作為恒溫動物的小鼠和人類都（dōu）要維持體（tǐ）溫恒定（dìng），環境溫度低（dī）時通過產熱，環境溫度高時通過散熱，來維持體溫的恒定。那麽某種恒溫動物何時需要產熱，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（xìng）溫度是指生物體不必通過產生或散發熱量就可以維持（chí）體溫恒定的溫度值。當環境溫度低於熱中性溫度時，生物體會啟動產熱（rè）；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（xíng）成的熱量，因此與有（yǒu）機體的體積正相關（體積越大細胞數（shù）越多）；而散熱則與機（jī）體的體（tǐ）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（de）比值來（lái）判定（dìng），比（bǐ）值越大，用（yòng）以維持體（tǐ）溫平衡所需產生的熱量也就（jiù）越（yuè）多。進化上，自然選擇會趨向於保（bǎo）留那些減少熱量散失的個體，以確（què）保動物盡可能減少在熱量上的消耗，因（yīn）此散熱快的動物相較（jiào）於散熱慢的動物，其熱中性溫度值會更高。如小鼠的體表麵積與體積比（bǐ）大概是人類的15倍（bèi）（0.3 vs 0.02）[1]。因此，雖然小鼠與人類具有相似的核心體溫都處在36-37°C範圍內（nèi），但小鼠的熱中性溫度約為30°C，要（yào）遠（yuǎn）高（gāo）於人類22°C。熱中性溫度環（huán）境（jìng）下，動物的體感舒適，故在環境溫度（dù）為30°C的設施內，小鼠的（de）體感最佳。

然而，為了（le）方便實驗人員和管理人員開展工作，並降低（dī）成本，小鼠通常被安（ān）置在低於（yú）其（qí）熱中性溫度的設施內。如，我國實驗動物環境設施國家標準（zhǔn）GB14925就（jiù）將小鼠飼（sì）養設施的環境溫度範（fàn）圍定在了20到26℃之間。在國標的指導下，各設施管理者通常會將環境溫度控製在22℃左右。這恰好是輕便著裝人類（lèi）的熱中性溫度（dù），故設施（shī）內的工作人員（yuán）感覺會（huì）非常舒適。當然，隻要食（shí）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）熱中性溫度的（de）環（huán）境下，會不會對小鼠的身體狀態（福利）和實驗（yàn）結果產生影響呢？如果會，那麽存在哪些影響呢？

首先，在行為上，成群飼養的小鼠會擠（jǐ）在一起以相互取暖，而小鼠熱衷（zhōng）於築巢的部分原因也是（shì）為了抵禦寒冷。其次（cì），生理上也會出現明顯的變（biàn）化，如環境溫度在30°C時，小鼠心率的平均值（zhí）約為375次/分，而在22°C的（de）設施內，其心率會增加至平均575次（cì）/分[2]。由於心率與血壓（yā）高度相（xiàng）關，故隨（suí）著心率上升，血壓（yā）也（yě）會（huì）隨之升高。此外，環境（jìng）溫度過低時，動物會通過（guò）增強（qiáng）交感神經活（huó）性以（yǐ）促進代謝來適應寒冷（lěng）的環境。交感神經係統激活時能量會從免（miǎn）疫係（xì）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（yǒu）利於生物體適應短期的寒冷暴露，但交感神經係統（tǒng）長期激活（huó）則最終會導致免疫係統的運作方式發生改變。表現為，在冷應急狀態下，免疫細胞代謝減少和（hé）通（tōng）過提高（gāo）體溫調定點（發燒）來（lái）抵禦入侵的（de）外來病原的能（néng）力減弱。由（yóu）此（cǐ）可見，22°C的設施環境溫度設置（zhì）顯然會對（duì）小（xiǎo）鼠的健康和福利（lì）產生（shēng）了不利的（de）影響。

有趣的是，人類的心率主要受迷走神（shén）經調節。但在22°C冷應急環境下飼養的小（xiǎo）鼠中（zhōng），卻無法（fǎ）觀察到迷走神經（jīng）對其心率有任何（hé）調控作用。隻有把小（xiǎo）鼠飼養設施的溫度（dù）提高到30°C時（shí），迷走（zǒu）神經對其心（xīn）率（lǜ）的調控作用才會顯現出來[3]。在現（xiàn）代世界中（zhōng），人類大部分時間都是在接（jiē）近熱中（zhōng）性的溫度下度過（guò）的，而作（zuò）為探索人類疾病使用最多的（de）實驗（yàn）動物——小鼠卻生活在遠低於其熱中性溫度的環境設施中。過低的環（huán）境溫度顯然也（yě）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（chǎn）生幹（gàn）擾。例如，與22°C的室溫條件相比，在30°C下（xià）飼養的高脂飲食小鼠會獲得更多的脂肪組織，肝細胞（bāo）會沉積更多脂質，葡（pú）萄糖不耐症也會升高且會有更多的脂（zhī）肪組（zǔ）織炎症發生。因此，我們可以說，當下有關小鼠的研（yán）究結果是其（qí）處在冷應激下的展示，將這樣的研（yán）究結果外推到處於舒適（shì）生活下的（de）人類顯然缺少合理性。

總之，當下小鼠所（suǒ）處（chù）的設施環境溫度遠低（dī）於其熱中性（最適）溫度（dù），這使得它們長期處於冷應（yīng）急狀態，不得（dé）不以激活交感神（shén）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。這種（zhǒng）環境溫度設置（zhì）顯然既降低了小鼠的福利，也影響著以其作為人類替難者而開展的科學研究的有效性。然而，全麵、一致和徹底地解（jiě）決小鼠設（shè）施溫度過低問題卻麵臨著如下兩個（gè）障礙。首先，將設施溫度從22°C提高到30°C會麵臨著巨大的投入和運行成本增加（jiā）（需要更多的取暖設備和能源花（huā）費）；其次， 30°C室溫對動物設施（shī）內的工作人員來（lái）說相當具有挑戰（zhàn）性，在某些情況下甚（shèn）至可能是危險的。

顯（xiǎn）然（rán），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福利和安全受到威（wēi）脅之間做出選擇是困（kùn）難的。因此，目前這個問題還沒有解決方（fāng）案，或許我們可以（yǐ）從（cóng）籠器具的（de）設計上尋找突破（pò）口，比如開發（fā）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.