只要是活着的动物,均会产生热量。

热是动物“做功”的结果,亦即体内营养物质燃烧(氧化反应)所得的能量,在“做功”过程中浪费掉的部分即以热放出。

这里讲的动物的“功”,包括肌肉运动、体内蛋白质和核酸等高分子的合成、维持神经系统机能等维持生命所必要的一切活动。

即使是效率再高的动物,将能量100%转变为功是不可能的。转化效率的高低,依个体或细胞而异,功与热成正比。

另一方面,动物的“状态”依功而异。因而可以说是状态决定着热量。因此,如果测定出现的热量变化,即可知体内状态的变化。

18世纪80年代,法国化学家拉瓦锡利用冰量热器,证明了由于动物体内发生氧化反应,生成二氧化碳和水,产生同耗去的氧相应的热量。但自此以后,几乎没有听到量热器在生物方面的应用。

东海大学医学系山村雅一教授的研究小组,一直在进行着用小鼠通过热测定来研究动物状态的各种实验。

小鼠固有的节律

把3只10周龄的雄鼠分别放入量热器中,测定其放出热量的变化。量热器中准备好充分足水和食料,还设置可让其活动的滚轮。经常有新鲜空气从通气孔流入。设有窗子,以便小鼠能区别出昼夜来。

通过观察,小鼠放出的热量存在着昼夜节律性,夜间多,白天少,由此可以明白小鼠为夜行性动物。

此外,还可知节律存在着个体差异。这些小鼠从外观来看虽然完全无法区分,但节律却具有个性。而且,同一种个体,不管测定时间的长短,其个体特有的特性曲线总是相同的。因此,反过来可通过特性曲线识别个体。

评定镇痛剂的效果

所谓节律,不外是中枢神经机能的表现。如果节律发生变化或紊乱,即可认为小鼠发生了某种“不适”。

实际上,如不供给食料或不供给水,放出热量的节律即发生紊乱。

疼痛时情况又怎样呢?如果受伤,预料不会待着不动。通常,小鼠受伤时,可以从观察其对伤口又咬又舐的动作来推断其受伤的程度及恢复的时期。,

山村教授研究组给小鼠喂醋酸诱发伤害,测定了放出热量的变化。

把31只小鼠分成4组,7只喂生理食盐水(对照),8只单喂醋酸,8只单喂阿斯匹林,余下的8只先喂阿斯匹林后喂醋酸。喂生理食盐水的这一组几乎未见有节律的紊乱,醋酸组则观察到节律紊乱。喂醋酸与阿斯匹林的这一组,显示节律大体正常。单用阿斯匹林的这一组,可观察到节律的紊乱。

喂醋酸后节律明显发生紊乱,即使小鼠行动恢复正常,其节律恢复正常仍需5日左右。

如事先喂以镇痛剂阿斯匹林,观察到节律的紊乱小,或完全不紊乱,节律大体接近正常状态*

意味深长的是,如单喂阿斯匹林,不喂醋酸,也出现节律的紊乱,这启示我们,如没有伤痛,须慎用镇痛剂。

由此可见,可通过热测定判定药物的效果及其必需量。看来也可用于研究吗啡等麻醉剂的药效及其上瘾的副作用。

部分肝脏切除与生药

其次,切除小鼠的部分肝脏,研究手术后节律的紊乱要多长时间才能恢复正常。

对3只健康的小鼠施行了部分肝脏切除手术,其中一只不久就大体恢复正常,其余全在第10天恢复原来状态。作为对照实验,单是开腹未切除肝脏的小鼠,其节律仅稍有紊乱。

而2星期前开始喂掺有朝鲜人参生药的食料的两只小鼠,手术后恢复很快,可以看出,节律立即恢复正常。

中药或生药本来就是以改善或恢复全身机能而不是局部机能的处方。热测定或许会成为观察中药药效的有效方法。

另外,测定全身麻醉状态下放出的热量,随着麻醉的加深,放出热量减少,不久即减为零。至于睡眠状态,则明显地不同。通过拉小鼠的尾巴,观察其热量的放出,也可判明减低痛感的麻药的作用,

活个体多次有效

该方法的主要优点,在于既不须与动物直接接触,又无须“破坏”动物,同一个体可多次使用,并可在鲜活状态下进行判断。

以往,动物实验的数据可以说是“无记名”的,为了除去个体差异,就必须取很多样品,进行统计性处理。

山村教授说,“如果取得了个体的资料,在判定其特性的同时,可以借各个实体的热测定,进行不致死、无多大痛苦的动物实验”。

他说,今后还准备继续用糖类和矿物质含量高的食料、脂肪含量高的食料以及维生素等喂养,以研究营养成分的功效等, ·

[科学朝日(日),1994年2月]