營養(yǎng)對實驗動物影響

1、營養(yǎng)對實驗動物影響一、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)物質達數(shù)十種，可以概括為六大類 水蛋白質脂肪碳水化合物（包括纖維素）礦物質維生素水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重要。水約占實驗動物體重的50-70%,是一切組織、細胞和體液的組成成分。體內物質的輸送、組織器官形態(tài)的維持、滲透壓調節(jié)和體溫調節(jié)、生化反應與排泄等活動的進行,都有賴于水的參與

2、。2.缺水對實驗動物的危害當實驗動物體內水分減少8%時, 就有失水表現(xiàn), 嚴重干渴、食欲喪失、黏膜干燥、抗病力下降、蛋白質和脂肪分解加強;水分減少10%時,會引起嚴重的代謝紊亂;水分減少20%, 將導致動物死亡。因此, 缺水比缺飼料對實驗動物健康的危害更嚴重。一定要保證給實驗動物供應充足的飲水。實驗動物的飲水實驗動物的飲用水應符合衛(wèi)生部門頒發(fā)的人飲用水的質量和衛(wèi)生指標。實驗動物飲用水應由新鮮、純凈的水源直接提供。微生物質量等級不同的動物應供應與其級別相適應的飲用水，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物來說，其飲用水必須經(jīng)過高溫高壓滅菌處理。亦可應

3、用酸化水（）。各種動物每日的飲水需要量動 物 品 種飲水需要量小鼠（成熟齡）47ml大鼠（成熟齡）4090ml豚鼠（成熟齡）85150ml兔 （1.4-2.3kg）60140ml/kg(體重)金黃地鼠（成熟齡）812ml小型豬（成熟齡）10001900ml狗 （成熟齡）2535ml/kg(體重)貓（2-4kg）100200ml紅毛猴（成熟齡）200950ml蛋白質及氨基酸蛋白質是生命的起源，一切生命過程都與蛋白質代謝有關。蛋白質是動物維持生命、生長發(fā)育、繁殖不可缺少的營養(yǎng)物質。蛋白質由氨基酸組成，飼料中的蛋白質必須分解成氨基酸，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

4、體內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。 必需氨基酸異亮氨酸 亮氨酸 賴氨酸蛋氨酸 苯丙氨酸 蘇氨酸色氨酸 纈氨酸 組氨酸 精氨酸 半胱氨酸 酪氨酸蛋白質的生理功能和缺乏癥 蛋白質的生理功能 缺 乏 癥、構成生物體組織的基本成分，包括肌肉，血液、皮膚和各種身體器官。幫助身體制造新組織以替代壞死的組織，幫助傷口愈合。腸粘膜和消化腺較早累及，臨床表現(xiàn)為消化吸收不良，腹瀉；肝臟不能維持正常結構與功能出現(xiàn)脂肪肝；肌肉蛋白合成不足，而逐漸出現(xiàn)肌肉萎縮，容易疲勞；膠原合成發(fā)生障礙，使傷

5、口不易愈合；幼齡時期出現(xiàn)骨骼生長緩慢，智力發(fā)育障礙。、構成體內許多有重要生理作用的物質，如酶、激素，抗體、血紅蛋白等。酶的活性下降：抗體合成減少，抵抗力下降；腎上腺皮質功能減退，很難克服應激狀態(tài)。、體內水分的正常分布，體液酸堿平衡的調節(jié)、遺傳信息的傳遞等。血漿蛋白合成障礙。蛋白質長期攝入不足?？蓪е轮饾u形成水腫。、供給能量每克蛋白質可產(chǎn)生.16.7千焦耳（4千卡）熱能。如合并其他產(chǎn)能營養(yǎng)素的攝入不足，可導致消瘦等問題嚴重時導致死亡。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系。 氨基酸失衡，一種或幾種必需氨基酸過多或過

6、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（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（氨基酸）的互補作用。蛋白質來源氨基酸含量(mg/g蛋白質)氨基酸評分(限制氨基酸)賴氨酸含硫氨酸蘇氨酸色氨酸理想模式稻谷豆奶粉谷/豆/奶粉552472805135382429324030423735101114131210044（賴）68（含硫）83（含硫）88（蘇）來源: 實驗動物學教程(2009)脂 肪脂肪分成真脂肪和類脂。真脂是指甘油和脂肪

7、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?；ㄉ南┧崾求w內合成前列腺素、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。膽固醇與之結合后才能在體內運轉、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。脂肪作為儲能物質有

8、它的優(yōu)越性：儲存量大 ，（一般可占體重的1020），儲存量可高達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)能又多。所以脂肪是理想的儲能物質。保護機體：減少摩擦、御寒等。脂肪的生理功能1g脂肪在體內徹底氧化約產(chǎn)生37.7KJ能量，比氧化1g糖或蛋白質所產(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

9、墊，起緩沖作用，從而對內臟起保護作用。磷脂的生理功能與蛋白質結合形成脂蛋白，構成各種膜，維持細胞或細胞器的形態(tài)功能。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，腦磷脂與血液凝固有關。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胞和細胞器膜的成分，與膜的通透性有關，保持酶促反應。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“噬異變細胞白細胞”不可缺少的物質，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

10、水化合物，又稱糖類。根據(jù)分子結構的繁簡，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、 保護蛋白質不被蛋白酶消化2、 控制細胞膜的通透性3、 起節(jié)省蛋白質的作用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

11、維生素是一大類化學結構與生理功能各不相同的物質。它們既不參與機體組成也不提供熱能、主要起控制、調節(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維生素種類很多，各種維生素也各具獨特作用，營養(yǎng)學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、缺乏癥和來源脂溶性生理功能缺乏癥來 源維生素A維持正常視覺，參與上皮細胞正常形成，促進生長發(fā)育視覺損害、夜盲癥、上皮粗糙、角化、骨發(fā)育不良，生長遲緩肝臟、魚肝油、蛋黃、 牛奶 維生素D 促進鈣吸收，與

12、骨骼的形成有關軟骨病魚肝油、蛋、苜蓿干草 維生素E與胚胎發(fā)育及繁殖有關，保持心血管系統(tǒng)結構功能的完整性生殖系統(tǒng)損害，睪丸萎縮、肌肉麻痹、癱瘓、紅細胞溶血油脂，如花生油、玉米油；綠色植物、蛋、魚肝油水溶性維生素B1參與糖代謝多發(fā)性神經(jīng)炎谷類、豆類、酵母維生素B2參與生物氧化、晶狀體及角膜的呼吸過程，維護皮膚粘膜完整性生長停止、脫毛、白內障、角膜血管新生動物內臟維生素C參與糖、蛋白質代謝，參與膠原齒質及骨細胞間質生成壞血病新鮮蔬菜礦 物 質飼料在550600高溫下灼燒后，剩下的灰分即為礦物質。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，是構成機體組織，維持生理功能和生化代謝所必不可

13、少的物質。礦物質元素按其在動物機體內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。礦物質的功能礦物質是構成機體組織的重要材料。 礦物質可調節(jié)體液平衡。 礦物質可維持機體的酸堿平衡。 礦物質是酶系統(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，白肌病二、各種實驗動物的營

14、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)動物種類大小鼠兔豚鼠犬猴水 分， %粗蛋白，%粗脂肪，%粗纖維，%粗灰分，%鈣，%磷，%鈣：磷VA,IU/kg VD,IU/kg VE,IU/kg VK,mg/kg VB1,mg/kg VB2,mg/kg 10184581.0-1.80.6-1.21.2-1.7:170008006038101114310-1591-1.50.5-0.81.3-2.0:16000700500.37.08.01117310-1591-1.50.5-0.81.3-2.037.08.010204.5390.7-

15、10.5-0.81.2-1.4:180002000400.16410164470.8-1.20.6-0.81.2-1.5:110000220055145各種動物營養(yǎng)需要(生長繁殖)動物種類大小鼠兔豚鼠犬猴水分，%粗蛋白，%粗脂肪，%粗纖維，%粗灰分，%鈣，%磷，%鈣：磷VA,IU/kg VD,IU/kg VE,IU/kg VK,mg/kg VB1,mg/kg VB2,mg/kg 10204581.0-1.80.6-1.21.2-1.7:1140001500120513121117310-1591-1.50.5-0.81.3-2.0:1125001250700.410151120310-1591

16、-1.50.5-0.81.3-2.0:1125001250700.4101510246.5391.0-1.50.8-1.21.2-1.4:1100002000500.913510215471.0-1.40.7-1.01.2-1.5:11500022006511616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，能

17、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重要。粗蛋白質比例也在15%左右。 兔日糧應補充精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

18、點犬 肉食動物，飼料中粗蛋白含量要求達到25-30%，飼料中動物性蛋白應占全部蛋白質食物的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

19、種品系的動物因遺傳基因的表達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

20、長，而營養(yǎng)好帶仔少的母鼠，則會在1921天內，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，此時應提供高營養(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，如水溶性的維生素B1，維生素K及氨基酸等，這些物質通常通過食糞行為被動物再吸收和利用。這些物質被利用的情

21、形，會因動物種類、飼料成分、飼養(yǎng)條件不同而有所差異。無菌動物因腸道內微生物狀態(tài)與一般動物不同因此在配制飼料時，必須調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或于飼料中添加測試藥物時，會造成動物緊張或改變飼料的適口性，使動物食欲減退，進而影響飼料的采食。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)分攝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間的關系。因此在調配飼料時，若存在不

22、尋常的養(yǎng)分濃度時，則應考慮它對其它養(yǎng)分的影響，并相應調整其它營養(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、酵母等加工飼料原料：如玉米淀粉作為飼料糖類來源，牛奶中提取酪蛋白作為蛋白質來源等純化學物質：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”。飼料標準化實驗動物飼料的組成和營養(yǎng)標準主要參照人和農(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

23、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果精確性。解決之道:a:檢索文獻。B：盡可能選擇廣泛應用的飼料，以便實驗項目能有效地進行重復。設計配合飼料時應考慮的因素必需參考各類動物的營養(yǎng)需要量，并根據(jù)飼養(yǎng)實踐經(jīng)驗加以應用；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)成分進行分類配合飼料濃縮飼料添加劑預混料代乳飼料按所飼喂的動物種類及生理階段進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缺乏料顆粒飼料的優(yōu)點加工過程中高溫作用使蛋白質變性和淀粉 化，容易消化吸收。加工過程中高溫具有殺菌作用，使細菌數(shù)大量減少，飼料不易變質。加工過程中高溫能滅活原料中有害物