5实验动物环境和营养控制

[e-mail]2009.10.172实验动物与环境•一、实验动物的环境•实验动物的环境控制是实验动物标准化的主要内容之一。•实验动物一般都较长时间甚至终身被限制在一个极其有限的环境范围内生活，这种环境就成了实验动物赖以生存的条件。3•为了使实验动物能够正常生长、发育、繁殖和进行良好的实验处理，正确认识环境因素对实验动物的影响就显得十分重要。4主要内容•1、环境控制的重要性•2、环境影响因素的分类•3、实验动物设施的分类•4、实验动物的饲养条件•5、实验动物的营养控制5•动物性状的表现决定于多种因素，主要是遗传因素和环境因素的综合结果。•遗传基因是决定生物性状的物质基础，但在个体发育中，基因作用的表现离不开环境的影响。•一个性状的正常表现不仅需要完善的一组基因，而且需要正常的环境。6•动物性状的表现决定于多种因素，主要是遗传因素和环境因素的综合结果。••基因型•︱←发育环境•表现型•∣←周围环境•演出型7•动物实验是对演出型的一种影响处置。为了求得动物对处理结果的可信性和可重复性，就要求演出型的稳定，积极控制影响动物机体的遗传基因和环境条件。8环境因素的重要性实验动物的环境因素比较复杂，包括两个方面，即自然因素（包括物理、化学、生物学因素）和人为因素。9环境因素的重要性•不论是自然因素，还是人为因素都不是孤立的，而是互相联系而产生影响的。环境因素有“有利”和“有害”作用两个方面。因此实验动物环境因素控制的原则是，充分利用和创造那些有利的因素，消除和防止那些有害因素得以保证实验动物的健康和达到实验利用的目的。10•没有环境控制就没有实验动物！•返回11二、环境因素的分类•实验动物的环境是指围绕实验动物客观事物的总和，主要包括外环境和内环境两大部分。•外环境主要是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动物饲育和实验场所内的环境。121314实验动物气候因素温度湿度气流风速换气次数压强梯度人为因素设设程制实验施备序度方法理化因素氧气二氧化碳粉尘光照噪音臭气消毒剂生物因素同种生物异种生物实验动物环境因素与指标控制营养因素饲饮料水居住因素笼具给食器垫料供水器15•环境对动物的影响并非仅受上述诸因素中各个单一因素的作用，而是受到多种因素的复合作用。•在论述实验动物的环境时，有必要经常按复合环境(environmentalcomplex)状态加以考虑。•返回16第二节气候因素•一、温、湿度：•动物实验时最适宜的环境温度为：21℃-25℃，GB目前18--29℃。17温度对实验动物的影响•环境温度可影响动物的生殖机能。•环境温度可影响动物机体的抵抗力。•环境温度可影响动物的脏器重量。•环境温度可影响动物的新陈代谢。•环境温度可影响动物的实验反应性。18•暴露在高温或低温环境下的动物，对其神经系统、内分泌系统以及各种酶活性的亢进或抑制等均有影响。19•二、湿度：•动物试验中适宜的相对湿度范围是40%--70%。空气的相对湿度对动物的体温调节有密切关系，在高温情况下，影响尤其明显。高温高湿导致机体蒸发散热受阻，引起动物代谢紊乱和抵抗力下降，动物的发病率和死亡率也明显增加。温度过高，微生物易于繁殖和传播，垫料、饲料也容易发生霉变。20•相对湿度过低可导致粉尘飞扬，引起动物和人的呼吸道疾病。相对湿度在40%以下实验大鼠可发生环尾病（ringtai)。动物室内变态反应原的含量随湿度的下降而上升。21三、气流与风速•动物试验室内风速一般控制在0.1—0.2m/s,换气次数在10—20次/h。•合理组织气流和风速可调节室内温度和湿度，又可降低室内粉尘和有害气体污染，甚至可以控制传染病的流行。22•动物室内气流速度过小,空气流通不良,动物缺氧,室内有害气体浓度升高,散热困难,易造成呼吸道传染病的传播,甚至死亡。•动物室内气流速度过大，使动物体表散热量增加危及动物健康，影响动物实验结果。23•动物设施内各区域的静压状况（正压、负压）决定了动物室内空气流动的方向。•一般动物室内要求保证正压状态，确保病原微生物不至侵入动物室内。在感染或放射性动物实验室，室内必须处于负压状态。•GB规定实验动物设施内压力梯度为20—50Pa。24•气流方向•动物饲养室•清洁走道次清洁走道清洗消毒准备间25第三节物理化学因素26•一、光照•作为实验动物环境的光照有三个次级因素对实验动物有影响：•1、照度•2、光线波长•3、明暗交替时间27•目前GB动物实验设施环境指标规定动物试验室工作照度为150—300lx；小动物照度为15—20lx；大动物照度为100—200lx；昼夜明暗交替时间（h)为12/12或10/14。28•噪声•噪声是影响实验动物健康的重要环境因素。噪声可引起实验动物烦躁不安、紧张、呼吸和心跳加快、血压升高、肾上腺皮质激素增高等一系列的生理变化。•GB规定实验动物饲养观察室的音响应在60dB以下。29•空气洁净状况•1．粉尘•空气中浮游的微粒总称空气溶胶(aeroso1)，分别按其状态，物理化学生成过程以及大小而分为粉尘(dust)、烟尘(fume)、薄雾(mist)、浓雾(fog)、烟(smoke)。30•实验动物饲养室空气中颗粒物的来源主要有两个途径：1、室外空气未经过滤处理直接带入：•2、动物体表被毛、皮屑、饲料和垫料等材料的碎屑被气流携带或动物活动扬起在空气中悬浮，形成颗粒物污染。31•颗粒物对实验动物和工作人员的健康有很大影响，颗粒物作为过敏原可引起实验动物和人的呼吸系统疾病和过敏性皮炎等；还可成为微生物的载体，把各种微生物粒子包括饲料、垫料中带入的粉螨、霉菌孢子、各种细菌及其芽孢和病毒带入饲养室，而引起多种传染病。32•2．臭气•所谓恶臭物质(malodor，cacosmia，stinkmaterial)是指对人产生不快的气味或可能破坏生活环境的可怕物质。动物室内的主要有害气体有氨气、甲基硫醇、硫化氢、硫化甲基、三甲胺、本乙烯、乙醛和二硫化甲基等八种。33•空气中氨的含量是衡量空气质量的指标，在动物实验室要求不超过14mg/m3(相当于20ppm)。空气中氨含量增多刺激动物粘膜引起动物流泪、咳嗽等，严重者可引起粘膜发炎、肺水肿和肺炎，甚至死亡。•长期处于高浓度氨的环境中，实验动物上呼吸道可出现慢性炎症，使其失去使用价值。34•生物因素•1、动物社会因素和动物饲养密度•2、微生物•3、其它动物•4、实验人员35•动物笼内饲养动物密度的不同会引起动物反应的不同。因实验目的不同会有差异。所以在饲养过程中要注意防止动物间的激烈争斗和咬伤。•返回36实验动物环境设施条件的分类•实验动物设施根据对饲养动物的微生物控制程度和空气净化程度分为隔离环境、屏障环境和开放环境三类。37第五节实验动物设施（laboratoryanimalfacility,LAF)•是进行实验动物饲养、保种维持、生产、实验研究、试验等设施的总称。•包括实验动物繁育、生产设施和动物实验设施。38•实验动物设施是实验动物工作的基本条件。没有良好的实验动物设施，就不可能保证实验动物的质量和动物实验结果的准确和可靠。3940无菌动物及悉生动物？清洁级、SPF动物？普通动物？41•一、隔离环境（隔离系统）•隔离环境(islationsystem)是以隔离器及其他附属装置所组成的饲养系统。该设施采用无菌隔离装置以保存无菌或外来无污染动物。42•隔离器内应为完全无菌（饲养无菌动物时）和已知菌（饲养悉生动物时）的环境，人与动物不能直接接触，工作人员通过隔离器上的橡胶手套进行操作，进入隔离器的空气必须经过高效过滤，正压要求达到98~147Pa(1~1.5H2O)。进入的物品必须经消毒后经灭菌渡舱或传递舱移入。4344隔离系统45464748•二、屏障环境（屏障系统）•屏障环境(barriersystem)是标准动物饲养室和动物试验室用的最多的一种环境设施系统。是用来饲养清洁级、SPF级动物和做清洁级和SPF级动物各种试验的主要设施。49屏障系统50•一切进入屏障的人和物品均需经过严格的微生物控制。空气经初、中、高效过滤器进入室内，利用空调送风系统形成清洁走廊、动物饲养间，非清洁走廊、室外的静压差梯度，各梯度差范围在20~50Pa(0.5cmH2O).51实验用品和器具进出SPF动物房线路图52屏障系统53545556登记！57拖鞋专用！随手关门！58无菌操作！59杜绝噪音！爱护公物！60复旦大学发育生物学研究所动物室走廊一般宽2米左右，接合处应为弧形；最好加护栏或缓冲装置，防损坏墙体；各种水、电、管、线尽量安排在夹层中，不暴露在明处。61人员和动物净化的特殊性和重要性与其它物品相比，人员和动物的净化既具有特殊性，更具有重要性。其特殊性在于，人员和动物都是生命体，不能接受其它物品的消毒方式，只能进行“外包装”的净化，即人员只能经更衣、淋浴、手消毒而净化，动物只能经洁净运输和外包装消毒而净化。而其重要性在于，人和动物携带微生物的机会比其它物品更多、更难以清除，且对内环境和动物的危害更具有直接性。因此，对人员和动物进出时的净化把关是屏障设施运行管理中的重点和难点问题。62人员进出时的净化管理要点(1)与传递窗类似，人员净化通道的消毒效果也不易确实。因此，无关人员和患有皮炎、感冒、肠炎等传染性疾病和过敏者，不得进入设施内环境。进入者应养成良好的无菌卫生观念，经常洗澡、修剪指甲，勤洗换衣服，不抓耳挠腮；男士不蓄留长发和胡须，女士不化装。进入时，不随身携带钥匙、手表、手机、饰物等与作业无关的物品；进入后，要随手关好每一道房门，不得解脱工作服，更不得吸烟、饮食和嬉戏打闹。人员进出设施的程序是：进入屏障设施的办公休息、洗刷消毒等外环境时，就应换着已消毒的外区拖鞋；进入一更衣间后，将随身携带的所有物品放入储柜内（需传入屏障内的物品应经传递窗传递），并脱去全部衣物（无淋浴装置者，只脱去外衣），然后进入淋浴间进行淋浴（无淋浴装置者，应进行手消毒并脱去外区拖鞋）。赤脚进入二更衣间后，按照“穿上衣→戴口罩→穿裤子（上衣下摆要掖于裤子之内）→穿拖鞋→戴手套”的顺序，穿着已消毒的工作服装。经过风淋或缓冲后，进入屏障设施内开展相关工作。63人员进出时的净化管理要点(2)进入屏障设施之后的流动路线：对于双走廊设施，应按照最洁净区（清洁走廊、洁净库房等）→洁净区（饲养间或实验间）→次洁净区（污物走廊、出口缓冲间）→非洁净区（外环境）的顺序进行流动；对于单走廊设施，应按照洁净区（清洁走廊）→最洁净区（洁净库房、饲养间或实验间）→洁净区（清洁走廊）→次洁净区（出口缓冲间）→非洁净区（外环境）的顺序进行流动。回到一更衣间后，将工作服脱下并换着便衣。最后，于屏障设施出入口换着便鞋，离开屏障设施。脱便鞋看程序登记手消毒脱一更鞋取二更鞋取猴服穿上衣戴口罩穿下衣鞋戴手套风淋64动物进出时的净化管理要点进入屏障设施的动物必须是清洁级以上等级的动物，其来源必须是具有生产许可证的正规实验动物生产单位。每批动物必须附有相应的动物质量合格证，运输和包装必须符合有关国标的规定。采购来的动物应经过传递窗传入屏障设施内。传递消毒时，既要保证运输容器表面消毒的彻底性，又要保证动物的健康和安全。接收动物时,屏障区工作人员应先打开运输容器仔细检查动物的健康状况。未见异常时，方可将动物转入检疫间（运输容器不得进入屏障设施内，以有效避免其对屏障设施的污染）进行3~7天的隔离观察。观察期结束而未见异常情况者，方可将动物转入饲养间进行饲养和实验。65独立供气动物笼系统(independentventilationcage,IVC)•20世纪90年代研制出的一种屏障系统动物饲养设施.99.99的空气经过过滤,是一种低成本高效率的SPF屏障系统.•适合于使用啮齿类动物进行动物实验研究;应用IVC系统最好是在洁净动物实验室内,其更换笼内垫料应在特殊封闭罩内进行.6667IVC的特点采用微型隔离技术，通过向动物饲养笼具内部输送经过低、中、高效过滤的空气以获得洁净度为1万—1百级的生活环境。68•三、普通环境•普通环境(opensystem)