作為恒溫動物的小鼠（shǔ）和人類都（dōu）要維持體溫恒（héng）定，環境溫度低時通過產熱，環（huán）境溫度高時（shí）通過散熱，來維持體（tǐ）溫（wēn）的恒定。那麽（me）某種（zhǒng）恒溫動物（wù）何時需要（yào）產熱，何時開啟（qǐ）散熱呢？這主要取決於該物種的熱中性溫（wēn）度。

熱中性（xìng）溫度是指生物體不（bú）必通過產生或散發熱量就可以維持體溫恒定的（de）溫度值。當環境溫度低於熱中性（xìng）溫度時，生物體會啟動產（chǎn）熱；而環境溫度高於（yú）熱中性溫度時，生（shēng）物體則（zé）會啟動散熱。產熱主要靠細胞代謝形成的（de）熱量，因此與（yǔ）有機體的體積正相關（體（tǐ）積越大細胞數越多）；而散熱則與機體的體表麵積正相關，體表麵積越大，散熱越快（kuài）。故恒溫動物維持體溫平衡的能力可以用其體表麵（miàn）積與體積的比值來判（pàn）定，比值越大，用以維（wéi）持體溫平衡（héng）所需產生的熱量也就越多。進（jìn）化上，自然選擇會趨向（xiàng）於保留那（nà）些（xiē）減少熱量散失的個體，以確保動物盡可能減（jiǎn）少在熱量上的消耗，因此散熱快的（de）動物相較於散熱慢的動物，其熱中性溫度值（zhí）會更高。如小鼠的體表麵積與體積比大（dà）概是人類的15倍（0.3 vs 0.02）[1]。因此，雖然小鼠（shǔ）與人類具有相似的核心體溫都處在36-37°C範圍（wéi）內，但小鼠的熱中性溫度約為30°C，要遠高（gāo）於（yú）人類22°C。熱（rè）中性溫度環境下，動物（wù）的體感舒適，故在環境溫度為30°C的設施內，小鼠（shǔ）的體感最佳。

然而，為了方便實驗人員和（hé）管理人員開展工作，並降低成本，小鼠（shǔ）通常被（bèi）安置在低於其熱中性溫度的設施內。如，我國實驗動物環境設施國（guó）家標準（zhǔn）GB14925就將小鼠飼養設施的環境溫度範圍定在了20到26℃之間。在國標的指導下（xià），各設施管理（lǐ）者通（tōng）常會將環境溫度控製在22℃左右。這恰好（hǎo）是輕便著裝人類的熱中性溫度，故（gù）設施內（nèi）的工作人員感（gǎn）覺會非常舒適。當然，隻要食物充足、外加（jiā）有可以築巢的材（cái）料和（hé）適應的時間，小鼠在20°C下也能很好地生存。但（dàn）總是處於低於熱中性溫度的環境下，會不會對小鼠的身（shēn）體狀態（福利）和（hé）實驗結果產生影響呢？如果會（huì），那麽存在哪些影響呢？

首先（xiān），在行（háng）為（wéi）上，成群飼養的小鼠會擠在一起以相互取暖，而小鼠熱衷於築巢的部分原因也（yě）是為了抵禦寒冷。其（qí）次，生理上也會出現明顯的變化，如環境溫度在30°C時，小鼠心率的（de）平（píng）均值約（yuē）為375次/分，而在22°C的設施內，其心率會（huì）增加至平均575次/分[2]。由於心率與血壓高度相關，故隨著心率上升，血壓也會（huì）隨之升高。此外，環境溫度過低時，動物會通過增強交感神（shén）經活性以促進代謝來適應寒（hán）冷的環境。交感（gǎn）神經係統激活時能（néng）量會從（cóng）免疫係統挪走用於生產熱量，因此會對免疫係統產生抑製（zhì）作用。盡管這種反應有利（lì）於生物體適應短期的寒冷暴露，但交感神經係統長期激活則最終會導致免疫係統（tǒng）的運作方式（shì）發生改變。表現為，在冷應急狀態下，免疫細胞代謝減少（shǎo）和通過提高（gāo）體溫調定點（發燒）來抵禦（yù）入侵的（de）外來病原的能力減弱。由此可見，22°C的設（shè）施環境溫度設置顯然會對（duì）小鼠的健康和福利產生了不利的影響。

有趣的是，人（rén）類的心率主要受迷（mí）走神經（jīng）調節（jiē）。但在22°C冷應急環境下飼養的小鼠中，卻無法觀察到迷走神經對其心率有任何調（diào）控作用。隻有把（bǎ）小鼠飼養（yǎng）設施的溫度提高到30°C時，迷走神經對其心率的調控作用才會顯現出來[3]。在現代（dài）世界中，人類大部分時間都是在接近熱中性的溫度下度過的，而作為探索人類疾病使用最多的（de）實（shí）驗動物——小鼠卻生活在（zài）遠低於其（qí）熱中性溫度的（de）環境設施中。過低的（de）環境溫（wēn）度顯然也會對以小鼠為實驗對象開展的藥物臨床前評估實驗結果產生幹擾（rǎo）。例如，與22°C的室溫條件相比，在30°C下飼養的高脂飲食小鼠會獲得（dé）更多的脂肪組織，肝細（xì）胞會沉積更多脂質，葡萄糖不耐症也會升高且會有更多的脂肪組織（zhī）炎症發生。因此，我們（men）可以說（shuō），當下有（yǒu）關小（xiǎo）鼠的研究結果是其處在冷應激下的（de）展示，將這樣的研究結果外推到處於舒適生活下的人類顯（xiǎn）然缺少（shǎo）合理性（xìng）。

總之，當下小鼠（shǔ）所處的設（shè）施環境溫（wēn）度遠低於其熱中性（最適）溫度，這使（shǐ）得它（tā）們長期（qī）處於冷（lěng）應急狀態，不得不以激活交感神經係統、提升心率和血壓，進而燃燒更多的能（néng）量為代價來維持其體溫恒定。這種環（huán）境溫度設置顯然既降低了小鼠的福利，也影響（xiǎng）著以其作為人類替（tì）難者而開展的科學研究的有效性。然而，全（quán）麵、一致和徹底地解決小鼠設施溫度（dù）過低問題卻麵（miàn）臨著如下兩個障礙。首先，將（jiāng）設施溫度從22°C提高到30°C會麵臨著巨大的投入和運行成本增加（jiā）（需要更多的（de）取暖設備和能源花費）；其次， 30°C室溫（wēn）對（duì）動物設施內的工作人員來說相當具有挑戰性，在（zài）某些情況下（xià）甚至可能是危險的。

顯然，在實驗動物福利和科學研究結果（guǒ）有效性與經濟成本增加和從業人員福利和安全受到威脅之間做出選擇是困難的。因此，目前這個問題還沒有解決方案，或許我們可以（yǐ）從籠器具的設（shè）計上尋找突破口，比如開發可單獨控溫的籠器具或（huò）者籠盒。

參考文獻

1.Seeley, R.J. and O.A. MacDougald, Mice as experimental models for human physiology: when several degrees in housing temperature matter. Nat Metab, 2021. 3(4): p. 443-445.

2.Gordon, C.J., The mouse thermoregulatory system: Its impact on translating biomedical data to humans. Physiol Behav, 2017. 179: p. 55-66.

3.Swoap, S.J., et al., Vagal tone dominates autonomic control of mouse heart rate at thermoneutrality. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2008. 294(4): p. H1581-8.