
獸醫隨筆:實驗動物營養需(xū)求及其影響因素
實(shí)驗動物營養狀況(kuàng)直接影響其生長、發育、繁殖和壽命,甚至遺傳特性(xìng)。良好的營養狀況還決定了動物對病(bìng)原體和其他環(huán)境壓力的抗性能力。因(yīn)此,確保飲食營養均衡對於提升實(shí)驗動(dòng)物福(fú)利和確保實驗結果的準確性至關重要,避免因營養因素引起的數據偏差。
實(shí)驗動(dòng)物所需的營養素大約有50種,應以適當的飲(yǐn)食濃度提供。雖然一些研究報告提供(gòng)了對實(shí)驗動物營養最低需求的估(gū)計,但(dàn)這些需求量通常是在特定的實驗(yàn)條件下確定(dìng)的。飼料(liào)的(de)適口性和攝食量(liàng)、營養(yǎng)吸收和利用效(xiào)率以(yǐ)及排泄,都會受到飼料的物理化學特性影響,比如物理形態、感官特性、天然存在的難降解或抗(kàng)營養成份(fèn)、化學汙染物和儲存條件等。同(tóng)時,許(xǔ)多生(shēng)物因素也會影響營養需求。以下是一些常見的影響(xiǎng)因素。
01遺傳學因素
動物的(de)品種、品係、種群、性別和個體(tǐ)之間的(de)遺傳差異會影響營(yíng)養(yǎng)物質的需求。例如,一些品種動(dòng)物由於基因突變,缺乏L-古洛糖酸內酯氧化(huà)酶(合(hé)成抗壞血酸所需的關鍵酶),因此需要在飲食中補充抗壞血酸。這種情(qíng)況在不同的齧齒動(dòng)物(wù)品種和大小鼠(shǔ)品(pǐn)係中常見,甚至有發現與豚鼠類(lèi)似,由於(yú)缺乏該酶的大鼠需要強製(zhì)性的抗壞血酸補充。小鼠品係對核黃(huáng)素、泛酸等營養物質的需(xū)求也(yě)可能存在差異。品(pǐn)種、品係以及性別之間的遺傳差異還可能會(huì)影響動物(wù)對氨基酸和其他營養(yǎng)物質的日常需求(qiú),這些(xiē)需求是(shì)組織生長和維(wéi)持(chí)所必須的。
02生命階段
動物在生命周期的不同階段,其(qí)營養需求也會發生變化,尤其是在生長發育、懷孕或哺乳期間。這些階段組織(zhī)生長或功能維(wéi)持(如泌乳)等都需要氨基酸、脂肪酸(suān)、礦物質、葡萄糖或其(qí)他底(dǐ)物,也(yě)需要增加維生素和相關輔助因子的參與。農場動物的研究表明,生長速度和產奶量顯著影響營養(yǎng)需求,實驗動物也可能存(cún)在類似情況(kuàng),但目前缺乏(fá)結論性(xìng)的研究。因此,目(mù)前難以為單個實驗動物品種的(de)不同生(shēng)命階段建立(lì)具體的營養需求標準。
03環境影響
實驗動物的營養(yǎng)需求通常在受(shòu)控條件(jiàn)下研究,其中溫度、光照周期或其他環境條件的變化非常小。然而,環境條件顯著變化可能會(huì)改變營養需求。例如,在低於(yú)熱中性區的溫度下,動物會需要消耗更(gèng)多的能量以維持體溫恒定(dìng),這可能導致對能量需求(qiú)的增加,從而需要增(zēng)加食物攝入(rù)量。高溫、幹擾、種群衝突等因素可能(néng)會減少(shǎo)食物攝入量,此時可能需要提供更高營養濃度的飲食以保證足夠(gòu)的營養攝入量。
04飼養方式
實驗動物的飼養方式也會影(yǐng)響所需營養物的數量。例如,飼養在鍍鋅或者(zhě)實心底籠中的齧齒動物,由於糞便和籠子材料中可能含有鋅,這些動物的鋅需求可能較低。此外,水中溶解的礦(kuàng)物質(如銅管中的銅)可能影響飲食必須提(tí)供的礦物質量。動物如果攝入墊料或其他“非食物”材料,這些材料可能成為某些營養物質或毒(dú)素的意外(wài)來源。在研究極低濃度成分對實驗動物的影響時,即便是空氣也可能成為一個重(chóng)要的幹(gàn)擾因(yīn)素。
05微生物狀(zhuàng)態
在(zài)正常的飼養條件下,動物消(xiāo)化道中存在的微生物群落會產生多種有機物質,包括水溶性維生素(sù)和氨基酸等,這些物質對宿主(zhǔ)的營養(yǎng)供給具有重要貢獻。在大鼠和小鼠中,絕大(dà)多數微生(shēng)物活動發生在結(jié)腸中,除(chú)非動物采食糞便,否則無法(fǎ)獲得這些微生物產生(shēng)的營養物(wù)質。防止在大小(xiǎo)鼠和其他齧齒動物中常見的食糞行為(wéi)可能需要在飲食中(zhōng)增加營養物質的濃度。對於無菌動物(wù)或無特定病原體動物,其微生物營養合成能力的變化可能需要通過調整(zhěng)飲(yǐn)食(shí)的營養成分和(hé)濃度來實現。
06研(yán)究條件
實驗程序本身可能產生壓力(lì)或以其他方式影響食物攝入量。例如(rú),外科手術或飲食中測試物質可能(néng)導致動物厭食,因此可(kě)能需要提供更可(kě)口(kǒu)的飲食或增加營養(yǎng)濃度。實驗方(fāng)案中的飲食(shí)限製可能(néng)會改變所有(yǒu)營養物質(zhì)的攝入量,除非飲食濃度調整以適(shì)應食物消耗的變化。
07營(yíng)養相互作用
日(rì)糧能量密度的變化通常會導致采食量的變化。使用高能量飲食時,可能需要增加飲食中的營養濃度以補償食物消耗的減少(shǎo)。此外,營養(yǎng)物質之(zhī)間還存在其他相互作用,如某些礦物質之間對吸收位點的競爭,這需(xū)要在定製特殊營養濃(nóng)度的飲食時給予充分的考慮,並在適當的情況下調整其他營養物質的濃(nóng)度。