關(guān)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模型建立的倫理思考*

肖楚蘭 陳嬌嬌 郭冰潔 殷子斐 常運(yùn)立 李 柏

在歷年的研究過程中，不管是眾多的前瞻性研究還是動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，強(qiáng)有力的科學(xué)證據(jù)表明：運(yùn)動(dòng)已經(jīng)作為一種非侵入性和非藥理學(xué)的疾病防治方式在心血管、神經(jīng)、內(nèi)分泌等多種系統(tǒng)疾病的防治中發(fā)揮著積極作用[1]。

一個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)包含實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的種屬選取、運(yùn)動(dòng)模式的選擇，以及運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)頻率、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)長等運(yùn)動(dòng)元素的確定等多個(gè)環(huán)節(jié)。這整個(gè)過程中存在著一系列的倫理問題值得我們?nèi)ヌ接?，只有?duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物充分進(jìn)行倫理關(guān)懷，以及對(duì)其福利進(jìn)行充分地思考與落實(shí)，使其各項(xiàng)生理指標(biāo)達(dá)到最佳狀態(tài)，才能得到可信服的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[2]。研究人員也不會(huì)因自己不能很好地減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的痛苦而感到過多的愧疚與不安[3]。目前，已有部分國內(nèi)外學(xué)者對(duì)化學(xué)誘導(dǎo)的腸道炎癥動(dòng)物模型[4]、兔VX2肝癌模型[5]、顯微外科血管插管模型[6]、大腦損傷模型[7]、骨骼肌肉系統(tǒng)[8]等動(dòng)物模型進(jìn)行了倫理分析，然而沒有關(guān)于運(yùn)動(dòng)模型倫理思考方面的研究報(bào)道。筆者將結(jié)合自己既往的科研經(jīng)驗(yàn)，就實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模型建立過程中應(yīng)該注意的倫理關(guān)懷以及動(dòng)物福利等問題展開論述，以促進(jìn)研究人員更多地關(guān)注實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利，并將其運(yùn)用于動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模型的建立過程中。

1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理概念的提出是出于對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物人道主義的關(guān)注，以生命倫理準(zhǔn)則來規(guī)范動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，使人類能夠遵循相關(guān)倫理制度，減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)動(dòng)物所造成的傷害[9-10]。目前，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理廣為應(yīng)用的兩大基本準(zhǔn)則有3R原則以及5F原則。兩者切入點(diǎn)不同卻又相互補(bǔ)充，相輔相成，使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理更為全面和科學(xué)，而且將動(dòng)物福利的實(shí)現(xiàn)達(dá)到最優(yōu)化。

3R原則是針對(duì)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)而提出的實(shí)驗(yàn)原則：(1)減少(reduction)；(2)替代(replacement)；(3)優(yōu)化(refinement)[11]。3R原則主要聚焦于從根源上減少動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的倫理問題，包括實(shí)驗(yàn)前動(dòng)物的選擇以及減少實(shí)驗(yàn)的動(dòng)物數(shù)量。而5F原則是旨在提高動(dòng)物福利的一項(xiàng)基本原則，即減少動(dòng)物(尤其是受人類控制的)不必要的痛苦，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，也包括動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：(1)免受饑餓的自由(freedom from hunger and thirst)；(2)生活舒適的自由(freedom from discomfort)；(3)免受痛苦的自由(freedom from pain,injury and disease)；(4)免受焦慮的自由(freedom from fear and distress)；(5)表達(dá)天性的自由(freedom to express normal behavior)。5F原則的應(yīng)用更加傾向于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生存環(huán)境的改善與實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中的操作方法優(yōu)化[9]。

2 運(yùn)動(dòng)方案基本要素

一個(gè)完整的運(yùn)動(dòng)方案包括運(yùn)動(dòng)方式、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、運(yùn)動(dòng)頻率、持續(xù)時(shí)長。一般而言，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式主要包括跑步機(jī)跑步、游泳、負(fù)重爬梯、自愿輪跑以及挖洞[12-15]，其他還有電刺激蹲跳、電刺激仰臥起坐[16-17]等不常用的運(yùn)動(dòng)方式。根據(jù)運(yùn)動(dòng)能量代謝的不同可以分為有氧運(yùn)動(dòng)和無氧運(yùn)動(dòng)[18]。而從實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理角度而言，根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本性是否愿意參與這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，可以將運(yùn)動(dòng)方式歸類為強(qiáng)迫與自愿的運(yùn)動(dòng)模式[19]，這值得我們深入剖析與思考。

自愿運(yùn)動(dòng)主要包括自愿輪跑和挖洞，研究人員只需提供可記圈的跑輪或挖洞條件，動(dòng)物會(huì)基于本能而產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)行為。而強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)需要外界的刺激而進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，主要包括跑步機(jī)跑步、游泳、負(fù)重爬梯，其他不常見的還有電刺激蹲跳等。除了運(yùn)動(dòng)方式之外，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度是強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)特征性要素，跑步機(jī)跑步主要通過調(diào)整速度、時(shí)長和坡度；游泳通過改變時(shí)長和負(fù)重；負(fù)重爬梯則是調(diào)整爬梯角度、梯距和次數(shù)。運(yùn)動(dòng)頻率和持續(xù)時(shí)長在各種強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)方式之間基本無差別(運(yùn)動(dòng)頻率以每周5天～7天為主；持續(xù)時(shí)長≤6周為短期運(yùn)動(dòng)，>6周為長期運(yùn)動(dòng))[1]。而自愿運(yùn)動(dòng)不用考慮運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)頻率，持續(xù)時(shí)長則同強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)。

此外，運(yùn)動(dòng)方案還可細(xì)分為三個(gè)階段：適應(yīng)階段、訓(xùn)練階段、恢復(fù)階段。適應(yīng)階段是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在進(jìn)行任何運(yùn)動(dòng)形式的訓(xùn)練計(jì)劃之前都需要進(jìn)行的訓(xùn)練階段，在這一階段研究人員應(yīng)給予1周～2周時(shí)間讓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物循序漸進(jìn)地去適應(yīng)它們的運(yùn)動(dòng)環(huán)境。之后訓(xùn)練階段則按照制定的訓(xùn)練計(jì)劃進(jìn)行實(shí)施?；謴?fù)階段則包括實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之外的所有時(shí)間[1]。 動(dòng)物倫理與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模型建立的概覽圖，見圖1。

圖1 動(dòng)物倫理與實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模型建立

3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)模型相關(guān)倫理分析

3.1 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前的倫理

3.1.1 動(dòng)物種屬

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的選擇中，主要遵循3R的減少和替代原則[20]。對(duì)于運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)而言，它涉及到醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，包括心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等[21-23]。運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也包括常見的鼠、兔、犬、豬，甚至是猴，所以這就要求我們?cè)趯?shí)驗(yàn)動(dòng)物選擇中盡量以低等生物代替高等生物，預(yù)實(shí)驗(yàn)中更是應(yīng)當(dāng)以低等生物為主[24]。就目前而言，運(yùn)動(dòng)動(dòng)物模型造模一般選取鼠類，因?yàn)槭箢悓?shí)驗(yàn)動(dòng)物往往能滿足大部分實(shí)驗(yàn)的需要。此外，鼠類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物相較于其他高等實(shí)驗(yàn)動(dòng)物更為經(jīng)濟(jì)。但是，由于某些特別需求，更為高等的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也會(huì)被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)。例如，運(yùn)動(dòng)對(duì)于心血管系統(tǒng)的影響是目前運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的熱點(diǎn)之一。由于豬與人類的心臟在大小、結(jié)構(gòu)、工作原理上基本一樣，許多人員在研究運(yùn)動(dòng)對(duì)于心血管系統(tǒng)的影響時(shí)也會(huì)選擇豬作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。Zheng等[25]在研究運(yùn)動(dòng)對(duì)冠狀動(dòng)脈循環(huán)中的肌球蛋白磷酸酶的影響時(shí)便選擇了豬為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，此外，他們還在豬的左回旋支動(dòng)脈周圍放置了Ameroid收縮器，小型實(shí)驗(yàn)動(dòng)物將很難滿足這一點(diǎn)需求。

3.1.2 運(yùn)動(dòng)模式

對(duì)于運(yùn)動(dòng)模式的選擇而言，一般性干預(yù)條件如給藥、種植皮下瘤等在不影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)水平的前提下并不會(huì)影響運(yùn)動(dòng)模式的選擇。然而，當(dāng)我們將目光聚焦到動(dòng)物本身的意愿時(shí)，其中有許多問題值得我們深入探討?？梢哉f自愿模式是一種體育活動(dòng)模式，是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物出于新陳代謝需要或是出于運(yùn)動(dòng)本能的一種自愿行為。例如，Roemers等[12]根據(jù)鼠類挖洞的生活本能提供運(yùn)動(dòng)組小鼠食物顆粒、木屑或密度更高的材料的穴居條件，通過小鼠從洞穴中取出的基質(zhì)量來量化動(dòng)物所做的工作量。除此之外，自愿輪跑是提供運(yùn)動(dòng)組小鼠一個(gè)可記圈數(shù)跑輪來量化小鼠的運(yùn)動(dòng)量。相對(duì)于自愿模式，強(qiáng)迫模式更像是一種運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練模式，即有組織和有目的的體育活動(dòng)，是研究人員根據(jù)自己的需求而強(qiáng)加在動(dòng)物身上的一種訓(xùn)練方式[26]。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物每周甚至是每天在固定的時(shí)間需要完成固定的運(yùn)動(dòng)量，而這不是出于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本身的選擇。

從5F原則中免受痛苦、免受焦慮、表達(dá)天性三個(gè)角度而言，自愿性運(yùn)動(dòng)(如自愿輪跑、挖洞)相較于強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)(如跑步機(jī)跑步、游泳)給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物帶來更多的是天性的表達(dá)，而不是痛苦和焦慮，更不是求生欲所驅(qū)使下的運(yùn)動(dòng)。動(dòng)物本能運(yùn)動(dòng)行為即自愿性運(yùn)動(dòng)，相較于強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)，更加符合動(dòng)物倫理關(guān)懷與動(dòng)物福利的要求。此外，從實(shí)驗(yàn)角度而言，有研究分別檢測記錄了人類自愿性體力活動(dòng)和強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前后的血清皮質(zhì)酮和糞便皮質(zhì)酮代謝物含量變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)自愿性體力活動(dòng)所誘導(dǎo)的含量變化顯著低于強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。而這兩項(xiàng)指標(biāo)與動(dòng)物壓力應(yīng)激因素息息相關(guān)，這將會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)本身的可信度[26]。所以兩種運(yùn)動(dòng)模式所引起的其他應(yīng)激或者生理變化也應(yīng)當(dāng)納入運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)的研究之中。 另外一點(diǎn)值得思考的是，在強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)中，研究人員可以通過改變運(yùn)動(dòng)參數(shù)來精準(zhǔn)控制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度從而探索不同強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的影響。例如，Xie等[27]將雌性C57BL/6腦脊髓炎小鼠的中強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)干預(yù)建模方案設(shè)置為：小鼠每天游泳50分鐘，0%體重負(fù)荷，5天/周，6周以上。而高強(qiáng)度組采用4%體重負(fù)荷以改變運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。自愿性運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度只能通過儀器測得的數(shù)據(jù)來測算實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)量，不能夠有效地控制運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)長。

自愿運(yùn)動(dòng)相較于強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)更加符合5F原則，強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)也有其不可或缺的優(yōu)勢。研究人員應(yīng)當(dāng)在自愿運(yùn)動(dòng)與強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)之間探索一種折中的運(yùn)動(dòng)模式，同時(shí)滿足研究人員的實(shí)驗(yàn)需求以及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的倫理需求。而目前在進(jìn)行強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)時(shí)則更加應(yīng)當(dāng)關(guān)注運(yùn)動(dòng)干預(yù)過程中對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的倫理關(guān)懷。

3.1.3 運(yùn)動(dòng)劑量

對(duì)于運(yùn)動(dòng)劑量問題而言，其中最突出的問題便是運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的判定，目前對(duì)于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物最大運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的判定方法至今并未達(dá)到一個(gè)共識(shí)。盡管目前以錨定比例測量，如最大攝氧量、峰值攝氧量、最大心率和最大工作效率為主要測量方法。其他包括通氣閾、氣體交換閾、呼吸補(bǔ)償點(diǎn)、最大乳酸穩(wěn)態(tài)等也被嘗試應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的界定中[28]。動(dòng)物運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)缺少一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的判定。出于無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，缺少設(shè)備、減少實(shí)驗(yàn)損耗等原因，部分研究人員選擇直接參考文獻(xiàn)來決定自己研究的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，許多論文中甚至沒有提及實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的測定方式。這也將導(dǎo)致一個(gè)極其混亂的研究局面。

首先，不同實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的疾病造模在一定程度上也會(huì)影響到其運(yùn)動(dòng)能力。例如，在其他運(yùn)動(dòng)元素大致相同的情況下，Yi等[29]將C57BL/6J高脂飲食肥胖小鼠的中強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度設(shè)置為每次游泳20分鐘，而Xie等[27]的C57BL/6腦脊髓炎小鼠中強(qiáng)度游泳運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度為每次游泳50分鐘，肥胖小鼠的運(yùn)動(dòng)能力顯然遠(yuǎn)不及腦脊髓炎小鼠。盲目的以種屬為分類來參考運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度將會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生巨大偏差。即使是相同種屬的相同疾病模型也會(huì)因?yàn)榕蔚绕渌蛩氐牟煌a(chǎn)生較大誤差。這將會(huì)導(dǎo)致不規(guī)范、超劑量或不符合現(xiàn)實(shí)的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)被應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物帶來過多的負(fù)擔(dān)而造成潛在或顯性傷害，甚至?xí)斐蓪?shí)驗(yàn)動(dòng)物發(fā)生死亡的情況。所以研究人員都應(yīng)當(dāng)采取一個(gè)共同的測量方式對(duì)其實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行預(yù)測試從而確定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，而不是僅僅參考文獻(xiàn)資料而給自己的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物確定相同的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

其次，從測量方式上來講，氣體相關(guān)測量方式是通過呼吸氣體測試儀、固定跑臺(tái)、功率自行車、臺(tái)階、手搖功率計(jì)等來測量，該方式可以不斷重復(fù)使用，但是設(shè)備條件將限制部分實(shí)驗(yàn)室的使用[30]。而最大乳酸穩(wěn)態(tài)測量方式需要對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行采血來測定血液乳酸含量[31]，雖然簡單易操作，但是重復(fù)使用會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物造成一定傷害。

3.2 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的倫理思考

3.2.1 適應(yīng)階段

在適應(yīng)階段過程中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物需要習(xí)得如何在諸如聲音、燈光和電子沖擊等物理刺激的作用下，在某種形式的運(yùn)動(dòng)中調(diào)整自己的行為。一般而言，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在初次接觸游泳、跑步機(jī)跑步等強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)形式時(shí)會(huì)有很強(qiáng)烈的應(yīng)激反應(yīng)。而適應(yīng)階段能夠很好地將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物置于一種較為舒適的訓(xùn)練環(huán)境中，并且在適應(yīng)的前提下慢慢地減輕實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的一系列應(yīng)激反應(yīng)，包括痛苦、焦慮等負(fù)面情緒的產(chǎn)生，為后期實(shí)驗(yàn)動(dòng)物完成正式實(shí)驗(yàn)計(jì)劃打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這也更符合動(dòng)物福利以及動(dòng)物倫理的要求。在這一階段結(jié)束時(shí)，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也應(yīng)當(dāng)已經(jīng)能夠適應(yīng)相應(yīng)環(huán)境并按照實(shí)驗(yàn)計(jì)劃完成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方案。例如，Chan等[32]為了讓實(shí)驗(yàn)小鼠能夠完成10米/分鐘，持續(xù)60分鐘的跑步機(jī)跑步運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，他們?cè)谛∈蟮倪m應(yīng)階段，讓運(yùn)動(dòng)組最開始以6米/分鐘的可接受速度適應(yīng)訓(xùn)練方案，并在適應(yīng)期逐步提高到10米/分鐘,運(yùn)動(dòng)時(shí)間逐步延長至15分鐘/天，直到運(yùn)動(dòng)時(shí)間能夠達(dá)到60分鐘/天，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的漸進(jìn)式提升使小鼠逐步適應(yīng)了60分鐘/天的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。

3.2.2 訓(xùn)練階段

訓(xùn)練階段往往需要我們從細(xì)節(jié)上更加去關(guān)注動(dòng)物福利，主要遵循優(yōu)化原則，盡量將實(shí)驗(yàn)過程中的操作細(xì)節(jié)化，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的痛苦體驗(yàn)降到最小。由于自愿性運(yùn)動(dòng)是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物根據(jù)本能而進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)方式，所以此處筆者以常用的強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)為例展開介紹。

3.2.2.1 游泳

在水池中，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物原始的求生欲會(huì)促使其保持游泳狀態(tài)，不需要其他外力刺激強(qiáng)迫其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，見圖2A。為了提高實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在游泳過程中的舒適度，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的游泳水溫需要保持在一定的溫度(30℃左右)。待實(shí)驗(yàn)動(dòng)物游泳結(jié)束后應(yīng)立即用抹布將其擦干，并以輕撫等動(dòng)作來使其安定，減少其痛苦焦慮的情緒，這樣可以減少實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)意外情況，也是對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利的一種體現(xiàn)。與此同時(shí)，當(dāng)強(qiáng)迫式游泳運(yùn)動(dòng)涉及到中高強(qiáng)度或者高強(qiáng)度時(shí)，研究人員需時(shí)刻觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在Netto等[33]的雌性成年Wistar妊娠大鼠游泳實(shí)驗(yàn)中，他們讓大鼠在懷孕第7天～第20天進(jìn)行游泳，每天30分鐘，低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組1%體重負(fù)荷，中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組4%體重負(fù)荷，高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)組7%體重負(fù)荷。7%體重負(fù)荷如果超出了當(dāng)天大鼠的可承受范圍，大鼠可能會(huì)出現(xiàn)沉底、連續(xù)“冒泡”和游泳動(dòng)作明顯變形等情況。這時(shí)候需要及時(shí)確認(rèn)大鼠是否已達(dá)到力竭狀態(tài)并及時(shí)撈出，避免“嗆咳”甚至“溺亡”的情況發(fā)生。如果動(dòng)物發(fā)生嗆咳而導(dǎo)致其不能進(jìn)行下一步實(shí)驗(yàn)時(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的痛苦程度，研究人員需決定是否提前處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以減輕其所受的痛苦。

3.2.2.2 跑步機(jī)跑步

由于游泳運(yùn)動(dòng)的特殊性，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可能不得不游至“力竭”狀態(tài)以尋求生機(jī)。而不同于游泳運(yùn)動(dòng)，跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)(見圖2B)中更多存在的是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物配合度不夠的情況。這是因?yàn)榕懿綑C(jī)運(yùn)動(dòng)本來就屬于強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)范式，當(dāng)跑步機(jī)速度或坡度超出了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的舒適范圍，它們可能會(huì)因?yàn)樽约旱闹饔^意愿而出現(xiàn)配合度不夠的情況，即跑步減速或是直接停留在跑帶上。這種情況不僅僅會(huì)出現(xiàn)在高強(qiáng)度的跑步運(yùn)動(dòng)中，低強(qiáng)度、中等強(qiáng)度同樣也會(huì)出現(xiàn)不愿意奔跑的情況。這時(shí)候就需要一些外源刺激促使它們繼續(xù)奔跑。Kang 等[34]對(duì)他們的低、高強(qiáng)度組的雄性C57Bl/6衰老小鼠就會(huì)采取輕戳后腿或者輕微電擊刺激來迫使其繼續(xù)完成實(shí)驗(yàn)要求，該刺激也不能過大從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)動(dòng)物強(qiáng)烈的應(yīng)激狀態(tài)發(fā)生。但是，如果外源刺激也不能促使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物完成訓(xùn)練計(jì)劃，那么該運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可能已經(jīng)遠(yuǎn)超了實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可承受范圍，建議更改實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。

此外，相較于游泳運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的“嗆咳”和“溺水”，跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)對(duì)研究人員的注意力要求更高。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)動(dòng)物造成的傷害往往更為迅速，這里并不是指死亡，而是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物很有可能會(huì)在跑步機(jī)的夾縫中受傷，并因此不能完整結(jié)束實(shí)驗(yàn)計(jì)劃甚至發(fā)生死亡的情況，這也可能是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物本身并沒有意識(shí)到的危險(xiǎn)因素。此時(shí)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的處死是很必要的，這也將大大地增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的用量以及痛苦程度。

3.2.2.3 負(fù)重爬梯

負(fù)重爬梯(見圖2C)在實(shí)驗(yàn)過程中需要不斷地對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行調(diào)整以便實(shí)驗(yàn)動(dòng)物能夠完整地完成運(yùn)動(dòng)方案。同跑步機(jī)跑步一樣，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物很容易出現(xiàn)倦怠的情況，并影響實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程，需要研究人員進(jìn)行反復(fù)的刺激以迫使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物完成方案，研究人員施加的刺激應(yīng)當(dāng)相對(duì)輕柔，只要能夠驅(qū)使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行攀爬就已經(jīng)足夠。同時(shí)，負(fù)重爬梯實(shí)驗(yàn)的后期負(fù)重往往會(huì)逐步增加到體重的75%、90%，甚至是100%[35]，研究人員應(yīng)當(dāng)細(xì)心地觀察實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的爬梯狀況，以免其在實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中跌落受傷而不能完成后續(xù)訓(xùn)練計(jì)劃。雖然很難出現(xiàn)直接死亡的情況，但出于免除痛苦的原因，研究人員也應(yīng)當(dāng)處死受傷的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，這樣也會(huì)增加實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的用量。

3.2.3 恢復(fù)階段

該階段研究人員應(yīng)當(dāng)關(guān)注實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的身體狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可能因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而出現(xiàn)的生理不適或者是疾病等狀況。在此階段，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物也應(yīng)當(dāng)被提供很好的生活環(huán)境，包括足夠的空間、食物等，以便其很好地恢復(fù)從而進(jìn)行下一輪運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。

圖2 強(qiáng)迫性運(yùn)動(dòng)圖例及注意事項(xiàng)

3.3 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的處死取材

運(yùn)動(dòng)動(dòng)物模型的處死取材與其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型一致，一般采取吸入二氧化碳、靜脈或腹腔注射過量巴比妥類藥物、過量麻醉、麻醉后放血等方法，讓實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在無痛苦的環(huán)境中終止生命[5]。同時(shí)，在實(shí)施安樂死時(shí)不應(yīng)該讓其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物看到，以免其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物產(chǎn)生恐懼心理[36]。待所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物安樂死后，應(yīng)當(dāng)將其尸體包裹并置于冰柜內(nèi)暫時(shí)保存，之后進(jìn)行無害化處理，這不僅是生物安全的必須要求，也是人類對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物為人類健康事業(yè)貢獻(xiàn)出生命的一種感激的表現(xiàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理關(guān)懷的體現(xiàn)，這也能在一定程度上減輕研究人員對(duì)于處死實(shí)驗(yàn)動(dòng)物而感到的不安，甚至是倫理上的困惑[37]。

4 結(jié)語

運(yùn)動(dòng)作為一種有效的非藥物療法，其有效性已經(jīng)在多個(gè)系統(tǒng)疾病中得到證實(shí)，潛在研究價(jià)值巨大。尤其是運(yùn)動(dòng)療法的多靶點(diǎn)性使得其在疾病的防治過程中較傳統(tǒng)治療方式有著特殊的優(yōu)勢。然而，實(shí)驗(yàn)動(dòng)物運(yùn)動(dòng)干預(yù)的過程中涉及到的諸多倫理問題也應(yīng)當(dāng)引起研究人員的高度重視。對(duì)于生物或醫(yī)療領(lǐng)域的工作人員而言，對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物進(jìn)行倫理關(guān)懷是其高尚人文精神的體現(xiàn)，也是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的福音所在。