第五节药理学研究中实验动物的选择与应用
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《实验动物学》
一、中枢神经系统药理学研究中的选择与应用
（一）镇静催眠和抗精神病药物实验
1．实验动物的选择：研究动物行为药理学最常用的动物有小鼠、大鼠、猫、鸽、猴等。实验时常用两个种属的动物。第一种是用实验比较方便的动物，如小鼠、大鼠。第二种是用非啮龄类动物，最好选用猴子或猩猩。选择动物时应注意各种系动物的特点。第二种适用于作刺激研究，因为大鼠视觉、嗅觉较灵敏，做条件反射等实验反应良好。但大鼠对许多药物易产生耐药性。猫和狗的自然行为多样而稳定，常用于神经药理、神经生理以及生为观察的补充实验。猴子和猩猩则更接近于人类。大鼠和小鼠的活动在夜间比白天多，故研究中枢神经抑制药在夜间进行实验较好。不同种属的动物对药物的反应可以有明显差异。如吗啡对大鼠、兔、狗和猴的作用是抑制性的。便对小鼠、猫、鹅和马的作用是兴奋性的。所以做实验时要包括不同种属的动物。
2．药物对动物一般活动的影响：常用且简易的方法是采用直接观察法，观察动物的一般行为和特殊情绪，如激怒、躁狂、瞳孔大小、对捕捉抵抗等行为。为便于记录，可用评定行为改变和行为分级的方法，采用定性和定量来记录动物行为。如常用Norton对猴、猫、地鼠的行为定量分级，将对照组和用药组动物进行定时观察，并按下述行为分级法打分记录（表10-28），求出每组平均数，进行七检验，确定有无显著性。
表10-28 Norton行为分级法
动物
地 鼠
猴
猫
活动分级
一般活动：
1
张 口
呼 噜 声
跳
2
推动粪便
温 驯
喵 喵 叫
3
吃 食
跟着观察者
走 动
4
紧贴身子睡
取 东 西
站 立
5
睡 眠
走 动
竖 尾
满 足：
6
排 尿
玩 耍
清洁身体
7
搔 抓
叫
揉 捏
8
吃 食
修饰动作
呜 呜 叫
9
清洁身子
吃 食
触 摸
10
抬 头
休息（坐）
休 息
兴 奋：
11
取 食
吱 吱 叫
嚎 叫
12
走 路
张 口
竖 毛
13
爬 行
跳
甩 尾
14
攫 取
格 格 声
瞳孔扩大
15
嗅
注 意 听
多 动
防御动作：
16
排 便
缩 回
咆 哮
17
踢
排 尿
嘶 嘶 叫
18
吱 吱 叫
咬 牙
耳 动
19
站起防御
撒 回
缩 回
20
左右摇晃
张 嘴
踡 曲
激怒动作：
21
粗 叫 声
怒 叫
猛 扑
22
拖 拉
低 头
站 立
23
追 逐
踡 缩
咬
24
咬
向前猛冲
抓
25
站 立
拍 击
拍 击
3．常用催眠药对各种动物的影响：各种动物的催眠剂量见表10-29。
表10-29
药物对各种动物的催眠剂量（荻原弥四郎1971）
药 物
静脉注射的催眠剂量（mg/kg）
小白鼠
大白鼠
豚鼠
兔
猫
狗
猴
异戊巴比妥钠
54
55
50
40
40
50
40
巴比妥钠
234
190*
175
200
220
戊巴比妥钠
35
25
30
30
25
25
环已巴比妥钠
47
75*
25
25
30
苯巴比妥钠
134
100
100*
200
180*
80
100*
司可巴比妥钠
30
17.5
20
22.5
25
175
水合氨醛
400*
300*
副 醛
120 250*
550*
110
80225*
100
125
乌 拉 坦
780*
1500*
1000
1000*
1250
1500
1000
氯 醛 糖
114*
55*
175*
120
70.50*
100
*表示腹腔注射
（二）抗精神病药物的行为实验
去水吗啡能增强大白鼠舔、嗅、咬等定向行为，这是由于药物增强黑质--经纹状体脑内多巴胺（DA）能系统功能的缘故。安定剂抑制大白鼠的定向运动的作用强度与安定剂抑制脑内DA能受体功能有相关性。常选用150～200克大白鼠，皮下注射去水吗啡2mg/kg，作定向运动强度实验。
去水吗啡引起的攀爬行为是动物黑质－纹状状体系统内DA能功能增强的表现。Costentin发现小白鼠注射去水吗啡后喜欢垂吊在铁丝网上，应用安定剂可拮抗去水吗啡引起的小白鼠垂吊现象，这一拮抗作用与安定剂作用的强弱有较好的平行关系。
僵住症是动物锥体外系运动功能失调的一种表现，常选用150～200克大白鼠作此实验。
（三）抗惊厥和抗震颤麻痹药实验
1．化学物质引起惊厥法：常选用小白鼠，也可采用大白鼠，猫或兔则可作特殊观察。采用戊四唑惊厥法，在小鼠皮下注射85mg/kg（最大也有用150mg/kg，此剂量已是LD98），腹腔注射为100mg/kg（最大175mg/kg）作实验时，不同种系小鼠可有不同反应，Bastian曾比较过由8处供应的4个种系的小鼠，其中CFW种小鼠在持续惊厥后立即死亡的发生率为100%，而其它3种有10～30%动物在持续惊厥后存活很长时间不死亡。因此作药物活性比较时，应选用同一品种。
2．听源性发作法：某些敏感动物（主要是鼠类）在受到强铃声刺激时，能产生一种定型的运动性发作，称为“听源性发作”（Audiogenic seizure），这是研究抗癫痫药物的一种常用模型。如果选用DBA/2J系小鼠（听源阳性鼠）供科研用。也可采用一些药物来提高大鼠听源性发作阳性率。如在亚惊厥剂量的戊四唑（16mg/kg）、士的宁（1mg/kg）、若味毒（1mg/kg）或咖啡因（150mg/kg）作用基础上，给予铃声刺激，可使部分听源阴性鼠也能产生发作。上述药物所致的阳性发作率分别为47.%、66.5%、38.4%、18.1%。
3．慢性实验性癫痫模型：各种动物的大脑皮质感觉动物区是致痫敏感区之一，特别是猴极易在此区形成癫痫病灶。将铝剂注入到中央前回和中央后回比单注入中央前回易于形成；将铝剂注入到猴和猫的颞叶前部，可引起运动性和精神运动性发作；大脑皮质其区区域不敏感。此外，还报导注于杏仁壳核也可引起发作。病理模型的形成以猴最为敏感，猫次之，其他动物不敏感。所以，常选用猴作此实验，麻醉后无菌条件以猴最为敏感，猫次之，其他动物不敏感。所以，常选用猴作此实验，麻醉后无菌条件下将消毒后的4%氢氧化铝乳剂用皮内针头注到前脑和后脑皮质感觉运动区，注射两点或数点，勿使药液外流于软脑膜内，可在注后35-60天，出现自发性癫痫发作。如果铝剂形成的病灶严重，也可在注后2-3周发作。
钴可引起大白鼠、小白鼠和猫的慢性实验性癫痫，而猴对钴却不敏感，常选用大白鼠，在麻醉消毒下，开颅将消毒的市售钴粉（200筛孔）约30mg，放在皮层运动区的前侧（面积为10mm2），安好电极，缝合，动物约在放置钴粉后2～3周，出现置钴对侧肢体发生阵挛，少数动物于局部阵挛后出现全身发作。
点燃效应（Kindling Effect,KE）引起发作是一种较好的慢性实验性癫痫模型。其形成方法是以一定的刺激强度和时间间隔刺激脑的一定部位。动物常选用大白鼠、猫、猴、兔等。刺激强度：大白鼠杏仁核和海马为50～400μA，猫为100～500μA，猴和狒狒为200～400μA。
4．抗震颤麻痹药物筛选方法：目前筛选抗震颤麻痹药物的方法，常采用药物诱发震颤和损伤锥体外系某些核团以诱发震颤。如常选用豚鼠药物诱发震颤法，按0.002%水杨酸毒扁豆碱溶液以0.3mg/kg剂量注往前右侧颈动脉，注射速度要严格控制在20～25秒之间，并在注射时暂夹住左侧颈动脉，以保证药液进右侧椎动脉。动物多于注射毒扁豆硷后15～20秒出现症状，典型阳性反应是头左偏，身体强迫性向左侧旋转作环形运动，同时可伴有眼球左偏并向对侧震颤，全部症状持续5分钟。还可选用小白鼠，按25mg/kg腹腔注射0.25%槟榔硷溶液；腹腔注射0.5%匹鲁卡品，50mg/kg；腹腔注射0.0014%氯化震颤素0.14mg/kg，均可出现明显震颤。
（四）镇痛药物实验
目前国内外筛选镇痛药的常用致痛方法，概括有物理性（热、电、机械）和化学性刺激法。这些方法各有优缺点，其中以热、电刺激及钾离子皮下透入致痛法使用居多。常用的动物有小白鼠、大白鼠、豚鼠、家兔、狗、猴等。动物实验中常用的痛反应指标为嘶叫、舔足、甩尾、挣扎及皮肤、肌肉抽搐等。
应用猴子研究镇痛剂的依赖性较为理想，因为镇痛剂对它的信赖性表现与人较接近，戒断症状又较明显且易于观察，已成为新镇痛剂进入临床试用前必须的试验。
（五）解热、抗炎药实验
炎热和炎症都是临床常见的症状。实验室常用病毒、细菌、细菌产物、内毒素和抗原抗体复合物引起发热，也有用微量前列腺素（PGE）直接注入动物脑室或丘脑下部原抗体复合物引起发热，也有用微量前列腺素（PGE）直接注入动物脑室或丘脑下部进行致热。
常用的致炎方法有以血管通透性增加为主的足蹠浮肿法、无菌性胸（腹）膜炎、佐剂性关节炎、紫外线红斑法、放射线照射法以及其它菌性炎症；有观察白细胞游走的羧甲基纤维素囊法、大白鼠角膜法
、毛细管法和小室滤膜法；有制造肉芽肿模型的棉球法、纸片法、琼脂法、巴豆油囊袋法和受精鸡卵法等。此外亦有用妊娠大白鼠子宫自发收缩为指标，间接反应炎症过程的方法。
实验性炎症应该选用哺乳类动物，并根据实验模型的不同采用不同种属的动物。例如足跖浮肿模型须采用大白鼠，形成过敏性炎症应首选豚鼠，而家兔则最易产生发热反应。此外，幼小动物（如小狗、小兔、小白鼠）炎症反应相当微弱，甚至可以完全不出现。家兔对刺激的炎症反应与其毛色有关，白毛兔比有色毛兔的炎症强度和炎症经过均较剧烈。曾致炎组织比初次炎症刺激时反应微弱，因此不宜在同一部位反复复制炎症。
动物种属、年龄和形态特点，对发热反应有明显影响。例如小白鼠、豚鼠，有时包括大白鼠，均不宜用于复制发热模型。这些动物的恒温机能差，对发热刺激的反应低，有时对热源性物质的刺激体温反而下降。而兔的发热反应典型恒定，因而常用。但须注意，家兔年龄在20～30天以内者可不发生发热反应，而体重在2kg左右者，结果最为满意。大白鼠则以体重150～200g为最适宜。同种动物形态上的差异也会影响到体温反应，如毛家兔和长毛狗的体温比短毛者上升的慢。狗对外界环境的变动反应稳定，但小白鼠和大白鼠的体温波动很大。动物长时间捆绑时，体温可显著降低。当动物挣扎时则可使体温升高。因此通常把动物固定在木盒内，以限制其多余的活动。给动物注射菌液或内毒素时，注射量并不与发热反应强度成正比。注入量过大时的体温可不上升，故剂量的选择必须恰好处。静注菌液或内毒素等引起的发热较皮下注射迅速而强烈。但注射化学刺激剂则必须注射到动物皮下才会引起较强反应。可能是该类物质刺激皮下组织造成无菌性炎症所致
。
（六）中枢兴奋药实验
去水吗啡对不同种属动物具有不同的作用，对某些动物（如狗、猫）可引起顽固性呕吐；对另一些动物（如马、牛、啮齿类动物）则可引起惊恐、运动性增高和强制性的啮齿动物（Guawing）；鸽则引起强烈性的啄凿。为了研究药物对去水吗啡的作用，多认为选用具有温和啮齿作用的小白鼠为宜。以观察药物能否拮抗去水吗啡引起的小白鼠啮齿动作，来测定其中枢兴奋的强度。
引起食欲抑制的药物大多为中枢兴奋药，所以测定药物对动物食物摄取量的影响。可作为中枢兴奋药的筛选指标之一。常选用猫来研究食欲抑制药物有无耐药性及其发生速度。亦可选用小白鼠或采用全硫葡萄糖（Aurthioglucose）喂饲的小白鼠肥胖模型来研究食欲抑制药。, 百拇医药