Abstract
The standard housing temperature in animal facilities is substantially below the lower critical temperature of mice. This does not only endanger animal welfare, it can also jeopardize scientific research as cold stress has a major impact on mouse physiology. There is some evidence that deep bedding, comparable to nesting material, can help mice to reduce heat loss. Whenever changes are applied to the cage environment, the potential impact on experimental results, including variation, needs to be assessed. An increased variation can result in a conflict between reduction and refinement, when more animals are needed for significance due to the housing design. The aim of this study was to assess the impact of different bedding volumes (0.5 L, 1.5 L and 6 L per type III cage) on mean values and coefficient of variation (CV) of physiological (pentobarbital sleeping time, blood and anatomical parameters) and behavioural parameters (open-field and novel object recognition tests) of group-housed female and male BALB/c and C57BL/6 mice. A larger bedding volume did not interfere with the CVs, but influenced mean values of organ weights and tail lengths. Mice housed on deeper bedding showed a significant reduction in adrenal, liver, kidney and heart weights as well as an increase in tail lengths; these anatomical changes are akin to warm adaptation, and were previously observed for mice housed under warmer environments. A larger bedding volume appears to be a sensible way to reduce cold stress for laboratory mice without increasing variation in experimental results.
La température habituelle des cages des installations pour animaux est substantiellement plus basse que la température critique inférieure des souris. Ce n'est pas seulement le bien-être de l'animal qui est menacé, mais également la recherche scientifique puisque le stress découlant du froid a un impact majeur sur la physiologie des souris. Certains signes montrent qu'avoir une litière profonde, notamment avec des matériaux de nidification, peut aider les souris à réduire leurs pertes de chaleur. Dès lors que des changements sont apportés à l'environnement de la cage, l'impact potentiel sur les résultats expérimentaux, y compris les variations, doit être évalué. Une variation croissante peut donner lieu à un conflit entre réduction et raffinement. En effet, davantage d'animaux peuvent alors s'avérer nécessaires pour que la recherche soit signifiante, en raison de la conception de la cage. L'objectif de cette étude était d'évaluer l'impact des différents volumes de litière (0.5L, 1.5L, 6L par cage de type III) sur les valeurs moyennes et les coefficients de variation (CV) des paramètres physiologiques (temps de sommeil avec pentobarbital, paramètres anatomiques et sanguins) et comportementaux (terrain ouvert et test de reconnaissance d'un nouvel objet)) chez des souris BALB/c et C57BL/6 mâles et femelles installées en groupe. Un plus grand volume de litière n'a pas interféré avec les CV, mais a influencé les valeurs moyennes du poids des organes et de la longueur de la queue. Une réduction significative du poids des glandes surrénales, du foie, des reins et du cur ainsi qu'une augmentation de la taille de la queue ont été observées chez les souris installées dans des litières plus profondes; ces changements anatomiques s'apparentent à une adaptation à la chaleur et ont déjà été observés chez les souris installées dans des cages plus chaudes. Un plus grand volume de litière semble constituer un bon moyen pour réduire le stress découlant du froid des souris de laboratoire sans augmenter les variations observées au niveau des résultats expérimentaux.
Mäuse werden im Labor standardmäßig weit unterhalb ihrer kritischen Temperatur gehalten. Dies läuft nicht nur dem Tierschutz zuwider, sondern kann zudem die wissenschaftliche Forschung gefährden, da Kältestress die Physiologie der Maus stark beeinflusst. Es existieren Hinweise darauf, dass tiefe Einstreu, wie Nistmaterial, Mäusen bei der Reduzierung von Wärmeverlust helfen kann. Werden in der Käfigumgebung Veränderungen vorgenommen, muss stets der potenzielle Einfluss auf die Versuchsergebnisse, einschließlich Variation, bewertet werden. Eine erhöhte Variation kann in einem Konflikt zwischen Reduzierung und Refinement resultieren, wenn mehr Tiere zur Gewährleistung relevanter Ergebnisse aufgrund der Gestaltung der Unterbringung benötigt werden. Ziel der vorliegenden Studie war die Bewertung des Einflusses unterschiedlicher Einstreumengen (0.5 L, 1.5 L, 6 L je Typ III-Käfig) auf Mittelwerte und Variationskoeffizient (CV) von physiologischen (durch Pentobarbital induzierte Schlafzeit-, Blut- und anatomische Parameter) und Verhaltensparametern (Open Field- und Novel Object Recognition-Test) von in Gruppen gehaltenen weiblichen und männlichen BALB/c- und C57BL/6-Mäusen. Eine größere Einstreumenge blieb ohne Einfluss auf die CVs, wirkte sich aber auf Mittelwerte von Organgewicht und Schwanzlänge aus. Auf tieferer Einstreu untergebrachte Mäuse zeigten eine signifikante Reduzierung von Nebennieren-, Leber-, Nieren- und Herzgewicht ebenso wie eine Zunahme der Schwanzlänge. Diese anatomischen Veränderungen entsprechen einer Thermaladaptation und wurden zuvor bereits bei unter wärmeren Bedingungen gehaltenen Mäusen beobachtet. Eine größere Einstreumenge dürfte demnach eine vernünftige Möglichkeit zur Reduzierung von Kältestress bei Labormäusen darstellen ohne größere Variation bei den Versuchsergebnissen hervorzurufen.
La temperatura estándar de las jaulas en las instalaciones para animales es significativamente inferior a la temperatura crítica mínima para roedores. Esto no solo pone en peligro el bienestar del animal, sino que también puede comprometer la investigación científica ya que el estrés por el frío tiene un gran impacto en la fisiología de los roedores. Existe evidencia que señala que una cama profunda, como el material para nidos, puede ayudar a los ratones a reducir la pérdida de calor. Cuando se hacen modificaciones en el entorno de jaulas, el impacto probable en los resultados experimentales, incluida la variación, deberá ser evaluado. Un aumento de la variación podría provocar un conflicto entre la reducción y el refinamiento, cuando se necesitan más animales para una mayor importancia debido al diseño de las jaulas. El objetivo de este estudio era evaluar el impacto de los distintos volúmenes de camas (0.5 L, 1.5 L, 6 L por tipo de jaula III) en valores medios y coeficiente de variación (CV) de parámetros fisiológicos (tiempo de sueño pentobarbital, sangre y parámetros anatómicos) y de comportamiento (prueba de reconocimiento de objetos nuevos y campo abierto) de ratones BALB/c y C57BL/6 machos y hembra enjaulados en grupo. Un volumen mayor de cama no interfirió con los CV pero influyó en los valores medios del peso de los órganos y la longitud de las colas. Los ratones con unas camas más profundas mostraron una reducción significativa del peso suprarrenal del corazón, riñones e hígado además de un aumento de la longitud de las colas; estos cambios anatómicos son similares a la adaptación del calor y se observaron previamente en ratones enjaulados en un entorno más cálido. Un mayor volumen de cama parece ser una forma sensata para reducir el estrés por el frío en ratones de laboratorio sin aumentar la variación en los resultados experimentales.
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