速 合理的气流组织和风速能调节温度和湿度,合理的气流组织和风速能调节温度和湿度,降低室内粉尘和有害气体,控制传染病的流行。降低室内粉尘和有害气体,控制传染病的流行。换气次数:换气次数:单位时间的风量单位时间的风量/室内容积室内容积要求
6、:要求:屏障系统换气次数:屏障系统换气次数:1515次次/小时小时 风速:风速:0.2m/s 0.2m/s 新风量:不得少于新风量:不得少于50%50%换气次数过少,饲养室内空气污浊;风速过大,换气次数过少,饲养室内空气污浊;风速过大,动物易脱水。动物易脱水。第9页/共46页(四)季节和昼夜实验动物源自于野生动物,在长期的进化过程中适应了自然气候的变化,形成了独特的生物学特性。这些生物学特性也保留在实验动物身上。动物的许多功能随着季节产生规律性的变动。已有大量资料表明,动物对化学物作用的反应也受到季节的影响。例如在春、夏、秋、冬分别给10只大鼠注入一定量的巴比妥钠,发现入睡时间以春季最短,秋季
7、最长,而睡眠时间则相反,春季最长,秋季最短。不同季节,动物的机体反应性有一定改变,如不同季节对辐射效应有影响。犬和兔在春夏季对辐射的反应比在秋冬季敏感,所以在春夏季经辐射照射后的实验动物死亡率高;小鼠的放射敏感性在冬季显著升高,而夏季则降低;大鼠的放射敏感性则没有明显的季节性波动。因此,这种季节的波动在进行跨季度的慢性实验时必须注意的。啮齿类实验动物和兔是夜行性动物,它们的体温,血糖、基础代谢率、各种内分泌激素的昼夜性节律变化与人不同。注意到动物的这些节律性变化,应选择在同样季节,每日在同样的时间进行动物实验才能得到正确的实验结果。10第10页/共46页11二、理化因素(一)光照 光照明主要影
8、响动物视力,影响包括发情、排卵、交配、妊娠、分娩、泌乳和育仔的生殖生理持续黑暗或持续光照影响神经内分泌功能和生殖生理功能。稳定的明暗交替(12h:12h/10h:14h)啮齿类动物性周期最稳定。第11页/共46页12 要求要求12h:12h/10h:14h12h:12h/10h:14h明暗交替人工光照周期,最好渐明渐明暗交替人工光照周期,最好渐明渐暗。暗。工作照度:工作照度:150-300 lx150-300 lx动物照度:动物照度:15-20 lx15-20 lx 存在问题:存在问题:1.1.自然光自然光2.2.太阳光直射动物太阳光直射动物3.3.不规则开关照明灯不规则开关照明灯4.4.光照
9、分布不均衡:光照分布不均衡:定期更换笼盒的不同位置,避免光照定期更换笼盒的不同位置,避免光照对实验的影响对实验的影响第12页/共46页13(二)噪声(二)噪声噪声来源:空调、通风设备,人员活动噪声来源:空调、通风设备,人员活动噪声对实验动物的影响噪声对实验动物的影响1 1)影响神经及心血管系统功能:烦躁不安、紧张、)影响神经及心血管系统功能:烦躁不安、紧张、呼吸心跳加快、血压升高呼吸心跳加快、血压升高2 2)影响消化及内分泌系统功能:消化系统功能紊)影响消化及内分泌系统功能:消化系统功能紊乱,肾上腺素分泌增加。乱,肾上腺素分泌增加。3 3)影响繁殖及幼小动物生存:交配减少、妨碍受)影响繁殖及幼
10、小动物生存:交配减少、妨碍受精卵着床、繁殖率降低;妊娠动物流产、拒精卵着床、繁殖率降低;妊娠动物流产、拒绝哺乳、吃仔等。绝哺乳、吃仔等。要求:要求:6060分贝以下分贝以下第13页/共46页14(三)(三)粉尘粉尘粉尘来源:空气中尘埃、饲料屑、垫料尘埃、粉尘来源:空气中尘埃、饲料屑、垫料尘埃、动物脱毛、排泄物等动物脱毛、排泄物等粉尘对动物的影响:粉尘对动物的影响:1 1)引起呼吸系统疾病)引起呼吸系统疾病2 2)粉尘是病原微生物的载体,可促进微生物的)粉尘是病原微生物的载体,可促进微生物的扩散扩散粉尘对人的影响:重要的过敏原(进动物饲粉尘对人的影响:重要的过敏原(进动物饲养室要戴口罩)养室要戴
11、口罩)第14页/共46页(四)有害气体(四)有害气体来源:来源:动物的粪尿及污染的垫料动物的粪尿及污染的垫料经经发酵分解产生恶臭的发酵分解产生恶臭的挥发性物质,如挥发性物质,如氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基和三氨、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基和三甲胺甲胺等,这些气体都具有强烈的臭味,对人和动物有直等,这些气体都具有强烈的臭味,对人和动物有直接毒害,妨碍正常的生理过程,影响人和动物的健康。接毒害,妨碍正常的生理过程,影响人和动物的健康。氨氨是这些污染物质中浓度最高的一种,因而常以其浓度是这些污染物质中浓度最高的一种,因而常以其浓度作为判断有害气体污染程度的指标之一。可刺激动物眼作为判断有害气体污染
12、程度的指标之一。可刺激动物眼结膜、鼻腔黏膜和呼吸道黏膜而引起流泪、咳嗽,严重结膜、鼻腔黏膜和呼吸道黏膜而引起流泪、咳嗽,严重者甚至产生急性肺水肿而导致动物死亡。长期处于高浓者甚至产生急性肺水肿而导致动物死亡。长期处于高浓度氨的作用下,实验动物上呼吸道黏膜可出现慢性炎症,度氨的作用下,实验动物上呼吸道黏膜可出现慢性炎症,易合并细菌、支原体感染。这种病理变化将严重影响呼易合并细菌、支原体感染。这种病理变化将严重影响呼吸系统的实验研究结果。吸系统的实验研究结果。15第15页/共46页16三、生物因素三、生物因素(二)(二)社会因素社会因素在实验动物人工饲养环境下,动物的社会性已被在实验动物人工饲养环
13、境下,动物的社会性已被剥夺,可能会引起动物的生理和精神行为的改变。剥夺,可能会引起动物的生理和精神行为的改变。建议大小鼠不单笼单养。建议大小鼠不单笼单养。不是同窝从小一起生长的雄性动物放在一起常会不是同窝从小一起生长的雄性动物放在一起常会引起打架争斗,甚至致死。引起打架争斗,甚至致死。第16页/共46页17(三)(三)饲养密度饲养密度不同动物个体所需最小占有面积国际上有不同动物个体所需最小占有面积国际上有标准标准饲养密度过高影响生长繁殖饲养密度过高影响生长繁殖饲养密度过高不符合动物福利饲养密度过高不符合动物福利第17页/共46页18指 标单 位屏障环境普通环境温度摄氏()20-2518-29日
14、温差摄氏()44湿度相对湿度(%)40-7040-70换气量次/小时158气流速度米/秒0.20.2梯度压差帕斯卡(Pa)10-空气洁净度级7-落下菌数个/平皿33氨浓度毫克/立方米(mg/m3)1414噪声分贝(dB)6060工作照度勒克斯(Lux)200200动物照度勒克斯(Lux)15-2015-20昼夜明暗交替时间12/12或10/1412/12或10/14动物实验室环境控制指标动物实验室环境控制指标动物实验室环境控制指标动物实验室环境控制指标第18页/共46页第二节 动物因素19第19页/共46页一、一、种属因素种属因素 不同种属哺乳动物的生命现象具有一定的共性,而且种属越近,不同种
15、属哺乳动物的生命现象具有一定的共性,而且种属越近,其生命现象也越接近。这正是在医学实验中可以将动物作为人的其生命现象也越接近。这正是在医学实验中可以将动物作为人的模型进行动物实验的基础。模型进行动物实验的基础。不同种属的动物,在解剖、生理生化和代谢特征上,又各有个性,不同种属的动物,在解剖、生理生化和代谢特征上,又各有个性,表现在不同种属动物对同一实验刺激的反应性不同表现在不同种属动物对同一实验刺激的反应性不同。吗啡吗啡雌激素雌激素氯贝丁酯氯贝丁酯益母草浸膏益母草浸膏为了避免动物种属因素对实验研究的影响,在药物药效学和毒理为了避免动物种属因素对实验研究的影响,在药物药效学和毒理学试验中规定至少
16、需用两种动物,它们的种属差异愈大愈好。学试验中规定至少需用两种动物,它们的种属差异愈大愈好。20第20页/共46页二、二、品种、品系因素品种、品系因素封闭群动物因保持群体的基因杂合状态,即使是同一年封闭群动物因保持群体的基因杂合状态,即使是同一年龄、同一性别,动物个体间对同一刺激反应的差异相对龄、同一性别,动物个体间对同一刺激反应的差异相对较大,表现为数据的离散度较大较大,表现为数据的离散度较大,但它反映了种属对实,但它反映了种属对实验刺激的反应。验刺激的反应。因封闭群的群体基因杂合状态与人类比较接近,因封闭群的群体基因杂合状态与人类比较接近,因而常用于药理学、毒理学研究。因而常用于药理学、毒
17、理学研究。近交系动物因基因高度纯合,动物个体间对同一刺激反近交系动物因基因高度纯合,动物个体间对同一刺激反应的差异相对较小,表现为数据的离散度较小应的差异相对较小,表现为数据的离散度较小,因而可,因而可以用较少的动物得出具有统计学意义的结果来以用较少的动物得出具有统计学意义的结果来。因近交系独特的基因型对实验刺激的反应不能代因近交系独特的基因型对实验刺激的反应不能代表了种属的表了种属的“共性共性”,因而一般不用于药理学、毒理学,因而一般不用于药理学、毒理学研究。研究。第21页/共46页不同近交品系动物由于各自具有独特的基因型,对同一刺激的反应各不相不同近交品系动物由于各自具有独特的基因型,对同
18、一刺激的反应各不相同,甚至差异很大。同,甚至差异很大。如:如:内源性激素:内源性激素:A A系小鼠的促性腺激素含量比系小鼠的促性腺激素含量比DBADBA小鼠低小鼠低1.51.5倍;倍;外源性激素:外源性激素:C C5757BLBL小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比小鼠对肾上腺皮质激素的敏感性比DBADBA及及BALB/cBALB/c小鼠小鼠高高1212倍;倍;酶活性:酶活性:A A系小鼠肝脏的系小鼠肝脏的葡萄糖酸活性只有葡萄糖酸活性只有C C3 3H H小鼠的十几分之一;小鼠的十几分之一;用激素超排卵:用激素超排卵:C57BLC57BL属高排卵品系,而属高排卵品系,而BALB/cBALB/c属低排
19、卵品系;属低排卵品系;物理因素:物理因素:DBADBA小鼠对声音刺激非常敏感,小鼠对声音刺激非常敏感,3535日龄日龄DBADBA/2N/2N小鼠闻电铃声小鼠闻电铃声后可出现特殊的发作性痉挛,甚至死亡,而后可出现特殊的发作性痉挛,甚至死亡,而C C5757BLBL小鼠则否;小鼠则否;化学试剂:化学试剂:对相同浓度的氯仿,对相同浓度的氯仿,DBA/2DBA/2雄性小鼠死亡率为雄性小鼠死亡率为75%75%,DBADBA为为51%51%,C C3 3H H为为32%32%,BALB/cBALB/c为为10%10%;病毒:病毒:DBA/2DBA/2及及C C3 3H H小鼠对鸡新城疫病毒的反应和小鼠对
20、鸡新城疫病毒的反应和DBA/1DBA/1小鼠完全不同,小鼠完全不同,前者引起肺炎而后者引起脑炎;前者引起肺炎而后者引起脑炎;自发性肿瘤:自发性肿瘤:C C3 3H H、津白、津白等品系小鼠易致癌,等品系小鼠易致癌,C C5757、C C5858、津白、津白等品系等品系不易致癌,不易致癌,AKRAKR、DBA/2DBA/2等品系易致白血病,等品系易致白血病,C C3 3H H雌鼠乳腺癌自发率高达雌鼠乳腺癌自发率高达90%90%,AKR AKR 小鼠白血病自发率可达小鼠白血病自发率可达65%65%;22第22页/共46页23封闭群的实验数据:因为群体内个体差异,表现为标准差大,但它反映了种属对刺激
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