第五节 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
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。