热应激对ICR雌性小鼠体质量和脏器系数的影响*

田永路 李 娜 田 祯 曾申明 朱德生

(1. 北京大学实验动物中心，北京 100871)(2. 中国农业大学动物科技学院，北京 100193)

外界环境中有多种因素可以导致动物产生应激反应，如营养、管理等，但是温度的变化是最主要的因素[1]。热应激是指处于高环境温度中的动物机体对于热环境对机体提出的任何要求所做的非特异性的生理反应的总和[2]。在热应激反应过程中，不同的动物组织器官或细胞表现出对热应激反应具有差异性，一些组织细胞对热应激产生耐受性，而不耐受的组织细胞由于热应激的刺激出现损伤，甚至导致细胞死亡[3]。目前研究热应激影响家畜繁殖性能的较多，如Lee报道[4]，热应激可以使母牛的受胎率降低，而Wilson[5]研究发现热应激会抑制小母牛排卵前卵泡的发育。然而，至今热应激对各个脏器的影响程度及脏器系数少有报道。

本研究从热应激对不同脏器的影响角度出发，通过对脏器系数计算比较，判断热应激对脏器影响的先后顺序，从而为今后抗热应激药物的研发提供可靠的数据支持和有力动物实验范式。

1 材料和方法

1.1 动物选择与分组

4周龄的SPF级ICR小鼠92只，雌性，购自北京维通利华实验动物技术有限公司提供，实验动物生产许可证号：SCXK-(京)2021-0006。小鼠饲养于北京大学实验动物中心屏障环境内，相对湿度40%～70%，温度22～26 ℃，在设施内适应3 d后进行实验。实验分为对照组(25 ℃)和热应激处理组(42 ℃)。本实验已通过北京大学福利审理审查，审查编号：LAC-zhuDS-1。

1.2 仪器

生化培养箱、CO2检测仪、电子体温计、离心机、眼科剪、眼科镊子和电子天平JM6102(Max=610 g，d=0.01 g)购自余姚纪铭称重校验设备有限公司，用于称动物体质量；电子天平BS 223S(Max=220 g，d=0.001 g)和电子天平BS 124S(Max=120 g，d=0.1 mg)购自北京赛多利斯仪器系统有限公司，分别用于称量心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏及子宫和卵巢的质量。

1.3 实验设计

选取92只SPF级4周龄ICR雌性小鼠，随机分成两组：对照组和热应激组。对照组26只小鼠饲养于屏障环境内，室内温度25 ℃，相对湿度40%～70%；热应激组66只小鼠，每天分两批放入42 ℃(实测温度在41～43 ℃)的生化培养箱中热应激3 h，热应激期间小鼠自由采食和饮水，热应激结束后将小鼠放回屏障环境饲养，重复4周，期间每周随机取对照组和热应激组小鼠进行样本收集，取样情况见表1。电子天平称量安静状态下小鼠体质量，并记录；采用1.25%的三溴乙醇过量麻醉对小鼠进行安乐死处理，然后解剖采取小鼠卵巢、子宫、心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏并进行称质量。

表1 实验方案

脏器的获取与称质量：取一平板泡沫放于实验台上，先用75%乙醇进行消毒。对所使用的手术器械进行消毒处理。将处死后的小鼠置于泡沫板上，用大头针固定好小鼠的四肢，小鼠腹部朝上，用75%乙醇对小鼠腹部消毒。剪开腹部，依次摘取卵巢、子宫、脾脏、肝脏、肾脏、心脏和肺脏，剔除表面脂肪、筋膜及吸净表面血迹后称质量。为了避免人为因素造成的测量误差，采取固定人员、固定仪器和固定测量方法的措施[6]。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 热应激对雌性小鼠体质量的影响

在进行热应激处理后，小鼠出现精神萎靡、贪睡、腹部和颈部多汗等现象。与对照组相比，经过长时间的热应激处理，小鼠体质量出现明显下降(P<0.01)，如表2所示。热应激3 h/d，在第7天、第14天、第21天和第28天时分别记录小鼠体质量，发现热应激组的小鼠体质量显著低于对照组，体质量下降均值分别为4.06 g、5.93 g、4.51 g和7.13 g。

表2 热应激对雌性小鼠体质量的影响

2.2 热应激对雌性小鼠生殖脏器系数的影响

热应激3 h/d，在处理7 d、14 d、21 d和28 d后，发现热应激组小鼠的子宫系数均不存在显著性差异(P>0.05)，而卵巢系数在处理后的第28天显著高于对照组小鼠(P<0.05)。对子宫和卵巢两个生殖脏器系数观察，发现热应激组小鼠的百分比，在第7天、第14 天、第21天和第28天时，略高于对照组(表3)。

表3 热应激对雌性小鼠生殖脏器系数的影响

2.3 热应激对雌性小鼠实质性脏器系数的影响

从表4中可以看出，热应激3 h/d，在第7天时，热应激组小鼠的肝脏系数极显著低于对照组(P<0.01)，脾脏系数显著低于对照组(P<0.05)，而心脏、肺脏和肾脏系数高于对照组，但与对照组之间不存在显著差异(P>0.05)；在第14 天时，热应激组小鼠的心脏系数显著高于对照组(P<0.05)，肺脏系数极显著高于对照组(P<0.01)，而其他脏器系数之间不存在显著差异(P>0.05)；在第21天时，热应激组小鼠的肝脏系数显著低于对照组(P<0.05)，而其他脏器系数之间不存在显著差异(P>0.05)；在第28天时，热应激组小鼠的心脏系数极显著高于对照组(P<0.01)，肾脏和肺脏系数显著高于对照组(P<0.05)，肝脏系数显著低于对照组(P<0.05)，而脾脏系数低于对照组，但与对照组之间不存在显著差异(P>0.05)。

表4 热应激对雌性小鼠实质性脏器系数的影响

3 讨论

一些研究发现，热应激后会导致猪采食量和体质量下降以及SD大鼠热应激会使其摄食量明显下降，饮水量增多[7-8]。大多数研究认为高温会促进蛋白质加速分解代谢，使机体出现负氮平衡，造成体质量下降。本研究发现对照组小鼠体质量随周龄呈递增趋势，而热应激组小鼠体质量实验期间基本维持在20 g左右，与对照组小鼠体质量之间存在差异显著，这与之前报道一致。本研究还发现热应激处理组可以造成小鼠卵巢和子宫的实际质量下降，这与Rozenboim[9]发现热应激会造成蛋鸡卵巢质量下降的结果相一致，但是对于子宫和卵巢两个生殖脏器系数的观察，在第7天、第14天、第21天和第28天时发现热应激组小鼠的百分比，略高于对照组，推测原因为热应激组小鼠体质量较小，虽然卵巢和子宫的实际质量下降，但脏器系数反而升高，说明当小鼠受到外界的刺激时，首先对生殖系统进行保护，以保持其繁殖的能力。实质性脏器损伤顺序为最先受到影响的是肝脏和脾脏，其次是心脏和肺脏，最后影响到肾脏。以上结果进一步说明动物机体受到外界刺激时，优先保护泌尿生殖系统，以确保后代繁衍。具体原因还需进一步研究探讨。

本研究以小鼠为研究对象，热应激对不同脏器影响，通过对脏器系数的比较，发现了热应激对于动物机体脏器损伤的规律，为以后的抗热应激药物的研发提供了可靠的数据支持和有力的动物实验范式。