作（zuò）為恒溫動物的小鼠和人類都要維持體溫恒定，環境溫度低時通過產熱，環境溫（wēn）度高時通過散（sàn）熱，來維持體溫的恒定。那麽某種恒（héng）溫動物何時需要產熱，何時開啟散熱呢？這（zhè）主要取決於該物種的熱中性溫度。

熱中性溫度是指生物體不（bú）必通（tōng）過（guò）產生或散發（fā）熱量就可以維持體（tǐ）溫（wēn）恒（héng）定的溫度值。當環境溫度低（dī）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（yīn）此與有機體的體積正相關（體積越大（dà）細（xì）胞數越多）；而散熱（rè）則與機體的體表麵積正相關，體表麵積越大，散熱越快。故恒溫動物維持體溫平衡的能力可以用其體表麵積（jī）與體積的比值來判定，比值越大，用以維持體溫平衡所（suǒ）需產生的熱量也就（jiù）越多（duō）。進化上，自然（rán）選擇會趨向於保留那些減少熱量散失的個體（tǐ），以確保（bǎo）動物盡可能減少在熱量（liàng）上的消耗，因此散熱（rè）快的動物相較（jiào）於散熱慢的動物，其熱中性溫度值會更高（gāo）。如小鼠的（de）體表麵積與體積比大概是人類的15倍（0.3 vs 0.02）[1]。因此，雖然小鼠與人類具有（yǒu）相似的核心體溫都處在（zài）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（lèi）22°C。熱中性溫度環境下，動物的體感舒適，故在環境溫度（dù）為（wéi）30°C的設施內（nèi），小鼠的體感最佳（jiā）。

然而，為了方便實驗（yàn）人員和管理人員開展工作，並降低成本，小（xiǎo）鼠通常被安置在低（dī）於其熱中性（xìng）溫度（dù）的設施內。如，我國實驗動物環境設施（shī）國家標準GB14925就將小鼠飼養設（shè）施的環境溫度範圍定（dìng）在了20到26℃之間。在國（guó）標的指導下，各設施管理者通常會將環境溫度控製在22℃左右。這恰好是輕便著（zhe）裝人類的熱中性溫（wēn）度，故設施內（nèi）的工作（zuò）人員感覺會非常舒適。當然（rán），隻要食物充（chōng）足、外加有可以築（zhù）巢的材料和適應的時間，小鼠在（zài）20°C下（xià）也能（néng）很好（hǎo）地生存。但（dàn）總（zǒng）是處（chù）於低於熱中性（xìng）溫度的環境下，會不會對小鼠的（de）身體狀態（福利）和實驗結果（guǒ）產生影響（xiǎng）呢？如果會，那麽存在哪些影響呢？

首先，在（zài）行為上（shàng），成群飼養的小鼠會擠在（zài）一起以相互取暖，而小鼠熱（rè）衷於築巢的部分原（yuán）因也是為了抵禦寒冷。其次，生理（lǐ）上也會出現明顯的變化，如（rú）環境溫度在30°C時，小鼠心率的平均值（zhí）約為375次/分，而在（zài）22°C的（de）設施內（nèi），其心率會增加至平均575次/分[2]。由於心率與血壓高度相關，故隨著心率上升，血壓也會隨之升高（gāo）。此外，環境溫度過低時，動（dòng）物會通過增強交感神經活性以促進代謝來適應寒冷的環境。交感神（shén）經係統激活（huó）時能（néng）量會從免疫係統挪走用於生產熱量，因此會對免疫係統產生抑製作用。盡管這種反應有利於（yú）生物體適應短期的寒冷暴（bào）露，但交感神經係統長期激活則最終會導致（zhì）免疫係統的運作方式發生改變。表現為，在（zài）冷應急（jí）狀態（tài）下，免疫細胞代謝減（jiǎn）少和通過提高體（tǐ）溫調定點（發燒）來抵禦（yù）入侵的外來病原的能力減弱。由（yóu）此可見，22°C的設施環境溫度設置顯然會對小鼠（shǔ）的健（jiàn）康和福利產生了不利的影響（xiǎng）。

有趣的是，人類的心率主要受迷走神經調節。但在22°C冷應急環境（jìng）下（xià）飼養的小（xiǎo）鼠中，卻無法觀察（chá）到迷走神經對其心率有任何調控作用。隻有把小鼠飼養設施的溫度提高到30°C時，迷走神經對其心率的調控作用才會顯現出（chū）來[3]。在現代世界中，人類大部分時間都是在接近熱中性的溫（wēn）度下度過的，而作（zuò）為探（tàn）索人類疾病使用最多（duō）的實驗動物——小鼠（shǔ）卻生（shēng）活在遠低（dī）於其熱中（zhōng）性溫度的環境設施（shī）中。過低（dī）的（de）環境溫度（dù）顯然也會對以小鼠為實（shí）驗對象開展的（de）藥物臨床前（qián）評估實驗結果產生幹擾。例如（rú），與22°C的室溫（wēn）條件相比，在30°C下（xià）飼（sì）養的高脂飲食小鼠會（huì）獲得更多的脂肪組織，肝細胞會沉積更多脂質，葡萄糖不耐症也會升（shēng）高且會有更多的脂肪組織炎症發（fā）生。因此，我們可以說，當下有關（guān）小鼠的研究（jiū）結果是其處在冷（lěng）應激（jī）下的展示（shì），將這樣的研究結果外推到處於舒適（shì）生活下的人（rén）類顯然（rán）缺少合理性。

總（zǒng）之，當下小鼠所處的（de）設施環境溫度遠低於其熱（rè）中性（最適）溫度，這使得它們長期處於冷（lěng）應（yīng）急狀態，不得不以激活交感神經係統、提升心率和血壓，進而燃燒更多的能量為代價來維持其體溫恒定。這種環境溫度設置（zhì）顯然既降（jiàng）低了小鼠的福（fú）利，也影響著以其作為人類替難（nán）者而開展的科學研究的有效性。然（rán）而，全麵、一致和徹底地解決小鼠設（shè）施溫度過低問題卻麵臨著如下兩個障礙。首先（xiān），將設施溫度從22°C提高到（dào）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（nuǎn）設備和能源花費）；其次， 30°C室溫對（duì）動物設施內的工作人（rén）員來說相當具有挑戰性（xìng），在某些情（qíng）況下甚至可能（néng）是危險的。

顯然，在實驗動物福利和科學研究結果有效性與經濟成本增加和從業人員（yuán）福利和安全受（shòu）到威脅之間做出選擇（zé）是（shì）困難的（de）。因此，目前這（zhè）個問題還沒有解決方案，或許我們可以從籠器具的設計（jì）上尋找突破口，比如開發可單獨控溫的籠器具或者籠盒。

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.