生物醫(yī)學(xué)研究中實驗動物的選擇和應(yīng)用實驗動物的選擇和應(yīng)用

選擇原則一、相似性原則二、目的性原則三、特殊性原則四、標(biāo)準(zhǔn)化原則五、經(jīng)濟性原則六、一般原則實驗動物的選擇和應(yīng)用一、相似性原則即選擇與人的功能、代謝、結(jié)構(gòu)和疾病特點相似的實驗動物（一）組織結(jié)構(gòu)方面如：豬的皮膚組織結(jié)構(gòu)與人相似，上皮再生性、皮下脂肪層及燒傷后內(nèi)分泌與代謝等也相似，選用小豬做燒傷實驗研究是較理想的實驗動物。實驗動物的選擇和應(yīng)用（二）系統(tǒng)功能方面

家犬具有發(fā)達的血液循環(huán)和神經(jīng)系統(tǒng)以及基本上和人相似的消化過程，在毒理方面的反應(yīng)和人比較接近，適于作實驗外科學(xué)，營養(yǎng)學(xué)藥理學(xué)、毒理學(xué)、生理學(xué)和行為等研究。兩棲類蛙的大腦很不發(fā)達，和人類相差甚遠，就不能選做高級神經(jīng)活動的實驗，但若要作一個簡單的神經(jīng)反射弧的實驗，選用蛙就很合適，因為最簡單的反射中樞位于脊髓，結(jié)構(gòu)簡單、便于分析。實驗動物的選擇和應(yīng)用（三）生理特性方面

許多哺乳類動物與人類一樣，其心率、呼吸頻率、體溫三者成正比關(guān)系。發(fā)熱時，心率和呼吸頻率都增加。鳥類的體溫比哺乳類的高。恒溫動物的體溫晝夜有一定變動范圍，變動情況與行為類型有關(guān)，一般夜間活動的動物凌晨2時至3時是一日的峰值。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

兩棲類、爬行類屬變溫動物，體溫水平與外界溫度有關(guān)，因此選擇這些動物做體溫調(diào)節(jié)試驗是不合適的。動物的臨床生理觀察指標(biāo)隨動物種類、年齡以及周圍環(huán)境變化而有所差異，因此正常參考值有較大的變動范圍，實驗時應(yīng)按照實際情況具體考慮。實驗動物的選擇和應(yīng)用（四）繁殖特性方面哺乳類動物與人類一樣，性成熟、妊娠期和壽命一般是成比例的。壽命越長，妊娠期越長，性成熟越晚。許多實驗動物有一定的繁殖季節(jié)，但有的在人工飼養(yǎng)條件下已發(fā)生改變。單胎動物比多胎動物產(chǎn)仔數(shù)少，多胎動物中近交系產(chǎn)仔數(shù)比封閉群少。實驗動物的選擇和應(yīng)用（五）體液成分方面

動物血液性狀與人類一樣，包括形態(tài)和功能兩個方面。一般來說，與功能有關(guān)的各種指標(biāo)之間都有一定聯(lián)系，如若紅細胞數(shù)目高，那么血紅蛋白含量都會高。體內(nèi)的排出物有糞便、汗和尿液。尿液的排泄量和濃度與水的攝入量有關(guān)。飲水多時，尿多而淡；反之，則少而濃。一般來說，淡水中生活的動物尿液是低滲的，海水中生活的動物尿液是等滲的，陸地上生活的動物尿液是高滲的，特別是沙漠中生活的動物，這種傾向性更明顯。實驗動物的選擇和應(yīng)用

水分供給少的動物尿液以尿酸為主要成分，水分供給充足的動物尿液以尿素為主要成分，而水中生活的動物尿液則以氨為主。尿液的酸堿度因動物食性不同而有差異。草食類動物尿液呈堿性、粘度高，而肉食類動物尿液呈酸性，且有特殊的臭味。實驗動物的選擇和應(yīng)用（六）解剖特性方面1、骨骼構(gòu)成方面

許多動物與人類一樣，形成軀干的椎骨有頸椎、胸椎、腰椎、薦椎、尾椎。不同種類動物間椎骨有很大差異。哺乳類動物椎骨以胸椎和尾椎較大。盡管哺乳動物和人類頸部外觀有長短之差，但頸椎都是7個。齒式與動物的食性有密切關(guān)系，草食類和肉食類差異最為顯著。雜食類動物，如豬的齒式與人類的情況一致。實驗動物的選擇和應(yīng)用3、臟器形態(tài)方面

消化道各部大小、形狀、構(gòu)造因動物種類不同而有顯著差異。反芻動物有復(fù)胃，由多個胃構(gòu)成。單胃動物之間胃的形狀類似，但胃食管部所占比例不同。動物種類不同，肝的分葉方式存在差異。嚙齒類動物肝的構(gòu)成最為復(fù)雜。馬和大鼠缺少膽囊。肺的形態(tài)因呼吸方式不同而有所不同。哺乳類和鳥類之間差異顯著。肺的分葉情況因動物種類不同而有很大差別。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

心臟形態(tài)方面，脊椎動物的心臟構(gòu)成隨等級提高逐漸完全，魚類1心房1心室，兩棲、爬行類2心房1心室，鳥類哺乳類2心房2心室。血液循環(huán)系統(tǒng)也逐漸向閉鎖系統(tǒng)進化。完全心室、心室壁的特殊心肌的分布因動物種類不同而不同，心電圖可顯示出不同的波形特征。在形態(tài)和功能上，與人的心臟最類似的動物是犬。單胎動物和多胎動物的子宮形態(tài)也存在明顯差異。多胎動物中不同動物種間也有差異。不同動物的乳腺分布和乳房的位置也存在差異，單胎動物在局部，多胎動物在胸腹部，分布較廣。實驗動物的選擇和應(yīng)用（七）疾病特點方面

實驗動物有許多自發(fā)或誘發(fā)性疾病，能局部或全部地反映人類類似疾病過程與特點，可用于研究相關(guān)的人類疾病。如突變系SHR大鼠，其自發(fā)性高血壓的變化與人類相似，并伴有高血壓性心血管病變，如腦血栓、梗死等癥狀。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

貓是弓形蟲的宿主，是弓形蟲研究中是一個很好的材料。同時，在研究白化病、關(guān)節(jié)炎、骨質(zhì)疏松癥等方面，也較為理想。非人靈長類實驗動物，可感染其他動物不可復(fù)制的人類傳染病，如脊髓灰質(zhì)炎、腦炎、肝炎、麻疹、痢疾、瘧疾等。因此，可作為研究這些疾病發(fā)生、發(fā)展過程及疫苗研制的理想動物。實驗動物的選擇和應(yīng)用二、目的性原則選用解剖、生理特點符合實驗?zāi)康暮鸵蟮膭游?/p>

犬的甲狀旁腺位于甲狀腺端部的表面，位置比較固定。家兔的甲狀旁腺分布得比較散，位置不固定，因此作甲狀旁腺摘除實驗選犬而不用兔；但做甲狀腺摘除實驗，為使摘除甲狀腺之后，還保留甲狀旁腺的功能，則用兔而不用犬。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

家犬是紅綠色盲，不能以紅綠作為條件刺激物來進行條件反射實驗；家犬的汗腺不發(fā)達，不宜選做發(fā)汗實驗；胰腺小，適宜作胰腺摘除手術(shù)。家犬胃小，相當(dāng)胃長徑的一半，容易做胃導(dǎo)管，便于進行胃腸道生理的研究。實驗動物的選擇和應(yīng)用

常用一種小獵兔家犬（Beagle）作研究，此種動物由于具有毛短、體形小、性溫馴、易于抓捕、毛色為黃、黑、白三色，最適用于毒物學(xué)、藥物學(xué)和生理學(xué)研究用，特別適用于長期慢性實驗。家兔頸部的交感神經(jīng)、迷走神經(jīng)和減壓神經(jīng)是分別存在、獨立行走的，而人、牛、豬、狗、貓等動物的減壓神經(jīng)不單獨行走，而是行走于迷走、交感干或迷走神經(jīng)中，因此，如要觀察減壓神經(jīng)對心臟等的作用時，就必須選用家兔。這三根神經(jīng)中，白色、最粗者為迷走神經(jīng)，切斷后立即造成肺水腫的動物模型。實驗動物的選擇和應(yīng)用

家兔的胸腔結(jié)構(gòu)與其它動物不同，胸腺中央有一層很薄的縱膈膜將胸腔分為左右兩部，互不相通，兩肺被肋胸膜隔開，心臟又有心包胸膜隔開，當(dāng)開胸和打開心包胸膜，暴露心臟作實驗操作時，只要不弄破縱膈膜，動物不需要人工呼吸，給實驗操作帶來很多方便，很適合于作開胸和心臟實驗。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

家兔有食糞癖，晚上吃自己白天的糞便，特別喜歡剛拉下來的軟便，因家兔小腸下段腸管能吸收這些糞便中的粗蛋白和水溶性的B族維生素，如選用家兔進行營養(yǎng)實驗時，應(yīng)注意控制其食糞習(xí)性，否則會影響實驗結(jié)果。青紫蘭種家兔后肢腘窩部有一個粗大的淋巴結(jié)，在體外極易觸摸和固定，適于向淋巴結(jié)內(nèi)注射藥物或通電，進行免疫功能研究。實驗動物的選擇和應(yīng)用

大鼠無膽囊，就不能用它來做膽囊功能的研究，而適合做膽管插管收集膽汁，進行消化功能的研究。大、小鼠性成熟早，8~10周齡時已交配繁殖，且繁殖周期短，孕期20+2天，產(chǎn)仔多，適于作雌激素和避孕藥的研究，也可用于畸胎學(xué)及胚胎學(xué)研究。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

小鼠、大鼠及豚鼠的氣管和支氣管腺不發(fā)達，只在喉部有氣管腺，支氣管以下無氣管腺，選用這些動物作慢性支氣管炎的模型或去痰平喘藥的療效實驗就不合適。猴等動物氣管腺的數(shù)量較多，直至三級支氣管中部仍有腺體存在，選用這種動物就很適宜。實驗動物的選擇和應(yīng)用

地鼠口腔內(nèi)兩側(cè)的頰囊是缺少組織相容性抗原的免疫學(xué)特殊區(qū)，是進行組織培養(yǎng)，人類腫瘤移植和觀察微循環(huán)改變的良好區(qū)域，適于作免疫學(xué)、組織培養(yǎng)、腫瘤學(xué)和微循環(huán)功能等的實驗研究。猴、家犬、豬、羊、豚鼠、大鼠和小鼠等實驗動物按一定性周期進行排卵的，不交配也可正常排卵，而兔和貓屬典型的刺激性排卵動物，只有經(jīng)過交配的刺激，才能進行排卵?？蛇x用成年雌兔來誘發(fā)排卵，觀察藥物對排卵的影響，進行避孕藥研究。實驗動物的選擇和應(yīng)用三、特殊性原則1、不同種系實驗動物對同一因素的反應(yīng)有其共同的一面，但也會出現(xiàn)特殊反應(yīng)。我們應(yīng)利用這些特殊反應(yīng)，選用對實驗因素最敏感的動物作為實驗對象。選擇對實驗因素最敏感的動物

實驗動物的選擇和應(yīng)用

家兔對體溫變化十分靈敏，適于發(fā)熱、解熱和檢查致熱源等實驗研究。小鼠和大鼠體溫調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，就不宜選用。鴿子、家犬、猴和貓嘔吐反應(yīng)敏感，適作嘔吐實驗，家兔、豚鼠等草食動物嘔吐反應(yīng)不敏感，小鼠和大鼠無嘔吐反應(yīng)，就不宜適用。實驗動物的選擇和應(yīng)用

豚鼠易于致敏，適于作過敏性實驗研究。豚鼠體內(nèi)缺乏合成維生素C的酶，對維生素C缺乏很敏感，因此適于維生素C的實驗研究。家兔、雞、鴿和猴食用高膽固醇、高脂肪飼料一定時間后容易形成動脈粥樣硬化病變，適于動脈粥樣硬化實驗研究，而小鼠、大鼠和狗就不容易形成動脈粥樣硬化病變。實驗動物的選擇和應(yīng)用2、同種藥物或化合物在不同種系動物上引起的反應(yīng)是有很大差異的。

嗎啡對家犬、兔、猴、大鼠和人主要作用是中樞抑制，而對小鼠和貓主要作用是興奮。降血脂藥安妥明可使家犬下肢癱瘓而對猴及其它動物不能引起這樣的副作用。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

苯可引起家兔白細胞減少及造血器官發(fā)育不全，而對狗卻引起白細胞增多及脾臟和淋巴結(jié)增生。苯胺及其衍生物對家犬、貓和豚鼠能引起與人相似的病理變化，產(chǎn)生變性血紅蛋白，但對家兔則不易產(chǎn)生變性血紅蛋白，在鼠則完全不產(chǎn)生。

實驗動物的選擇和應(yīng)用動物實驗結(jié)果外推的問題

醫(yī)學(xué)研究中，動物模型、動物實驗都是為人服務(wù)的，一切動物模型和動物實驗結(jié)果都要外推到人身上。但是動物和人畢竟不是同一屬種，在動物身上無效的藥物不等于臨床無效，而在動物身上有效的藥物也不等于臨床有效。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

例如：雌激素能終止大鼠和小鼠的早期妊娠，但不能終止人的妊娠。因此，在大鼠和小鼠篩選帶有雌激素活性的藥物時，常常會發(fā)現(xiàn)這些藥物能終止妊娠，似乎可能是有效的避孕藥，但一旦用人則并不成功。所以，如果知道一個化合物具有雌激素活性，用這個化合物在大鼠或小鼠上觀察終止妊娠的作用是沒有應(yīng)用意義的。不同動物有不同的功能和代謝特點，所以要肯定一個實驗結(jié)果最好采用兩種以上的動物進行比較觀察。所選的實驗動物中一種為嚙齒類動物，另一種為非嚙齒類動物。常用的實驗序列是小鼠、大鼠、狗、猴或小型豬。實驗動物的選擇和應(yīng)用3、同種但不同品系動物，對同一刺激的反應(yīng)差異很大，在選擇時也必須注意。

C57BL小鼠對腎上腺皮質(zhì)激素的敏感性比DBA及BALB/C小鼠高12倍。

DBA小鼠對音響刺激非常敏感，聞電鈴聲后可出現(xiàn)特殊的發(fā)作性痙攣，甚至死亡，而C57BL小鼠卻根本不會出現(xiàn)這種反應(yīng)。

實驗動物的選擇和應(yīng)用

DBA/2及C3H小鼠對同一病毒（Newcastle病毒）的反應(yīng)和DBA/1小鼠完全不同，前者引起肺炎而后者引起腦炎。

A、C3H、津白Ⅱ等品系小鼠易致癌，C57、C58、津白Ⅰ等品系不易致癌，AKR、DBA/2、L615等品系易致白血病。AKR自發(fā)白血病小鼠出生后一年半內(nèi)有高于90%的發(fā)病率，對藥物的治療反應(yīng)類似兒童急性淋巴性白血病，曾作為研究人體白血病和淋巴瘤的模型。實驗動物的選擇和