04第四章-實驗動物環(huán)境控制

第四章實驗動物的環(huán)境控制第一節(jié)實驗動物環(huán)境第二節(jié)影響實驗動物環(huán)境的因素第三節(jié)實驗動物設(shè)施第四節(jié)實驗動物飼養(yǎng)的輔助設(shè)施和設(shè)備基因型表現(xiàn)型演出型發(fā)育環(huán)境周圍環(huán)境1959年Russell和Burch提出的影響實驗結(jié)果的遺傳和環(huán)境因素動物對實驗處理的反應(yīng)

R=(A+B+C)×D+E式中：R:實驗動物的總反應(yīng)

A:實驗動物種的共同反應(yīng)

B：動物品種及品系特有的反應(yīng)

C:動物的個體反應(yīng)（個體差異）

D:環(huán)境的影響（包括實驗處理）

E:實驗誤差第一節(jié)實驗動物環(huán)境

實驗動物外環(huán)境實驗動物內(nèi)環(huán)境大環(huán)境小環(huán)境1.保證實驗動物健康和質(zhì)量標準化2.保障實驗研究獲得正確結(jié)果3.合乎標準的環(huán)境為動物實驗工作者提供適宜的工作環(huán)境，避免不利的因素對人的傷害。實驗動物環(huán)境控制的意義第二節(jié)影響實驗動物環(huán)境的因素氣候因素

化學因素

生物因素

溫度

飼料營養(yǎng)病毒濕度飲水細菌氣流臭氣寄生蟲物理因素

殺蟲劑光照消毒劑社會因素噪聲污染毒物

飼養(yǎng)密度

粉塵一、溫度不同動物具有不同的最適環(huán)境溫度區(qū)。恒溫動物在一定范圍內(nèi)對外界溫度變化能保持體溫相對穩(wěn)定，過多偏離最適溫度會產(chǎn)生不良反應(yīng)。溫度的突然升高或降低對動物的健康影響很大。影響代謝影響生長繁殖影響生理功能影響健康和抗感染能力影響實驗結(jié)果表4-1不同環(huán)境溫度時戊巴比妥鈉（95mg/kg）腹腔注射導(dǎo)致大鼠死亡率比較環(huán)境溫度(℃)給藥動物數(shù)(只)死亡動物數(shù)(只)死亡率(%)

122020100142020100162020100

18201050

202010502220105024201050262073528206303020115532201680表4-2溫度對三種藥物LD50的影響藥物LD50（mg/kg）

15.5℃27℃苯異丙胺(Amphetamine)197.090.0

鹽酸脫氧麻黃堿(Methedrine)111.033.2

麻黃堿(Ephedrine)477.1565.0二、相對濕度

實際水蒸氣分壓力相對濕度（%）=------------------×100%

飽和水蒸氣分壓力濕度與環(huán)境溫度、氣流速度共同影響動物體溫。高濕度：引起動物代謝紊亂和抵抗力下降飼料、墊料易霉變低濕度：體表易失水，引起大鼠環(huán)尾?。荒甘缶懿溉?，環(huán)境塵埃多表4-3一些國家對實驗動物設(shè)施內(nèi)相對濕度的規(guī)定動物

實驗動物設(shè)施內(nèi)規(guī)定的相對濕度(%)

美國ILAR*OECD**日本中國

小鼠40－7030－7045－5540－70

大鼠40－7030－7045－5540－70

倉鼠40－7030－7040－70

豚鼠40－7030－7045－5540－70

兔40－7030－70

貓30－7045－55

犬30－7045－55

猴40－6055－65三、氣流和風速實驗動物設(shè)施內(nèi)的氣流和風速來源于通風換氣設(shè)備。合理的氣流組織和風速能調(diào)節(jié)溫度和濕度，降低室內(nèi)粉塵和有害氣體，控制傳染病的流行。換氣次數(shù)：單位時間的風量/室內(nèi)容積要求：風速：0.1～0.2m/s

屏障系統(tǒng)換氣次數(shù)：10～20次/小時新風量：不得少于50%壓差和氣流走向屏障系統(tǒng)中通過調(diào)節(jié)室與室之間的壓差控制氣流走向，從而防止空氣中病原微生物的侵入和擴散。要求：壓差：20～50Pa

單走廊：飼養(yǎng)室>走廊>室外雙走廊：清潔走廊>飼養(yǎng)室>污物走廊>室外四、照明照明主要影響動物體內(nèi)的生物鐘，影響包括發(fā)情、排卵、交配、妊娠、分娩、泌乳和育仔的生殖生理。穩(wěn)定的明暗交替（12h:12h/10h:14h）嚙齒類動物性周期最穩(wěn)定。持續(xù)黑暗使大鼠卵巢和子宮重量減輕，生殖過程受抑制。持續(xù)光照過度刺激動物的生殖系統(tǒng)。要求12h:12h/10h:14h明暗交替光照周期，最好漸明漸暗。工作照度：150～300lx動物照度：15～20lx

存在問題：自然光不規(guī)則開關(guān)照明燈五、噪聲噪聲來源：空調(diào)、通風設(shè)備，人員活動噪聲對實驗動物的影響:神經(jīng)系統(tǒng)：煩躁不安、緊張、呼吸心跳加快、血壓升高。內(nèi)分泌系統(tǒng)：腎上腺皮質(zhì)激素分泌增加。消化系統(tǒng)：消化系統(tǒng)功能紊亂。影響繁殖：交配減少、妨礙受精卵著床、繁殖率降低；妊娠動物流產(chǎn)、拒絕哺乳、吃仔等。要求：60分貝以下。六、粉塵粉塵來源：空氣中塵埃、飼料屑、墊料塵埃、動物脫毛、排泄物等。粉塵對動物的影響：引起呼吸系統(tǒng)疾病。粉塵是病原微生物的載體，可促進微生物的擴散。粉塵對人的影響：重要的過敏原。屏障系統(tǒng)粉塵控制方法三級過濾：初效過濾中效過濾高效過濾潔凈度：用每立方英尺中含有≥0.5um塵埃粒子數(shù)表示，一般分為10萬級、1萬級和100級如：1萬級指的是每立方英尺空氣中≥0.5um塵埃粒子數(shù)為10000個。潔凈度用塵埃粒子計數(shù)器測定。屏障系統(tǒng)內(nèi)潔凈度要求達到1萬級,

無菌隔離器內(nèi)潔凈度要求達到100級。七、有害氣體有害氣體來源：動物排泄物發(fā)酵分解產(chǎn)生，主要有氨、甲基硫醇、硫化氫、硫化甲基、三甲胺等。氨濃度急劇升高的原因：換氣次數(shù)不足、飼養(yǎng)密度過高、室溫過高、排泄物和墊料未及時清理。有害氣體對人和動物的影響直接刺激眼結(jié)膜、鼻和呼吸道粘膜。長期刺激導(dǎo)致慢性炎癥。易繼發(fā)病原微生物感染。八、空氣中的微生物空氣中的微生物附著于粉塵，形成氣溶膠。要求：普通環(huán)境：≤30個/平皿（靜態(tài)）屏障系統(tǒng)：≤3個/平皿（靜態(tài)）在飼養(yǎng)條件下，通過定期清潔衛(wèi)生、噴霧消毒降低空氣微生物的數(shù)量九、社會因素在實驗動物人工飼養(yǎng)環(huán)境下，動物的社會性已被剝奪，可能會引起動物的生理和行為的改變不是從小一起生長的同窩雄性動物放在一起常會引起打架爭斗，甚至致死。十、飼養(yǎng)密度國際上有標準規(guī)定不同動物個體所需最小占有面積飼養(yǎng)密度過高影響生長繁殖飼養(yǎng)密度過高不符合動物福利SPF動物實驗室環(huán)境控制指標指標單位范圍其他溫度攝氏（℃）20-25日溫差≤3℃濕度相對濕度（%）40-70

換氣量次/小時10–20

氣流速度米/秒0.1-0.2

梯度壓差帕斯卡（Pa）20–50清潔走廊>飼養(yǎng)室>次清潔走廊空氣潔凈度級1萬級美國宇航局標準落下菌數(shù)個/平皿≤3

氨濃度毫克/立方米（mg/m3）≤14

噪聲分貝（dB）≤60

工作照度勒克斯（Lux）150–30012小時明12小時暗第三節(jié)實驗動物設(shè)施實驗動物設(shè)施是為實驗動物和動物實驗提供能夠控制的、穩(wěn)定的、適合實驗動物生長/繁殖環(huán)境依據(jù)功能，可分為生產(chǎn)繁殖設(shè)施研究設(shè)施動物實驗設(shè)施依據(jù)環(huán)境控制措施，可分為普通環(huán)境屏障環(huán)境隔離環(huán)境一、普通環(huán)境符合動物基本居住要求，但在硬件設(shè)施上不能完全控制傳染因子。基本條件空調(diào)、通風系統(tǒng)籠架、籠具等飼養(yǎng)設(shè)備防野鼠、防昆蟲設(shè)備倉庫清潔衛(wèi)生設(shè)備適用于普通級犬、猴、兔、豚鼠二、屏障環(huán)境通過控制氣流、人流和物流，形成控制微生物進入的屏障。根據(jù)屏障系統(tǒng)內(nèi)氣流壓力的不同，分為正壓屏障系統(tǒng)：一般的清潔級、SPF級動物飼養(yǎng)設(shè)施

負壓屏障系統(tǒng)：感染性、有毒有害物品的動物飼養(yǎng)設(shè)施根據(jù)屏障控制規(guī)模的大小，分為：大屏障系統(tǒng)

包括內(nèi)準備室、清潔走廊、飼養(yǎng)室、動物實驗室、次清潔走廊、檢疫室等）屏障單元

單間飼養(yǎng)室/動物實驗室凈化控制層流架

室內(nèi)局部區(qū)域的凈化控制獨立換氣籠（IVC）

單個籠的籠內(nèi)換氣屏障系統(tǒng)層流架超凈工作臺獨立換氣籠（IVC）人員走向：更衣室淋?。L淋）清潔走廊飼養(yǎng)室/動物實驗室次清潔走廊更衣室2.物品移動走向耐高壓物品：物品高壓滅菌內(nèi)準備室清潔走廊飼養(yǎng)室/動物飼養(yǎng)室次清潔走廊外部區(qū)域不耐高壓物品：物品傳遞窗噴霧消毒內(nèi)準備室清潔走廊