신속한 암모니아 생성

Lab Animal 52권, 130~135페이지(2023)이 기사 인용

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측정항목 세부정보

우리는 다양한 수준의 침구가 개별적으로 환기되는 마우스 케이지(유로 표준 유형 II 및 III)의 케이지 내 암모니아 수준에 영향을 미치는지 조사하려고 했습니다. 우리의 목표는 정기적인 2주 케이지 교체 간격을 사용하여 암모니아 수준을 50ppm 미만으로 유지하는 것입니다. 사육에 사용되거나 4마리 이상의 마우스를 수용하는 데 사용되는 작은 케이지에서 우리는 문제가 있는 케이지 내 암모니아 수준을 측정했으며, 이러한 케이지의 상당 부분은 케이지 교체 주기가 끝날 무렵 50ppm 이상의 암모니아 수준을 보였습니다. 흡수성 목재 칩 침구의 수준이 50% 증가하거나 감소한 경우 이러한 수준은 크게 감소하지 않았습니다. 케이지 유형 II와 III의 마우스는 비슷한 수용 밀도로 사육되었지만 더 큰 케이지의 암모니아 수준은 더 낮게 유지되었습니다. 이 발견은 단순히 바닥 공간이 아니라 공기 질을 제어하는 ​​데 있어서 케이지 부피의 역할을 강조합니다. 현재 훨씬 더 작은 헤드스페이스를 사용하는 새로운 케이지 디자인이 도입되면서 우리 연구에서는 주의가 필요합니다. 개별적으로 환기되는 케이지를 사용하면 케이지 내부 암모니아 문제가 감지되지 않을 수 있으며 케이지 교체 간격이 충분하지 않은 경우를 선택할 수도 있습니다. 오늘날 사용되는(세계 일부 지역에서는 의무화되는) 농축의 양과 유형을 설명하기 위해 설계된 현대식 케이지는 거의 없으며, 이는 케이지 부피 감소와 관련된 문제를 가중시킵니다.

개별 환기 케이지(IVC) 시스템에 실험실 설치류를 수용하면 동물과 사육사 모두의 환경이 표면적으로 개선됩니다. 기존의 개방형 케이지 하우징과 비교하여 IVC는 동물 집단에서 감염이 빠르게 확산되는 위험을 줄이는 동시에 온도, 습도 및 공기 질과 관련하여 케이지의 미기후를 더 효과적으로 제어할 수 있습니다1,2. 동물 관리인의 경우, 우리에서 공기를 차단하면 알레르기 유발 물질의 확산이 줄어들고, 냄새가 제거되며, 동물에게 투여될 수 있는 잠재적으로 독성이 있는 화합물로부터 보호하는 물리적 장벽이 도입됩니다3,4,5. 케이지의 공기 질은 높은(활성) 환기율6을 통해 쉽게 유지됩니다. 동시에 훨씬 더 많은 양의 공기를 관리하는 실내 환기를 줄여7 전력 비용을 절감할 수 있습니다. 결과적으로 개방형 케이지와 비교하여 IVC 시스템은 난방, 환기 및 냉방 시스템이 직원 이외의 동물 시설에서 가장 큰 운영 비용이라는 점을 고려할 때 시설 관리 비용 절감과 같은 다른 이점을 제공합니다8,9. 이는 케이지 내 환경 개선10에 힘입어 케이지 교체 주기가 2주로 연장되어 훨씬 더 많은 비용 절감 효과를 가져오는 것과 결합됩니다.

중요한 것은 IVC 시스템이 케이지 내 암모니아(NH3) 축적을 줄이는 데 있어서 필터 상단 케이지 등보다 우수한 것으로 나타났습니다11,12,13. 우리 안에 있는 사람들이 흘린 박테리아는 소변에서 요소(CO(NH2)2)를 대사하여 암모니아(NH3)14,15를 형성할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 이 프로세스는 손상된 환경을 만듭니다16,17. 암모니아는 약한 염기로 유기 물질을 부식시키며 에어로졸 형태로 퍼집니다. 포유류 종은 공기 중의 아주 미세한 농도의 NH3도 유해한 냄새로 감지하도록 진화했습니다. 대부분의 사람들은 10ppm보다 훨씬 낮은 NH3 농도를 감지할 수 있습니다(참조 18). NH3의 공기 중의 물방울이 상기도와 눈 주위의 점막과 반응함에 따라 암모니아는 불편함을 유발합니다19,20. 시간이 지남에 따라 부식성 손상이 나타나 인간과 동물의 건강에 부정적인 영향을 미칩니다21,22,23,24. 고농도의 NH3에 노출되면 신체는 폐 손상을 방지하기 위해 기침 및 호흡률 변화와 같은 반응을 보이게 됩니다25.

대부분의 국가에서는 작업자의 암모니아 노출을 제한하는 직업적 노출 제한을 두고 있지만(종종 근무일 평균 20~25ppm으로 설정되며 단기간 동안에는 더 높은 수준이 허용됩니다26,27,28), 현재 동물에 대한 합의된 제한은 없습니다. 실험용 쥐 같은 거죠. 침구가 ​​오염된 우리에 NH3가 쌓이는 것이 실험실 동물 시설의 역사적 관리 문제라는 점을 감안할 때, 쥐의 NH3 노출 효과에 대한 수많은 연구가 수행되었습니다29. 케이지 내 NH3의 낮은 수준이 설치류 건강에 미치는 영향에 대해 상충되는 증거가 있는 반면, 적어도 우리가 알고 있는 한 부작용(주로 상기도/비강의 병변)을 발견하지 못한 보고는 없습니다. NH3 수준이 50ppm을 초과하는 개별 환기 환경에 설치류를 수용할 때(참조 22,23,30,31,32). 결과적으로 이 값은 Silverman et al.33에 의해 케이지가 늦어도 교체되어야 하는 수준으로 제안되었습니다.