药理学研究中实验动物的选择与应用

药理学研究中实验动物的选择与应用

　　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	�　　曲
激怒动作：	21	粗 叫 声	怒　　叫	猛　　扑
22	拖　　拉	低　　头	站　　立
23	追　　逐	�　　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�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。