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实验动物科学:第二节 大鼠(Rat;Rattus norregicus)

一、生物学特性和解剖生理特点1.大鼠性哺乳钢,啮齿目,鼠科,大鼠属动物。2.繁殖快。大鼠2月龄时性成熟,性周期4天左右,妊娠期20(19~22),哺乳期21天,每天产仔平均8只,为全年、多发情性动物。3.喜啃咬、夜间活动、肉食,白天喜欢挤在一起休息,晚上活动大,吃…

一、生物学特性和解剖生理特点

1.大鼠性哺乳钢,啮齿目,鼠科,大鼠属动物。

2.繁殖快。大鼠2月龄时性成熟,性周期4天左右,妊娠期20(19~22),哺乳期21天,每天产仔平均8只,为全年、多发情性动物。

3.喜啃咬、夜间活动、肉食,白天喜欢挤在一起休息,晚上活动大,吃食多,因此白天除实验必须抓取外,一般不要抓弄它。食性广泛,喜吃各种煮熟的动物肉。对光照较敏感。

4.性情较凶猛、抗病力强。大鼠门齿较长,激恕、袭击抓捕时易咬手,尤其是哺乳期的母鼠更凶些,常会主动咬工作人员喂饲时伸入鼠笼的手。对外环境适应性强,成年鼠很少患病。一般情况下侵袭性不强,可在一笼内大批饲养,也不会咬人。

5.无胆囊:大鼠、、鹿、马、、象等动物没有胆囊,它们的总胆肝管括约肌的阻力很少,肝分泌的胆汁通过总胆管进入十二指肠,受十二指肠端括约肌的控制。

6.不能呕吐:因此药理实验时应予注意。

7.垂体一肾上腺系统功能发达,应激反应灵敏。行为表现多样,情绪敏感。

8.视觉、嗅觉较灵敏,做条件反射等实验反应良好,但对许多药物易产生耐药性。

9.大鼠血压和血管阻力对药物反应敏感,但对强心甙的作用较敏感性低671倍。

10.肝脏再生能力强,切除60~70%的肝叶仍有再生能力。

11.对营养、维生素、氨基酸缺乏敏感,可发生典型的缺乏症状。体内可以合成维生素C。

12.对炎症反应灵敏。它的眼角膜无血管。

13.生长发育期长,长骨长期有骨骺线存在,不骨化。

14.成年雌鼠在动情周期不同阶段,阴道粘膜可发生典型变化,采用阴道涂片法(Yaginal Smear Test)来观察性周期中阴道上皮细胞的变化,可推知性周期各个时期中卵巢、子宫状态与垂体激素的变动。

大鼠、小鼠动情周期阴道涂片的细胞变化特点见下表:

表2-1 阴道涂片的组织学变化

阶段经过时间(小时)卵巢变化细胞变化特点
小鼠大鼠 
动情前期(P)
(Proestrus stage)
1817-21卵泡加速生长全部是有核上皮细胞,偶有少量角化细胞
动情期(E)
(Estrus stag)
429-15卵泡成熟、排卵全部是无核角化细胞或间有少量上皮细胞
动情后期(M)
(Metestyus stage)
1210-14黄体生成白细胞、角化细胞、有核上皮细胞均有
动情期间(DI)
(Ciestrus stage)
48-7260-70黄体退化大量白细胞及少量上皮细胞和粘液

动情周期:小鼠120~144小时 大鼠96~120小时

15.大鼠(包括小鼠)心电图中没有S-T段,甚至有的导联也不见T波,如有T波也是与S波紧挨着,或在R波降支上即开始,以致看不到等电线的S-T段。但心电图其他成分稳定,重复性好。豚鼠以上较大的动物均有明显的S-T段,在选择动物品种时应以注意。

16.大鼠垂体较脆弱地附着在漏斗下部,不需要很大的吸力就可以除去而不破坏鞍膈和脑膜,适宜于制作去垂体模型。大鼠也很适于作肾上腺和卵巢等内分泌腺切除手术。

17.大鼠肠道较短,肠较大,但盲肠功能不发达。不耐饥饿,肠内能合成维生素C。双子宫。胸部和鼠蹊部各有三对乳头。胰腺十分分散,位于胃和十二指肠弯曲处。染色体为21对,寿命3~4年。

18.大鼠的体温39(38.5~39.5)℃,心跳频率475(370~580)次/分,呼吸频率85.5(66~114)次/分,通气量7.3(5-10.1)ml/分,潮气量0.86(0.6~1.25)ml,耗氧量2000mm3/g体重,麻醉时收缩压116(88~138)mmHg红细胞总数8.9(7.2~9.6)百万mm3,血红蛋白14.8(12~17.5)g/100ml血,白细胞总数:5000~15000/mm3,血小板10~30万/mm3,血容量占体重的7.4%,红细胞比重1.090,总蛋白7.2(6.9~7.6)g%。

二、在生物医学研究中的应用

1.神经-内分泌实验研究:垂体-肾上腺系统发达,应激反应灵敏,如可复制应激性胃溃疡模型。常用大鼠切除内分泌腺方法,进行肾上腺、垂体、卵巢等内分泌实验。

2.营养、代谢性疾病研究:大鼠是营养学研究的重要动物,曾用它作了大量维生素A、B、C和蛋白质缺乏等营养代谢研究。还常选用大鼠作氨基酸(苯丙氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、蛋氨酸、赖氨酸精氨酸)和钙、磷代谢研究。还可进行动脉粥样硬化淀粉样变性、酒精中毒、十二指肠溃疡,营养不良等研究。

3.药物学研究:大鼠血压和血管阻力对药物反应敏感,最适合于筛选新药和研究心血管药理。如常选用大量用直接血压描记法进行降压药的研究;灌流大鼠肢体血管或离体心脏进行心血管药理学实验;毒扁豆碱引起的大鼠升压反应实验模型,可用来研究影响肾上腺素能神经递质释放的药物。

4.肿瘤研究:大鼠可复制成各种肿瘤模型,是肿瘤实验研究最常用的实验动物。它特别易患肝癌,可用二乙基亚硝胺、二甲基偶氮苯(DAB)复制大鼠肝癌动物模型;用甲基苄基亚硝胺诱发复制大鼠食管癌等。

5.传染病研究:是研究支气管肺炎、副伤寒的重要实验动物。选用幼年大鼠进行流感病毒传代,进行厌氧菌细菌学实验,还可进行假结核、麻疯、霉形体病、巴氏杆菌病、葡萄球菌感染(用激素处理后)、念珠状链杆菌病、黄曲病、烟曲菌等真菌病等研究。

6.多发性关节炎和化脓性淋巴腺炎等的研究:大鼠足跖浮肿法是目前最常用的筛选抗炎药物的方法。大鼠的踝关节对炎症反应很敏感,常用它来进行关节炎的药物研究。

7.行为表现的研究:目前,大鼠已广泛应用于高级神经活动的研究。它具有行为情绪的变化特征,行为表现多样,情绪敏感。

8.中耳疾病和内耳炎的研究。

9.畸胎学研究和避孕药研究。

10.放射医学研究常选用大鼠。因其无胆囊,常用它作胆总管插管收集胆汁,进行消化功能的研究。

11.肝脏外科研究:由于大鼠肝脏的枯否氏细胞90%有吞噬能力,所以肝切除60~70%后仍能再生,常用于肝外科实验。

12.遗传学研究:大鼠的毛色变型很多,具有很多的毛色基因类,例如野生色(A)突变种[野生色等位基因(a)和白化等位基因(C)]、淡黄色(d)、粉红眼(p)、红眼(r)、银色(S)、沙色(sd)、黄色(e)、白灰色(wb)等,在遗传学研究中常可运用。

三、主要品种和品系

白化型大鼠在生物医学研究中占据着重要的地位,它是由野生褐家鼠(Rattu Norvegicus)和黑家鼠经驯化后所获得的变种,一般认为它起源于亚洲的温暖地区,特别是Caspina海沿岸的苏联地区,大约在18世纪传到欧洲,在1728~1730年到达英国,在1775年到达美国。开始时,大鼠在欧洲作为一种观察动物在家庭中驯养,大约在1850年前,首先用作营养学实验,1856年首先报告了用大鼠作肾上腺切术的实验观察,在1880年前就已培育出3种隐性毛色基因的纯合子:白化型、黑色非野生色和斑驳色,大约在19世纪末,这些隐性株系即被引进美国加以培育。随着生物医学研究需要,现在全世界已培育出100多个近交品生系(详见大鼠近交品系名称表)。常用的大鼠近交品系有十几个如ACI、BVF、F344、PA、M520、WAB、WAC、WKA、SD、RF等品系。常用的非近交的纯种大鼠有7种,其中以Wistar大鼠用得最多,我国医药研究中应用也比较广泛。此种大鼠白色,相当于小鼠的瑞士(Swiss)种。其他6种大鼠也较常用:Sherman大鼠,为白化鼠;Oshorne-Mendel大鼠,白化鼠;Sprague Dawley大鼠,白化鼠;Long Evans大鼠,应用最广泛,基因型为hh,头部毛斑如包头巾(hooded),基因型若为hhaa,则尾基部有黑色毛,一般黑白色;August大鼠,眼为粉红色,毛斑与hhaa相似,但此鼠基因为hhpp基因有冲淡作用,是淡化基因,此鼠用于药物和还培育了不少突变品系大鼠,在医学的各个领域中也得到了广泛应用,如癫痫大鼠,用玲声响刺激会旋转起舞数秒钟,一侧倒地,发作癫痫,与人类癫痫发作相似,适于研究人类癫痫病。又如高血压大鼠(Hypertension Rat):SHR大鼠由Okamoto和Aoki选育成功,正常大鼠收缩压110~120mmHg,育成后血压高达200mmHg。出生五周龄SHR大鼠血压可达150mmHg,成年后血压平均为170~180mmHg,最高可达200mmHg以上,因此SHR也可称为自发性高血压大鼠(Spontaneouslywww.lindalemus.com Hypertensive Rat),此鼠除有高血压自发率为100%特点外,还有高血压性心血管病变。适于人类的高血压病研究。目前培育成功的这类遗传性高血压大白鼠鼠种甚多,除上述由Okamoto等培育成功的京都种大白鼠(SHR)外,还有由Smirk等培育成功的新西兰种大白鼠(GHR),由Biachi等培育成功的米兰种大白鼠(MHS),由Dahl等培育成功的Brookhaven种高血压敏感大鼠(HSR)。此外,Okamoto还培育了一些亚系。遗传性高血压大白鼠寿命明显缩短。

采用大白鼠www.lindalemus.com/job/与家鼠杂交生的大灰鼠比纯种大白鼠较易引起听源性高血压,大灰鼠以选用120天年龄的为宜。大灰鼠长时期处于噪音或钥匙叮噹响声(Key-jingling)刺激造成听源性紧张情况下,可诱发神经源性高血压,它与人的高血压病相类似,适用于降压药物的筛选。

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