第一節 環境因素對實驗動物和動物實驗結果的影響
一、環境因素的重要性
實驗動物一般都較長時間甚至終生被限製在一個及其有限的環境範圍內生活，這種環境就成了實驗動物賴以生存的條件。為了使實驗動物能夠正常生長、發育、繁殖和進行良好的實驗處理，正確認識環境因素對實驗動物的影響也就顯得十分重要。
實驗動物環境因素包括兩個方麵，即自然因素（包括物理、化學和生物學因素）和人為因素。
實驗動物環境因素比較複雜。不論是自然因素和人為因素，都不是孤立的，而是相互聯係而產生影響的。環境因素具有“有利”和“有害”作用兩個方麵，一方麵環境因素是實驗動物生存的必要條件，動物通過新陳代謝同周圍環境不斷地進行物質和能量的交換，同時動物經常接受外界環境刺激產生免疫反應增強體質，促進生長，實驗動物隻有在舒適的環境中才能正常生長、發育、繁殖和用於實驗；另一方麵環境因素也存在對動物機體有害的各種因素，動物處在有害因素作用下，雖然能產生保護性反應或一定適應來消除或減輕這些有害因素的作用，但“有害”情況超過一定水平，就會使動物機體不能忍受，而產生直接或間接危害，動物各種功能就會失調，引起各種疾病甚至死亡。因此，實驗動物環境控製的原則是，充分利用和創造那些對實驗動物有利的因素，消除和防止那些有害因素以保證實驗動物的健康和達到實驗利用的目的。
環境是指生物體以外的客觀事物，是生物賴以生存的外部條件。
實驗動物終生生活在實驗室內，是唯一能夠人為控製環境的動物群體，可以說沒有環境控製就沒有實驗動物。
實驗動物設施應遠離居民區、工廠、家畜家禽養殖場，環境力求清潔安靜，周圍要有一定綠化麵積。
生產和科研單位的動物室，應成為單獨的一個區與其他部分隔開，動物實驗室不應與動物繁育室在一起。
實驗動物設施建造應注意防止病原微生物由外部侵入內部。也應注意汙染物由內部逸出而汙染環境，以及在內部之間的傳播與擴散。不同微生物控製水平的動物不能飼養在同一單元。為減少感染和疾病傳播的機會，若幹小的房間比一個大房間更為安全。一個動物群最好分成兩三個小群飼養，以避免因疾病的感染而使全部動物遭受損失。
動物性狀的表現決定於多種因素主要是遺傳因素和環境因素的綜合結果。遺傳基因是決定生物性狀的物質基礎。但在個體發育中，基因作用的表現離不開環境的影響。動物的基因型受發育環境的影響而決定其表現型。表現型又受動物的生長環境影響而決定其演出型。發育環境（指受精、出生到離乳的這段時間）的改變可促使生物遺傳物質因環境情況不同反應不同，另有些基因對環境變化較為敏感或者受到限製。在十分特殊的情況下，例如受到射線照射或藥物影響而導致基因發生變異。
動物有適應環境變化並做出反應的能力。這種適應可以是行為性的或是生理性的，例如：新陳代謝、體溫、活動能力、飼料消耗量、激素分泌量、睡眠方式、體重變化、形態、性成熟、繁殖、哺育和泌乳等方麵，所有這些行為和生理性的變化都會影響動物實驗的結果。各種動物對環境的適應能力並不相同。近交係動物和免疫缺陷動物由於失去了較廣泛的適應環境的能力，因此它需要更為嚴格的環境條件。
二、環境因素對實驗動物質量和動物實驗結果的影響
實驗動物是在一定的條件下按照微生物控製標準和遺傳學的要求，以及在特定的環境和營養狀態下，經過科學的保種、育種、繁殖和生產的動物。在它們的生命過程中經常受到各種因素製約。這些因素有氣候因素、理化因素、居住因素、營養因素、生物因素等。
常用實驗動物均是恒溫動物，在一定範圍內，具有保持體溫相對穩定適應環境的自身調節功能。但各種動物之間，對最適宜環境的要求是不完全一致的。甚至在各種動物，不同品係之間也有差異。如果沒有適宜的環境條件，動物的繁殖、生長發育、實驗結果均可能受到影響。但在一定的幅度內動物可自身調節，不會出現不良後果。
（一）溫度
多數的鳥類和哺乳類動物都為恒溫動物。溫度變動緩慢，在一定範圍內，動物機體可以本能地進行調節與之適應。但變化過大過急時，動物機體就不能適應，就會出現生殖、泌乳、機體抵抗力、生長、形態、新陳代謝和實驗反應等方麵的改變，影響實驗結果，甚至造成動物死亡。動物實驗時最適宜的環境溫度為21～27℃。
環境溫度可影響動物的生殖功能。當環境溫度過低時，常導致哺乳類實驗動物性周期推遲，而溫度過高超過30℃時，雄性動物睾丸萎縮，產生精子能力下降；雌性動物性周期紊亂，泌乳能力下降或拒絕哺乳，妊娠率降低。高溫時還可使胎仔的初生重下降。增重緩慢，生長發育受阻，離乳率和成活率降低。豚鼠對溫度的驟變最為敏感，高溫時孕鼠易死亡或流產。
環境溫度可影響動物機體的抵抗力。如大鼠在31℃、雞在35℃的高溫應激下出現需氧菌群增加。將BALA/CA小鼠從22℃環境移到12℃或32℃，其白細胞數出現變化，B細胞和T細胞數亦出現明顯變化，而這些免疫功能異常與疾病的發生存在密切關係。因此，環境溫度過高或過低，都能導致機體抵抗力下降，使動物易於患病，影響實驗結果的正確性。
環境溫度可影響動物的髒器重量。如小鼠在低溫環境條件下飼養，其心髒、肝髒和腎髒較大，而在高溫條件下則較小。
環境溫度可影響動物的新陳代謝。在低溫環境條件下，許多動物的新陳代謝增加，攝食量也增加。如小鼠在低溫飼養時，攝食量可增加30%。但兩棲類、爬行類和地鼠在低溫條件下新陳代謝減慢，進入冬眠狀態。
環境溫度可影響動物的實驗反應性。實驗動物在不同溫度處於不同狀態。有人觀察9～10周齡ICR小鼠在10～30℃氣溫環境下的生理反應，發現小鼠的呼吸數、發熱量隨著氣溫的升高而呈直線下降。說明溫度可左右生理實驗的結果。
藥物（mg/kg）溫度（℃）15.527.0苯異丙胺197.090.0鹽酸脫氧麻黃堿111.033.2麻黃堿477.156.5
不適宜的環境溫度可使實驗動物處於應激狀態，從而出現對化學物質的急性毒性反應改變。如由卵白蛋白引起變態反應所致小鼠的過敏性休克的死亡率，隨著溫度升高而增加；麻黃堿等3種藥物在不同溫度條件下測得的LD50有較大差別（）。致癌、致畸、致突變以及免疫實驗的結果也受環境溫度的影響。
關於溫度影響各種動物實驗結果的原因雖尚有許多不明之處，但一般認為，暴露在高溫或低溫環境下的動物，對其神經係統、內分泌係統以及各種酶活性的亢進或抑製等均有影響。
（二）濕度
環境大氣濕度與環境溫度和氣流密切相關，並且對動物體熱的散發具有顯著影響。當環境溫度與動物體溫接近一致時，動物就隻能通過蒸發作用來放散體熱；而當環境大氣濕度達到飽和狀態時，動物體的蒸發過程就會停止，相應地也不能再放散體熱。
濕度是指大氣中的水分含量。按每立方米空氣中實際含水量表示時稱為絕對濕度。空氣中含水量占同等溫度下飽和含水量的百分比值稱為相對濕度。在一定範圍內，溫度越高飽和含水量越多。相對濕度在40%～70%之間動物最適應。實際使用的都是相對濕度，空氣十分幹燥時，相對濕度往往會低於30%。大多數溫血動物的皮膚尤其是黏膜就會感到幹燥不適。而超過60%時，人和部分在人類環境中營伴生活的溫血動物會感到體表蒸發不爽；部分溫血動物，尤其是在中南美洲熱帶雨林中生活的溫血動物會感到體表蒸發不爽。
在維持恒定溫度的條件下，動物舍內外溫差較大時，可使舍內溫度出現不平衡。例如，在冬季期間，舍內空氣中的水容易在牆麵和進氣管道表麵冷凝結露，而增加局部的相對濕度。須注意采取完善的隔熱措施，以消除此類現象。而在冬季和夏季所形成的較大溫差，都可使動物舍內部，溫、濕度的垂直和水平分布出現較大波動，以至在不同高度和不同方位的溫、濕度不均勻。須加強氣流調節，使之保持平衡。
空氣相對濕度與動物機體熱調節有密切關係。高溫高濕的環境對動物的熱調節極為不利，相對濕度高，微生物易繁殖，飼料和墊料易黴變，動物易患呼吸係統疾病。濕度20%而溫度為27℃時，大鼠易發生尾部環狀壞死，仔鼠發育不良，易出現哺乳母鼠咬仔現象。
（三）換氣次數及氣流速度
換氣次數、氣流速度以及氣流的分布，對溫度、濕度、空氣汙染等指標的控製有很大影響。
利用現代工程技術和設備，可按管理要求全麵控製動物舍內的空氣質量。主要設備是機械通風係統或空氣調節係統。根據經濟原則，換氣量可采用全外氣式更新，或回收部分排氣的再循環換氣式更新。更新的空氣都是通過各級過濾裝置，保證其溫度、濕度和潔淨度。從保持濕度、排淨臭氣和汙染粒子以及節省能量消耗等方麵考慮，一般以采用每小時更新10～20次為宜。但實際使用時，仍需根據所收容的動物表現狀態，按實際情況進行調整。
動物所處環境氣流速度的選擇，取決於其體重與體表麵積的比率。與人體相比，大多數實驗動物的比率值較大，氣溫、氣流對其體表溫度變化的影響也較大。對人的居住環境降溫，供暖的氣流速度，一般為10～25cm/s，降溫氣流取其下限，供暖氣流取其上限。對實驗動物則一般采取13～18cm/s。在動物舍內，由於籠格、籠架、設備等的布局差別，氣流的分布很難保證均勻和恒定。相應地會影響濕度和溫度的分布。