營養(yǎng)對實驗動物的影響

1、營養(yǎng)對實驗動物的影響,一、實驗動物的營養(yǎng) 二、各種實驗動物的營養(yǎng)需要特點 三、影響營養(yǎng)需求的因素 四、飼料的配方和制備 五、影響飼料品質(zhì)的因素,營養(yǎng)素：對食物或飼料中所包含的各種營養(yǎng)物質(zhì)統(tǒng)稱為營養(yǎng)素（nutrients,一、實驗動物的營養(yǎng),動物需要的營養(yǎng)物質(zhì)達(dá)數(shù)十種，可以概括為六大類,水 蛋白質(zhì) 脂肪 碳水化合物（包括纖維素,礦物質(zhì) 維生素,水,1.水的生理功能,2.缺水對實驗動物的危害,1.水的生理功能,任何生物都離不開水,水對實驗動物的生存至關(guān)重要。 水約占實驗動物體重的50-70%,是一切組織、細(xì)胞和體液的組成成分。 體內(nèi)物質(zhì)的輸送、組織器官形態(tài)的維持、滲透壓調(diào)節(jié)和體溫調(diào)節(jié)、生化反應(yīng)與排

2、泄等活動的進(jìn)行,都有賴于水的參與,2.缺水對實驗動物的危害,當(dāng)實驗動物體內(nèi)水分減少8%時, 就有失水表現(xiàn), 嚴(yán)重干渴、食欲喪失、黏膜干燥、抗病力下降、蛋白質(zhì)和脂肪分解加強; 水分減少10%時,會引起嚴(yán)重的代謝紊亂; 水分減少20%, 將導(dǎo)致動物死亡。 因此, 缺水比缺飼料對實驗動物健康的危害更嚴(yán)重。一定要保證給實驗動物供應(yīng)充足的飲水,實驗動物的飲水,實驗動物的飲用水應(yīng)符合衛(wèi)生部門頒發(fā)的人飲用水的質(zhì)量和衛(wèi)生指標(biāo)。 實驗動物飲用水應(yīng)由新鮮、純凈的水源直接提供。 微生物質(zhì)量等級不同的動物應(yīng)供應(yīng)與其級別相適應(yīng)的飲用水，這些飲用水通常都采用高壓、過濾、酸化等滅菌處理措施。 對于清潔級及其以上級別的實驗動

3、物來說，其飲用水必須經(jīng)過高溫高壓滅菌處理。亦可應(yīng)用酸化水（pH2.5-3.0,各種動物每日的飲水需要量,蛋白質(zhì)及氨基酸,蛋白質(zhì)是生命的起源，一切生命過程都與蛋白質(zhì)代謝有關(guān)。蛋白質(zhì)是動物維持生命、生長發(fā)育、繁殖不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì),蛋白質(zhì)由氨基酸組成，飼料中的蛋白質(zhì)必須分解成氨基酸，才能被吸收。 氨基酸又分為必需氨基酸和非必需氨基酸兩大類。前者是動物體內(nèi)不能合成或合成速度及數(shù)量不能滿足正常生長需要，必須由飼料中供給的氨基酸；后者是體內(nèi)能合成，不需要由飼料中供給的氨基酸。不同動物對必需氨基酸需求的種類存在差異,蛋白質(zhì)的生理功能和缺乏癥,氨基酸平衡與氨基酸失衡,氨基酸平衡，是指日糧氨基酸組分之間的相對

4、含量與動物機體氨基酸需要量之間比值較為一致的相互比例關(guān)系,氨基酸失衡，一種或幾種必需氨基酸過多或過少，相互間比例與動物的需要不一致，從而造成飼料利用率降低，生長遲緩、繁殖力下降的現(xiàn)象,蛋白質(zhì)（氨基酸）的互補作用,不同飼料含的必需氨基酸比例不同。將不同飼料混合應(yīng)用，取長補短，可以提高其營養(yǎng)價值，使其必需氨基酸的比例符合機體的需要。這種作用稱為蛋白質(zhì)（氨基酸）的互補作用,來源: 實驗動物學(xué)教程(2009,脂 肪,脂肪分成真脂肪和類脂。 真脂是指甘油和脂肪酸組成的甘油三酯。 類脂除了C、H 、O元素以外還有N 、S 、 P,脂肪的生理功能,必需脂肪酸的功能 脂肪的功能 磷脂的功能 膽固醇的功能,必需

5、脂肪酸的功能,定義:指機體不能合成的一些多不飽和脂肪酸,如亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等。 功能：必需脂肪酸缺乏引起發(fā)育緩慢、停止，生殖能力下降，泌乳量減少，脫毛等。也是磷脂的重要組成部分，通過它而發(fā)揮生理功能。花生四烯酸是體內(nèi)合成前列腺素、血栓素、白三烯的前體，而前列腺素、血栓素、白三烯又是廣具生理功能的物質(zhì)。膽固醇與之結(jié)合后才能在體內(nèi)運轉(zhuǎn)、正常代謝,脂肪的生理功能,氧化供能：脂肪是生物體所需能量的一種來源。 儲存能量：儲存于皮下、大網(wǎng)膜、腸系膜等處。脂肪作為儲能物質(zhì)有它的優(yōu)越性：儲存量大 ，（一般可占體重的1020），儲存量可高達(dá)10多公斤。 單位重量的脂肪所占的體積小。 單位重量的脂肪產(chǎn)能

6、又多。所以脂肪是理想的儲能物質(zhì)。 保護(hù)機體：減少摩擦、御寒等,脂肪的生理功能,1g脂肪在體內(nèi)徹底氧化約產(chǎn)生37.7KJ能量，比氧化1g糖或蛋白質(zhì)所產(chǎn)生17KJ的能量要多一倍以上,脂肪的生理功能,脂肪儲存時很少與水結(jié)合。每儲存1g脂肪僅占體積1.2ml，而以糖原形式儲存的糖，以親水形式存在，含水量多，儲存1g糖原其所占體積約是脂肪的四倍,脂肪的生理功能,脂肪儲存在皮下，又因脂肪不易導(dǎo)熱，可防止熱量的散發(fā)，從而保持體溫，所以胖人不怕冷；又因脂肪儲存在大網(wǎng)膜等重要的臟器的周圍，像一個軟墊，起緩沖作用，從而對內(nèi)臟起保護(hù)作用,磷脂的生理功能,與蛋白質(zhì)結(jié)合形成脂蛋白，構(gòu)成各種膜，維持細(xì)胞或細(xì)胞器的形態(tài)功能

7、。 由于存在不飽和脂肪酸，生物膜具有良好的流動性和通透性。 與神經(jīng)興奮有關(guān)，腦磷脂與血液凝固有關(guān)。 是血漿脂蛋白的組成成分，穩(wěn)定脂蛋白。 其他,膽固醇的生理功能,是細(xì)胞和細(xì)胞器膜的成分，與膜的通透性有關(guān)，保持酶促反應(yīng)。 血漿脂蛋白的組成成分，攜帶甘油三酯和膽固醇酯在血液中運輸。 合成維生素D3膽汁酸的原料。 是維持“噬異變細(xì)胞白細(xì)胞”不可缺少的物質(zhì)，抗癌功能。 是神經(jīng)纖維間重要的絕緣體,碳水化合物,碳水化合物是由碳、氫、氧三種元素組成的一類化合物，其中氫和氧的比例與水分子中氫和氧的比例相同，因而被稱為碳水化合物，又稱糖類。根據(jù)分子結(jié)構(gòu)的繁簡，碳水化合物分為單糖、雙糖和多糖三大類,單糖是最簡單的

8、碳水化合物，易溶于水，可直接被人體吸收利用。最常見的單糖有葡萄糖、果糖和半乳糖。 雙糖是由兩分子單糖脫去一分子水縮合而成的糖，易溶于水。它需要分解成單糖才能被身體吸收。最常見的雙糖是蔗糖、麥芽糖和乳糖。 多糖是由許多單糖分子結(jié)合而成的高分子化合物，無甜味，不溶于水。多糖主要包括淀粉、糊精、糖原和膳食纖維,碳水化合物的生理功能,1、 保護(hù)蛋白質(zhì)不被蛋白酶消化 2、 控制細(xì)胞膜的通透性 3、 起節(jié)省蛋白質(zhì)的作用 4、 保證脂肪的充分氧化 5、 解毒作用 6、 作為合成生物大分子的前體 7、 提供膳食纖維,維 生 素,維生素是一大類化學(xué)結(jié)構(gòu)與生理功能各不相同的物質(zhì)。它們既不參與機體組成也不提供熱能、

9、主要起控制、調(diào)節(jié)代謝作用的有機物。實驗動物對它們的需要量甚微，但卻是必不可少的物質(zhì),維生素種類很多，各種維生素也各具獨特作用，營養(yǎng)學(xué)常按其溶解性分為脂溶性與水溶性維生素二大類。脂溶性的有維生素A、D、E、K，水溶性的有維生素B族，包括B1、B2、B6、B12、煙酸、葉酸、泛酸、膽堿，另有維生素C等,維生素的生理功能、缺乏癥和來源,礦 物 質(zhì),飼料在550600高溫下灼燒后，剩下的灰分即為礦物質(zhì)。到目前為止，已知其中有二十種左右的元素對動物機體有重要作用，是構(gòu)成機體組織，維持生理功能和生化代謝所必不可少的物質(zhì),礦物質(zhì)元素按其在動物機體內(nèi)的含量可分為常量元素和微量元素。機體中含量大于0.01%者為

10、常量元素，如鈣、磷、鈉、鉀、氯 、鎂與硫等。 機體中含量小于0.01%者為微量元素，已確認(rèn)維持正常生命活動不可缺少的必需微量元素有銅、鈷、氟、鐵、碘、錳、鉬、鎳、硒、硅、錫、釩和鋅等,礦物質(zhì)的功能,礦物質(zhì)是構(gòu)成機體組織的重要材料。 礦物質(zhì)可調(diào)節(jié)體液平衡。 礦物質(zhì)可維持機體的酸堿平衡。 礦物質(zhì)是酶系統(tǒng)的活化劑，如氯離子于唾液淀粉酶，鎂離子于磷酸化酶等,礦物質(zhì)在動物維持生理功能和生化代謝過程中起著必不可少的作用。 如：缺鈣會造成幼畜的佝僂病 缺鐵易患貧血 缺硒引起雞的滲出性素質(zhì)，白肌病,二、各種實驗動物的營養(yǎng)需要特點,各種實驗動物營養(yǎng)需要 各種實驗動物營養(yǎng)需要特點,各種動物營養(yǎng)需要(維持飼料,各種

11、動物營養(yǎng)需要(生長繁殖,各種實驗動物營養(yǎng)需要特點,大小鼠: 大鼠和小鼠對營養(yǎng)需要大致相同。 粗蛋白質(zhì)要求在20%以上，消化能15910KJ/kg。 為提高繁育母鼠的受孕率，飼料中應(yīng)有足夠的維生素E。 大小鼠自身能夠合成維生素C，無須在飼料中特意添加,各種實驗動物營養(yǎng)需要特點,豚 鼠 屬草食動物，懷孕期長，成熟較晚。飼粗蛋白含量要求20%左右。 由于盲腸發(fā)達(dá)，能有效地消化利用粗纖維，飼料粗纖維在16%左右。如果粗纖維量不足，豚鼠會出現(xiàn)排糞障礙和脫毛現(xiàn)象。 豚鼠體內(nèi)不能合成維生素C，必須在飼料中添加。豚鼠對維生素C缺乏特別敏感，缺乏時可致壞血病，生殖力下降，甚至造成死亡。每只豚鼠每日需補10mg維

12、生素C，繁殖階段需補充30mg,各種實驗動物營養(yǎng)需要特點,兔 亦屬草食動物。兔飼料中粗纖維含量不低于15%，一般飼料中加入一定量干草，以提高粗纖維比例，這對防止兔腹瀉至關(guān)重要。粗蛋白質(zhì)比例也在15%左右。 兔日糧應(yīng)補充精aa和賴aa。對缺鈣有較強的耐受能力。雖然其腸道微生物可以合成維生素K和大部分B族維生素，但繁殖時仍需額外補充維生素K,各種實驗動物營養(yǎng)需要特點,犬 肉食動物，飼料中粗蛋白含量要求達(dá)到25-30%，飼料中動物性蛋白應(yīng)占全部蛋白質(zhì)食物的1/3。犬能耐受高脂肪日糧，要求日糧含有一定量的不飽和脂肪酸。而粗纖維相對比例低一些。 犬對維生素A、D、B1、B2需要量較大,各種實驗動物營養(yǎng)需

13、要特點,猴 屬于非人靈長類，食性與人相近，對營養(yǎng)要求比較高。 一般以面粉、豆粉、玉米粉、雞蛋、食鹽等制成餅干作為主食。 猴飼料中粗蛋白質(zhì)含量占24-26%左右。猴對維生素C特別敏感，如果缺乏可造成牙齦出血，精神萎靡，長期缺乏或不足會導(dǎo)致死亡。 每天定量供給新鮮水果和蔬菜，或在主食中加入維生素添加劑，可以避免猴維生素缺乏癥的產(chǎn)生,三、影響營養(yǎng)需求的因素,1.遺傳因素,不同品種品系的動物因遺傳基因的表達(dá)程度不同而影響營養(yǎng)的需求，例如近交系小鼠與封閉群小鼠 ，對蛋白質(zhì)飼料的需求，近交系小鼠要更高些,一些突變系動物，如ODS大鼠因為基因突變造成L_谷氨酸氧化酶的缺乏，使ODS大鼠無法合成維生素C，這個

14、品系的大鼠也就與其它品系的大鼠不同，需補充維生素C,2.生理狀況,動物在不同的生理狀況中，如生長、懷孕、創(chuàng)傷或泌乳時，對營養(yǎng)需求會有所不同，個體需從飼料中獲取額外的營養(yǎng)，以滿足胎兒的生長、發(fā)育，組織的合成或修補，吸取制作乳、蛋、毛的原料,在實驗動物中如產(chǎn)后發(fā)情配種的小鼠，如帶仔多，營養(yǎng)供應(yīng)不上，母鼠會發(fā)出信號，使受精卵停留于輸卵管而不在子宮著床，這樣就使小鼠的懷孕期大大延長，而營養(yǎng)好帶仔少的母鼠，則會在1921天內(nèi)，按正常的懷孕期產(chǎn)仔,3.環(huán)境因素,環(huán)境因素會改變動物的營養(yǎng)需求。就恒溫動物而言，若暴露在較低的溫度下，動物必須產(chǎn)生較多的熱能以維持體溫的恒定。反之，在高溫環(huán)境中，動物采食欲望會下降

15、，此時應(yīng)提供高營養(yǎng)水平的飼料，使動物獲得足夠的養(yǎng)分,又如動物可由鍍鋅的籠盒表面接觸到鋅元素，而飼養(yǎng)在平板底網(wǎng)上的動物，就有更多的機會攝取到糞便中的額外養(yǎng)分,4.微生物狀態(tài),在正常飼養(yǎng)條件下，動物腸道中存在大量的微生物，這些微生物在腸道中棲生、繁殖、代謝，產(chǎn)生許多營養(yǎng)物質(zhì)，如水溶性的維生素B1，維生素K及氨基酸等，這些物質(zhì)通常通過食糞行為被動物再吸收和利用。這些物質(zhì)被利用的情形，會因動物種類、飼料成分、飼養(yǎng)條件不同而有所差異,無菌動物因腸道內(nèi)微生物狀態(tài)與一般動物不同因此在配制飼料時，必須調(diào)整飼料成分及配制方法，以滿足動物的需求,實驗操作如外科手術(shù)或于飼料中添加測試藥物時，會造成動物緊張或改變飼料

16、的適口性，使動物食欲減退，進(jìn)而影響飼料的采食。此時就必須給予適口性較好的飼料或提供高營養(yǎng)成分的飼料,5.研究條件,6.營養(yǎng)成分的相互作用,在調(diào)制飼料時要留意營養(yǎng)成分間的相互作用，因為某種養(yǎng)分?jǐn)z取量增加時往往會影響到另外營養(yǎng)成分的吸收和利用,另外不同的礦物質(zhì)飼料會競爭同一吸收門戶或同一運送系統(tǒng)，而影響到彼此被吸收的效率，例如鈣、磷、鎂及維生素D間的關(guān)系。因此在調(diào)配飼料時，若存在不尋常的養(yǎng)分濃度時，則應(yīng)考慮它對其它養(yǎng)分的影響，并相應(yīng)調(diào)整其它營養(yǎng)成分的含量,四、飼料的配方和制備,天然飼料原料：如谷物、脫水蔬菜、草粉、魚粉、骨粉、礦物質(zhì)、酵母等 加工飼料原料：如玉米淀粉作為飼料糖類來源，牛奶中提取酪蛋

17、白作為蛋白質(zhì)來源等 純化學(xué)物質(zhì)：如氨基酸、必需脂肪酸等,飼料原料的來源,飼料的配合,任何單一的飼料都不能滿足不同動物的不同生長時期對營養(yǎng)的需要，因此需要進(jìn)行配制，使其含有全面而均衡的各種營養(yǎng)素，以滿足動物生長繁殖或特殊實驗的需要。這種飼料叫“全價營養(yǎng)飼料,飼料標(biāo)準(zhǔn)化,實驗動物飼料的組成和營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)主要參照人和農(nóng)畜。 飼料時動物實驗中難以控制的一種主要因素。A：組成、飼喂方式影響實驗動物的健康狀況、行為和代謝過程。B:不同牌號之間和不同批號之間的變化降低實驗結(jié)果精確性。 解決之道:a:檢索文獻(xiàn)。B：盡可能選擇廣泛應(yīng)用的飼料，以便實驗項目能有效地進(jìn)行重復(fù),設(shè)計配合飼料時應(yīng)考慮的因素,必需參考各類動物

18、的營養(yǎng)需要量，并根據(jù)飼養(yǎng)實踐經(jīng)驗加以應(yīng)用； 盡可能選用營養(yǎng)豐富，價格低廉，本地區(qū)來源較充足的原料； 要注意飼料的適口性； 要考慮動物的生理特點選用適宜的飼料。 天然存在或人為帶入的污染物會影響實驗動物的生理過程，以及實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,飼料的分類,飼料按物理性狀的分類 顆粒料 粉料 膨化料 凝膠料 液體飼料,大、小鼠配合顆粒飼料,根據(jù)所含營養(yǎng)成分進(jìn)行分類 配合飼料 濃縮飼料 添加劑預(yù)混料 代乳飼料,按所飼喂的動物種類及生理階段進(jìn)行分類 按所飼喂的動物種類分類 按生理階段分類：育成料、繁殖料、維持料 按飼料的用途或功能分類 缺鋅飼料 高膽固醇飼料 蛋白質(zhì)缺乏料,顆粒飼料的優(yōu)點,加工過程中高溫作用使

19、蛋白質(zhì)變性和淀粉 化，容易消化吸收。 加工過程中高溫具有殺菌作用，使細(xì)菌數(shù)大量減少，飼料不易變質(zhì)。 加工過程中高溫能滅活原料中有害物質(zhì)。 顆粒飼料便于運輸、儲存、飼喂。 顆粒飼料適合于嚙齒類動物啃咬習(xí)性。 易掌握每日攝食量，不易造成浪費,首選射線照射消毒（25kGy）：飼料預(yù)先分成定量小包裝（一般每包2kg），密封、抽真空，然后用一定劑量的Co60照射。由于射線穿透力強、滅菌效果好，飼料中營養(yǎng)成分保持完好。動物實驗首選這種小包裝輻照料，使用方便，儲藏時間也相對要長一些。 干熱、濕熱消毒對營養(yǎng)成分破壞較多： A.預(yù)真空滅菌（俗稱“干消毒”）：1314；適合于飼料、籠具、手術(shù)器械等； B.一般高壓滅菌（俗稱“濕消毒”）：12125左右； 藥物熏蒸法會有化學(xué)殘留：環(huán)氧乙烷滅菌，方法簡單，可能污染環(huán)境,飼 料 消 毒,微波滅菌：采用專用工業(yè)微波爐，小規(guī)模也可以