六、神經係統疾病研究中實驗動物的選擇與應用
神經係統試驗中實驗動物的選擇，應根據動物神經係統方麵特有的特性而進行。
DBA/2小鼠在35日齡時，聽源性癲癇發生率為100%，是研究癲癇病的良好模型。C3H/Ne小鼠對脊髓灰質炎病毒Lan-sing株敏感。C57BL/KalWN小鼠患有先天性腦積水。
沙鼠是研究腦梗死所呈現的中風、術後腦貧血以及腦血流量的良好實驗材料，因為它的腦血管不同於其他動物，腦底動脈環後交通支缺損。結紮沙鼠的一側頸總動脈，數小時後，就有20%～65%的沙鼠出現腦梗死。另外，沙鼠還具有類似人類自發性癲癇發作的特點。
高原鼠兔對嗎啡不敏感，可用於神經係統方麵研究。研究嗎啡對人的中樞作用，應注意嗎啡對小鼠和貓主要表現為中樞興奮，而對犬、兔、猴、大鼠與人類一致，表現為中樞抑製。
豚鼠對實驗性變態反應性腦脊髓炎，較兔、大鼠、小鼠、羊、貓、猴為敏感，該病與人類的脫髓鞘病相似。因此，豚鼠常用來作為脫髓鞘病研究的模型動物。
家兔頸部的交感神經、迷走神經和主動脈減壓神經是獨立行走的。如果觀察減壓神經對心髒等的作用，就應選用家兔。
犬與貓具有發達的神經係統，是神經研究的良好模型。貓特別是在研究衝動傳導、知覺以及機體各係統對接觸化學刺激因素如藥物、工業廢料等各種反應方麵普遍使用。犬是紅綠色盲，因而以紅綠色刺激進行的條件反射實驗不能選擇犬。不過，靈活型和遲鈍型的神經實驗常選用犬。
綿羊的藍舌病和人的腦積水相似，適宜於腦積水研究。
青蛙和蟾蜍的腓腸肌和坐骨神經很容易獲得，且製作方便，適於觀察藥物對外周神經、橫紋肌或神經肌肉接頭的作用。蛙的大腦很不發達，可選用來做簡單的神經反射弧實驗。
樹鼩是地球上幸存下來的靈長類原宗之一。在給樹鼩施行腦外科手術過程中，即使不用任何麻醉，樹鼩也能忍受切割皮膚、肌肉、硬腦膜等組織引起的疼痛。除大量流涎外，無異常行為，也很少掙紮。用滴管給它喂牛奶，它依然能貪婪地吮吸。這些現象，在大鼠等實驗動物身上是很少見的。因為樹鼩在進化上處於這樣一種特殊的地位，從比較神經生物學的角度來看，它是一種很好的實驗材料。在樹鼩下丘腦視上核（SON）和室旁核（PVN）內的加壓素能神經元（VP）、催產素能神經元（OT）的胞體總數分別為大鼠的4.2和2.7倍。中國樹鼩SON和PVN內OT能神經元雖然其單個體積比大鼠的小，但其數目卻比大鼠的多。這種差別的神經生物學意義在於僅就作為靈長類，中國樹鼩的OT能神經元接受的突觸調控的表麵積總和而言，比大鼠多得多，而且接受的神經調控比大鼠精細，並複雜得多。另外，從腦體比可以看出：大鼠的腦體比為1：34，人的腦體比為1：40，獼猴為1：39，樹鼩為1：45，這也充分說明其腦組織發育較完全。
黑猩猩的智力發育和人類幼兒及智能低下的成年人相近，對黑猩猩學習行為所取得的數據，可應用於人類幼兒教育，對智力低下的成年人的教育也有參考價值。猴的高級神經活動發達，常用於行為學的研究。研究小兒麻痹症，猴也是優選動物。
七、心血管係統疾病研究中實驗動物的選擇與應用
心血管係統的疾病，給人類帶來嚴重的惡果。由於在病人體內進行各項試驗研究是十分有限的，而且對病變的廣度和深度也無法進行活體定量檢測，因此，人們廣泛選擇和利用相應的動物模型進行研究。
（一）動脈粥樣硬化症研究
有關動脈粥樣硬化症研究，早期選用的實驗動物是鳥類（雞、鴿等）和兔。雞和鴿能自發主動脈粥樣硬化，主要是形成脂紋期病變。在短期喂膽固醇後，可見主動脈的可預測區域發生病變。因而，這類動物在研究與病變發生有關的早期代謝變化方麵具有重要價值。兔在飼料誘發的極度高血脂下可發生動脈粥樣硬化病灶，但病變的局部解剖學情況與人類不同。另外，兔作為草食動物，與人類的膽固醇代謝不完全一致。
目前，已有多種實驗動物被應用於動脈粥樣硬化症研究，包括大鼠、鴿、豬、小鼠、犬、火雞、非人靈長類動物。其中非人靈長類動物，特別是恒河猴，可發生廣泛的主動脈粥樣硬化，廣泛的心冠狀動脈、腦、腎和股部等處動脈的粥樣硬化症，而且它還是常發生心肌梗死的少數動物之一。在病變研究方麵，該類動物是動脈粥樣硬化研究的良好模型動物。但是，非人靈長類動物來源困難，不易獲得，野外捕獲的遺傳背景不清楚，人工繁殖每胎隻產一仔，飼養管理困難，成本高。小型豬可自發動脈粥樣硬化，在用高脂飼料誘發下，可加速粥樣硬化的形成。其病變特點及分布情況都與人類相似，主要分布在主動脈、冠狀動脈和腦動脈，由增生的血管平滑肌細胞、少量泡沫細胞、膽固醇結晶、纖維帽和灶性鈣化組成。由於小型豬在生理解剖和粥樣硬化病變的特點方麵接近於人類，近年來常被用做動脈粥樣硬化研究的模型動物。當然，該動物也存在飼養管理麻煩、成本高、試驗數目不易過多、不便做遺傳分析等缺點。
（二）高血壓研究
對於高血壓的研究，雖然有時使用豬、猴、羊等，但常選用的動物是犬和大鼠。犬與人類的高血壓有許多相似之處：①高血壓早期血壓波動大，以後逐漸升高，並維持在高水平；②環境和緊張刺激引起血壓明顯升高，高血壓發展過程中出現高級神經活動障礙；④部分動物血中兒茶酚胺含量增加，特別是對神經精神性高血壓研究，犬極為合適。大鼠的飼養繁殖、手術和血壓測定比其他動物方便，對藥物的反應與人類相似，故也常被選用。因兔的血壓不夠穩定，一般不用。若是研究高血壓病理、生理和藥理，自發性高血壓大鼠（SHR）是良好的模型，因它和人類的自發性高血壓有很多相似之處。表現在：①遺傳因素占主要地位；②在高血壓早期無明顯器質性改變；③病程相似，血壓升高隨年齡增加而加劇，到6個月時，上升到最高水平；④緊張刺激和大量食鹽等環境因素加重高血壓的發展；⑤血壓上升早期或高血壓前期有高血流動力的特征，即血壓波動、心率加快、心排血量增加、左心室壓力變化速率增加、腎血流量減少等；⑥發生繼發性心血管損害，出現心腦腎合並症。降壓治療，可防止或減輕病變的進展和合並症的發生。除自發性高血壓大鼠外，現在世界上還培育出許多類型的高血壓大鼠模型，如遺傳性高血壓大鼠（GH）、易卒中自發性高血壓大鼠（SHRSP）、自發性血栓形成大鼠（STR）、Dahl鹽敏感大鼠（DS）、米蘭種高血壓大鼠（MHS）、蒙斯特種高血壓大鼠、以色列種高血壓大鼠（SBH）（DOCA鹽敏感高血壓）、裏昂種高血壓大鼠（LH）。
1.實驗性高血壓通常以刺激中樞神經係統反射性而成或注射加壓物質以及分次手術結紮腎動脈血管，誘發腎源性高血壓。不過，要根據實驗目的的不同進行選擇。急性實驗性高血壓模型，常選用的動物有犬、貓、大鼠、家兔和猴等。引起急性實驗性高血壓的方式很多，如直接刺激中樞神經係統、通過神經反射、外源性兒茶酚胺類或其他液體性加壓物質的注射等。實驗一般多在麻醉動物身上進行。
2.慢性實驗性高血壓模型遺傳性高血壓，家兔和大白鼠遺傳性高血壓均屬多基因遺傳。目前培育成功的遺傳性高血壓大白鼠SHR和GHR品係。神經源型高血壓，可選用犬、大鼠和家兔等，通過功能性方法或物理方法作用於動物神經係統而誘發條件反射性高血壓和皮層性高血壓模型。腎性高血壓，常選用犬、家兔和大鼠，將動物一側腎動脈狹窄，腎動脈血流量減少50%以上或同時狹窄兩側腎動脈，均可導致血壓長期升高。狹窄家兔腎動脈分支部上方的腹主動脈，或造成腎髒小動脈及其分支的多發性栓塞，均可形成高血壓。采用玻璃紙或橡皮膜包裹腎髒，或在腎周圍間隙中注入火棉膠，或采用乳膠薄膜條或絲線8字形繞腎門結紮，均可使犬、家兔或大鼠血壓持久性升高。
（三）心肌缺血實驗研究
無論是對冠心病還是心肌梗死的研究，犬、豬、貓、兔和大鼠都可用做冠狀動脈阻塞實驗。犬是心肌缺血實驗良好的模型動物。犬心髒的解剖與人類近似，占體重的比例很大，冠狀血管容易操作，心髒抗心律紊亂能力較強。此外，犬較容易馴服，可供慢性觀察。豬心髒的側支循環和傳導係統血液供應類似於人的心髒，側支循環不如犬豐富，易於形成心肌梗死，心室顫動發生率高，如在左冠狀動脈前降支起點1～2cm處部分閉塞，約有1/3的動物發生心室顫動，完全閉塞則有1/2的動物發生心室顫動。兔開胸進行冠狀動脈結紮不需人工呼吸，可大量進行。但由於將動脈伴行的靜脈一起結紮，難以從冠狀靜脈取血做生化測定。測試心肌耐缺氧實驗時，大鼠優於小鼠和兔。小鼠和兔離體心髒耐缺氧實驗的特異性雖然高，但不能同時測定心髒的各種血液動力學變化，如心輸出量、血壓、靜脈壓、心房壓等，難以分析耐缺氧與血液動力學改變的關係。而大鼠心肺灌流測定心肌耐缺氧，可以克服以上缺點；大鼠心肌梗死後存活率較低，結紮大鼠左冠狀動脈死亡率為42%。貓耐受心肌梗死能力較強。
（四）心律失常實驗研究
心律失常實驗研究常用大鼠、豚鼠、兔、貓、犬、猴、豬等動物。大鼠、豚鼠、兔及貓等動物的心髒較小。這些動物的心室顫動有自發恢複的可能，因為衝動在比較短的通路中，可能在仍處於不應期的區域內消失。異常興奮波將不可能形成環形運動。因大鼠來源廣、較為常用，但應注意大鼠對強心苷不敏感。豚鼠和兔的心髒適宜做離體標本，豚鼠心髒對心血管藥物的感受性與人類近似。兔耳靜脈注射給藥方便，宜在不麻醉條件下實驗，對用於心髒的藥物感受性較好，還宜做開胸手術、固定電極等實驗。犬、猴及豬等動物的心髒較大，這些動物的心室顫動很難自然恢複。如研究心律失常的病因學用犬很合適。犬對引起心律失常的刺激很敏感，比人類更易發展成心室顫動，在進化上比犬更高級的猴使用效果更好，但價格昂貴，應用受到限製。豬的冠狀血管係統與人類的很相似，因而現在越來越多地選用小型豬，以結紮冠狀動脈的方法形成心律失常。若做開胸和心髒實驗時，兔是首選動物，因兔的胸腔結構和其他動物不同。其胸膜中央有一層薄的縱隔膜將胸腔分為左右兩半，互不相通，心髒又有心包胸膜隔開，當開胸和打開心包胸膜，暴露心髒操作時，隻要不弄破縱隔膜，不需做人工呼吸。豚鼠的血管反應敏感，出血症顯著，適宜觀察出血和血管通透性變化的實驗。用犬、兔、豚鼠、小鼠、大鼠及雞等多種動物的胚胎以及新生或成年動物的心肌，進行細胞培養可形成各種有自發節律的細胞，並保留其固有的生物學特性，可以建立心肌損傷及節律失常等實驗模型。
（五）動物心電圖
動物心電圖與人體心電圖在記錄原理、方法、基本波形等方麵無本質區別，但在具體記錄方法、圖形識別與判斷及影響心電圖波形的因素等許多方麵與人體心電圖有所不同；特別是一般動物心電圖除心律失常外，並未建立公認的正常值，故從心電圖判斷其功能、病理變化比人體更加困難。測量動物心電圖常選用犬、貓、家兔、豚鼠和大鼠。測量時麻醉劑要選擇好，家兔、豚鼠及經過訓練的犬等可不用麻醉，記錄清醒狀態下的心電圖。有時為避免動物掙紮，特別是某些藥物刺激動物引起掙紮時以及小動物如大鼠、小鼠則需加用全身麻醉。大、小鼠的心電圖中沒有ST段，甚至有的導聯也不見T波，實驗時應加以注意。常用的戊巴比妥鈉對心髒有一定抑製，特別是當靜脈注射快時，可加快心率，使ST段移位，T波倒置。吸入性麻醉藥氯仿對心髒毒性大，除非為了引起心律失常，不可用於心電圖檢查麻醉。乙醚能加快心率，氟烷減慢心率，烏拉坦和氯醛糖對心髒毒性較小。在麻醉深度方麵宜保持穩定，補加過量麻醉藥可影響心電圖。體位對心電圖波形有影響，故應選擇適當體位。小動物如豚鼠甚至頭的位置都影響心電圖波形。犬的前肢和肩部位置對心電圖波形影響最大，故在實驗過程中應保持固定體位。麻醉動物一般用仰位固定，便於安放胸前電極。
除動物體位，麻醉影響心電圖外，還應注意季節溫度，豚鼠TⅡ和TavI在冬季自發倒置者比春季要少得多。冷血動物的心髒活動與季節溫度關係密切，低溫下蟾蜍心率可減少為每分鍾10次以下，T波可消失，高溫時心率可超過100次/min，T波也增高。小動物心電圖受呼吸影響較大，基線可隨呼吸上下擺動。犬的P波在Ⅲ導聯吸氣時直立，呼氣時可倒置。
動物的體重越輕、年齡越幼小者有心率越快的傾向；鳥類一般較快，而冷血動物較慢；小鼠、大鼠、豚鼠等小動物心率很快，兔、貓等次之，犬、猴等略慢些，但也比人快很多。
八、消化和呼吸等係統疾病研究中實驗動物的選擇與應用
進行消化係統疾病的研究，選擇實驗動物正確與否，可直接關係到實驗結果的準確性。如兔、羊、豚鼠等動物均屬草食動物，與人類的消化係統迥然不同，故不宜選用。
犬有發達的消化係統，且有與人類相似的消化過程，適宜於做消化係統的慢性實驗，如做唾液腺瘺、食管瘺、胃瘺、膽囊瘺等觀察胃腸運動、吸收、分泌等的變化。犬的胃小，做胃導管容易，便於進行胃腸道的生理學研究。犬還有與人類極為相似的消化器官，如進行牙齒、部分小腸移植等研究，可選擇該動物。幼豬的呼吸、泌尿及血液學係統與人的新生兒相似。適於研究營養不良症，如鐵、銅缺乏等。豬的病毒性胃腸炎，可用來研究嬰兒的病毒性腹瀉。獼猴對人的痢疾杆菌病最易感，是研究人的痢疾杆菌病最好的模型動物。若選擇犬時，需通過改變生活條件降低機體抵抗力，加大投菌量，才可複製成犬菌痢模型。
一般動物均有膽囊，而大鼠和馬沒有。實驗需要收集膽汁時，隻適合從膽總管收集。大鼠的肝髒枯否細胞90%有吞噬能力，肝髒再生能力強，切除大部（70%左右）肝葉，仍有能力再生，很適於做肝切除術。老齡NIH小鼠多自發性慢性十二指腸潰瘍，牛、犬也易發生消化道潰瘍，豬以胃的食管端潰瘍為多。
自發性牙病研究，可選擇絨猴，因絨猴對該病敏感性高。由於絨猴價格昂貴，得不到時，可用豬代替。
胰腺炎研究，可選用幼年雌性小鼠造成膽堿缺乏，誘發出血性胰腺炎。貓、犬等中年以上的肥胖動物常會自發慢性胰腺炎。犬的胰腺很小，適合做胰腺摘除手術。大鼠的胰腺十分分散，位於胃和十二指腸彎曲處。
甲狀旁腺功能研究，宜選擇兔。因兔的甲狀旁腺和甲狀腺分布在不同部位，如甲狀腺周圍、主動脈弓附近，故摘除甲狀腺後仍能保留甲狀旁腺。犬的甲狀旁腺位置較固定，位於甲狀腺的表麵，適宜做甲狀旁腺切除手術，從而保留甲狀腺的功能。
嘔吐實驗研究，常選用貓、犬、雪貂、鴿、猴等。應注意草食動物不易發生嘔吐反射，不能使用。對維生素C的研究，一般選用豚鼠，因為豚鼠體內缺乏合成維生素C的左旋葡萄糖內酯氧化酶。
慢性支氣管炎研究，選擇猴很合適。因為猴的氣管腺數量較多，且至三級支氣管中部仍有存在。大鼠、小鼠和豚鼠的氣管和支氣管腺不發達，隻在喉部有氣管腺，支氣管以下即無，選用這些動物做慢性支氣管炎或去痰平喘藥物療效觀察就不合適。豚鼠對結核杆菌、白喉杆菌很敏感，適合做結核和白喉的研究。大鼠可用於實驗性肺纖維化、矽肺和肺水腫的研究。
九、計劃生育研究中實驗動物的選擇與應用
計劃生育是我國的一項基本國策，為了尋找更多的有效措施來控製人類的生育，保證避孕藥物或其他節育措施的有效和安全，必須首先在實驗動物身上進行實驗研究。
（一）常用實驗動物的生殖功能、結構特點
1.常用實驗動物的繁殖周期特點計劃生育研究中常用的實驗動物有小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、恒河猴等，各種動物的性周期、排卵時間及妊娠期都各不相同。如犬是季節性單發情，貓季節性多次發情，而大小鼠、豚鼠全年都有動情周期的循環，靈長類動物有月經周期，但隻在一定季節才排卵。
2.常用實驗動物排卵和性周期特點哺乳動物的排卵可分為2種類型，一般動物是按一定的周期進行排卵的，這類動物不交配也可正常排卵，此稱為自發排卵或非刺激性排卵；而兔、貓、雪貂（白鼬）、水貂等，隻有經過交配的刺激才能進行排卵，此稱為誘發排卵，也稱刺激性排卵或反射性排卵。例如，兔的卵巢幾乎連續不斷地產生卵子，但成熟的卵泡隻有經過雄兔交配後才能排卵。這是因為雌兔受到雄兔爬跨時，垂體受到興奮而引起的刺激，這種刺激出現在交配後1h，此時垂體釋放促排卵素（黃體生物素），在促排卵素的影響下大約在交配後10～12h發生排卵。如果沒有交配刺激，成熟的卵泡自行退化，經10～16h逐漸被吸收，而新的卵泡又開始成熟。
雌性哺乳動物的性周期可分為三型。
第一型包括犬、馬、牛以及其他哺乳動物的性周期。該型性周期又可分為前半期和後半期。前半期由雌激素所控製，雌激素的效果逐漸變強，至發情期達到最高程度。這個時期，卵巢內卵泡成熟，隨後便引起排卵，隨著排卵，雌激素的作用逐漸減弱，以後即轉入以孕激素所控製的後半期。如果沒有妊娠，黃體退化，則又轉為由雌激素所控製的新的性周期。總之，在這一性周期中，雌激素作用的期間和孕激素作用的期間是相繼出現的，在兩期之間排卵。
第二型包括小鼠、大鼠、田鼠類、土撥鼠和沙鼠的性周期。這類動物在發情期排卵，也形成黃體，但生成的黃體不能分泌孕激素並立即退化，即沒有第一型的後半期，所以性周期是短的。如果妊娠了，黃體繼續存在，稱為妊娠黃體，能分泌黃體酮。
第三型包括兔、貓等的性周期。這類動物如果不交配就不引起排卵，也不形成黃體，成熟的卵泡逐漸退化消失，隨後又有新的卵泡成熟，並不斷反複進行更新，這種情況下的性周期為15～16天（成熟卵泡的壽命為13天，卵泡退化1～2天）；如果進行交配，則引起排卵，產生黃體，分泌孕激素；若沒有受精，則所形成的假妊娠黃體約經20天退化。
實驗動物性季節（繁殖季節）差異較大，兔、小鼠、大鼠、豬等一年四季都有性活動（妊娠時除外），這類動物稱為“常年多次發情（或常年發情動物）”，其繁殖力很強。犬的發情有一定的季節性，雌犬一年內發情2次，多在春秋兩季，每次發情持續14～21天，每次發情的間隔期約7個月。羊的繁殖季節在秋季（7～10月份），羊也是“季節性多次發情”。實驗動物性周期一般分為四期：發情前期，發情期、發情後期和發情間期（休情期）。哺乳類雌性動物在性成熟後出現動情周期變化，其中齧齒類動物在動情周期不同階段，陰道黏膜發生比較典型的變化。因次，根據陰道塗片法的細胞學改變，可以推斷卵巢功能的周期變化。
3.常用實驗動物精子和卵子的運輸特點
（1）精子的運輸哺乳動物精子從陰道到輸卵管是很快的。馬、豬和大鼠在交配後很短時間，子宮腔內就可看到精子。這些動物由於在交配時宮頸口舒張，所以精子直接射到子宮腔內。兔精子進入子宮需要1～3h。精子獲能是一個生理過程，即精子獲得穿透新排出卵的透明帶的能力。這個過程對一些動物的受精作用是必需的。兔精子獲能需要6h，大鼠2～3h，羊約1.5h。實驗證明兔、大鼠、小鼠、地鼠、羊和雪貂精子的獲能是必需的。哺乳動物精子在進入雌性生殖道以後，對卵的受精能力局限於很短一段時間。各種動物精子在雌性生殖道內有生育能力的時間有很大變化。在整個動情期，小鼠子宮為液體充滿而擴張，子宮壁產生蠕動，可以推動精子隨液體進入輸卵管，在輸卵管內，精子移動較慢，約在交配後15min到1h之內，才能到達輸卵管壺腹部。精子在輸卵管內保持受精力不超過6h，但活動力可長達13.5h。精子要經過在子宮或輸卵管中液體的處理後才能獲得受精能力。