作為恒溫動物的小（xiǎo）鼠和人類（lèi）都（dōu）要（yào）維持體溫恒定，環境溫度低時通過產熱，環境溫（wēn）度高時通過散熱，來維持體溫的恒定。那麽某種（zhǒng）恒溫動物何時需要產（chǎn）熱，何時開啟散熱呢？這主要取決於該物種的熱中性溫度。

熱中性溫度（dù）是指（zhǐ）生物體（tǐ）不必（bì）通過產生或散發熱量就可以維持體溫恒定（dìng）的溫度值。當環（huán）境溫度低於熱中性溫度時，生物體會啟動產熱；而環境溫度高於熱中性溫度時，生物體則會啟動散熱。產熱主要靠細胞代謝形成的熱量，因此與有機體（tǐ）的（de）體積正相關（體（tǐ）積越大（dà）細胞數越多）；而散熱則與機體的體表麵積正相（xiàng）關，體表麵積越大，散熱（rè）越快。故恒溫（wēn）動物維持體溫平衡的能力可以用其體表麵積與體積的比值來判定，比（bǐ）值越大，用以維持體溫平衡所需產生的熱量也就越多（duō）。進化上，自然選擇會趨向於保留（liú）那些減少熱量散失的個體，以確保（bǎo）動物（wù）盡可能（néng）減少在熱量上的消耗，因此散熱（rè）快的動物相（xiàng）較於散熱慢的動物，其熱（rè）中性溫度值會更高。如小鼠的體表麵（miàn）積（jī）與體積比（bǐ）大概是人類的15倍（0.3 vs 0.02）[1]。因此，雖然小鼠與人類具有相（xiàng）似的核心體溫都處在36-37°C範圍內，但小鼠的熱中性溫度約為30°C，要遠高於人類22°C。熱（rè）中性溫度環境下，動物的體（tǐ）感（gǎn）舒適，故在環境溫度為30°C的設施內，小鼠的體（tǐ）感最佳。

然而，為了方便實驗人員和管理人員開展工（gōng）作，並（bìng）降低成本，小鼠通常（cháng）被安置在（zài）低於其（qí）熱（rè）中性溫度的設施內。如，我國實驗動物環境設施國家標準（zhǔn）GB14925就將小鼠飼養設施的環（huán）境溫度範圍定在（zài）了20到26℃之間。在國標的指導下，各設施管理者通常（cháng）會（huì）將環境溫度控製（zhì）在22℃左右（yòu）。這恰好是輕便著裝人（rén）類（lèi）的熱中性（xìng）溫度，故設（shè）施內（nèi）的工作（zuò）人員感覺會非常舒適。當然，隻要食物充足、外加有可以築巢的材料和適應的時間，小鼠在20°C下也能很好地生存。但總是處於低於（yú）熱中（zhōng）性（xìng）溫度的環境下，會不會對小鼠的身體狀態（tài）（福利）和實驗結（jié）果產（chǎn）生影響（xiǎng）呢？如果會，那麽存在哪些影響呢？

首先，在行（háng）為上，成群飼養的小鼠會擠在一起以相互（hù）取暖（nuǎn），而小鼠熱衷於築巢的部分原因也是為了抵禦寒冷（lěng）。其次，生理上也會出現明（míng）顯的變化，如環境溫度在30°C時（shí），小鼠心率的（de）平（píng）均值約為375次/分，而在22°C的設施內，其心率會增加至平（píng）均575次/分[2]。由於心率（lǜ）與血壓高度相關，故隨著心率上升，血壓也會隨之升高。此外，環境溫度過低時，動物會通過增強交感神經活性（xìng）以促進代謝來適應寒冷的環境。交（jiāo）感神（shén）經（jīng）係統激活時能量會從免疫係（xì）統挪走用於生產（chǎn）熱量，因此會對免疫係統產生抑製作用。盡管這種反應有利於生物體適應短期的（de）寒冷暴露（lù），但交感神經（jīng）係統長期激（jī）活（huó）則最終會（huì）導致免疫係統的運（yùn）作方（fāng）式發生改（gǎi）變。表（biǎo）現為，在冷應急狀態下，免疫細胞（bāo）代謝減少和通過提高體（tǐ）溫調定點（發燒）來抵禦入侵的外來病原的能力（lì）減弱。由此可見，22°C的設施環境溫度設置顯然（rán）會對小鼠的健（jiàn）康和福利（lì）產生（shēng）了不利的影響。

有趣的是，人類的心率主要受迷走神經（jīng）調節。但在22°C冷應（yīng）急環境下飼養的小鼠中，卻無法觀察到迷（mí）走神經對其心率有（yǒu）任（rèn）何調控作用。隻有把小（xiǎo）鼠飼養設施的溫（wēn）度（dù）提高到30°C時，迷走神經對（duì）其心率的調控作用才會顯現出來[3]。在現代世界中，人類（lèi）大部分時間都是在接近熱中（zhōng）性的溫度下度過（guò）的，而作為探索人類疾病使用（yòng）最多的實驗動物——小鼠卻生活在遠低於其熱中性溫度的（de）環境設施中。過低的環境溫度顯然（rán）也會對以小鼠為實驗對象開展的藥物臨床前（qián）評估實（shí）驗（yàn）結果產（chǎn）生（shēng）幹擾。例（lì）如，與22°C的室（shì）溫條件相比，在30°C下飼養的高脂飲食小鼠會獲得更多（duō）的脂肪（fáng）組織，肝細胞會（huì）沉積更多脂質，葡（pú）萄糖不耐症也會升高（gāo）且會有更多的（de）脂肪（fáng）組（zǔ）織炎症發生。因此，我們可以說，當下有（yǒu）關小（xiǎo）鼠的研（yán）究結果是其處在（zài）冷應激下的展示，將這樣的研究（jiū）結果外（wài）推到處於舒適生活下的人類顯然缺少合理性。

總之，當下小鼠所處的設施環境溫度遠低於其熱中性（最適）溫度，這使得它們長期處於冷應（yīng）急狀態，不得不以激活交（jiāo）感神經係統、提升心率和血壓，進而燃燒更多的能量為代價來維持其體溫恒（héng）定（dìng）。這（zhè）種環境溫度設置顯然既降低了小鼠的福（fú）利，也影（yǐng）響著以其作為人類（lèi）替難者而開展的科學（xué）研究的有效（xiào）性。然而，全麵、一致和徹底地解決小鼠設（shè）施溫度過低問題（tí）卻麵臨著（zhe）如下兩個障礙。首先，將設施溫度（dù）從22°C提（tí）高到30°C會麵臨著巨大的投入和運行成（chéng）本增加（需要更多的取暖設備和能源花費）；其次， 30°C室溫對動物設施（shī）內的工作人員（yuán）來說相當具有挑戰性，在某些情況下甚至可能是危險的。

顯然，在實驗動物福（fú）利（lì）和科學研究結果有效性與經（jīng）濟成本（běn）增加和從業人員福利和安全（quán）受到威（wēi）脅之間做出（chū）選擇（zé）是（shì）困難的。因此，目（mù）前（qián）這（zhè）個問題還沒（méi）有解決方案，或許我們可以從籠（lóng）器具的設計上（shàng）尋找突破口，比如開發可單獨控溫的籠器具或者（zhě）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.