
獸醫隨筆:實驗動物營養需求(qiú)及其影響因素
實驗動物營養狀況直接影響(xiǎng)其生長、發育、繁殖和壽命,甚至遺傳特(tè)性。良好的(de)營養狀況還決定了動物對病原(yuán)體和其他環境壓力的抗性能力。因此,確保飲食營養均衡(héng)對於(yú)提(tí)升實驗動物福利和確保實驗結果的準確性至(zhì)關重要,避免因營養因素引起的數據偏差。
實(shí)驗動物所需的營養素大約有50種,應以適當(dāng)的飲食濃度提供(gòng)。雖然一些研究報告提供了對實驗動物營養最低需(xū)求的估計,但這些需求(qiú)量通常是在特定的實驗條件下確定的(de)。飼(sì)料的適口性和攝食量、營養吸(xī)收和(hé)利用效率以及排泄(xiè),都會受到飼料的物理化學(xué)特性影響,比如物理形態、感官特性、天(tiān)然存在的難降解或抗營養成(chéng)份、化學汙(wū)染物(wù)和儲存條件等。同(tóng)時,許多生物因素也會影響營養需求(qiú)。以下是一些常見的影(yǐng)響因(yīn)素。
01遺傳學因素
動物的品種、品係、種群、性別和個體(tǐ)之間的遺傳差(chà)異會(huì)影響營養物質的需求。例如,一些品種動物由於基(jī)因突變,缺乏L-古洛糖(táng)酸(suān)內酯氧化酶(合成抗壞血酸所需的(de)關鍵酶),因此需要在飲食中(zhōng)補充抗壞血酸(suān)。這種情況在不同的齧齒動物品種和大小鼠品係中常見,甚至有發現與豚(tún)鼠類似,由於缺乏該酶的大鼠需(xū)要強製(zhì)性的抗壞血酸補充。小鼠品係對核黃素、泛(fàn)酸等營養(yǎng)物質的需求(qiú)也可能存在差異。品種、品係以及性別之間的遺(yí)傳差異還可能會影響動物對氨基酸和其他營養物(wù)質的日(rì)常需(xū)求,這些需求是組織生(shēng)長和維持所必須的。
02生命(mìng)階段
動物在生命周期的不同階段,其營養需求(qiú)也會發生變(biàn)化,尤(yóu)其是在生長發育、懷孕或哺乳期間。這些階段組織生長或功能維持(chí)(如泌乳)等都(dōu)需要氨基酸、脂肪酸、礦(kuàng)物質、葡萄糖或其他底物,也需要增加維生素(sù)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需求,實驗動物也可能存在類(lèi)似情況,但目前缺乏結論性的研究。因此,目前難以為單(dān)個實(shí)驗動物品種的不同生命階段建立具體的(de)營養需求標準。
03環境影響
實驗動(dòng)物(wù)的營養需求通常在受控條件下研(yán)究(jiū),其中溫(wēn)度、光照(zhào)周期或其他環境條件的變化非常小。然(rán)而,環境條件顯著變化可能會(huì)改變營養需求。例如,在低於熱中性區的溫度下(xià),動物會需要消耗更多的能量以維持體溫恒定,這可能導致(zhì)對能量需(xū)求的(de)增加,從而需要增加食物攝入量(liàng)。高溫、幹擾、種(zhǒng)群衝突等因素可能會減少食物攝入量,此時可能需要提供更高營養濃度的飲食以保證足夠的營養攝入量。
04飼養方式
實驗動(dòng)物的飼養方式也會影響所需營養物(wù)的數量。例如,飼養在鍍鋅或者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(zhè)些動物的鋅需求可能(néng)較(jiào)低(dī)。此外,水中溶解的礦物質(zhì)(如銅管中的銅)可能影響飲食必須提供(gòng)的礦物質量。動物(wù)如果攝(shè)入墊料或其他“非食物”材(cái)料,這些材料可(kě)能成為某些營養物質或毒素的(de)意外來源。在研(yán)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要的幹擾因素。
05微生(shēng)物狀態
在正常的(de)飼養條件(jiàn)下,動物消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(xìng)維生素和(hé)氨基酸(suān)等,這(zhè)些物質對宿主的營養(yǎng)供給具有重(chóng)要貢獻。在大鼠和小鼠(shǔ)中,絕(jué)大多數微生物活動發(fā)生在結腸中,除非動物采食糞便,否則無法獲得這(zhè)些(xiē)微生物產生的營養物質。防止在(zài)大小(xiǎo)鼠和其他齧齒動物中常見的食糞行為可能需要在飲食中增加營(yíng)養物質的濃度。對於無菌動物或(huò)無特(tè)定病原體動物,其微生物營(yíng)養合成能力的(de)變化可能需要通過調整飲食的(de)營養成分和濃度來實現(xiàn)。
06研究條件(jiàn)
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(cè)試物(wù)質可能導致動物厭食(shí),因此可能(néng)需要提供更(gèng)可口的飲食或增加營養濃度。實驗(yàn)方案中的飲食(shí)限製可能會改變(biàn)所有營養物質的(de)攝入量,除非飲食濃度調整(zhěng)以適應食物消耗的變化。
07營養相互作用
日糧能量(liàng)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(wù)消耗的減少。此外,營養物質之間還存在其他相互作用,如某些礦物質之間(jiān)對吸收位點的競爭,這(zhè)需要在定製特殊營養濃度的(de)飲食時(shí)給予充分的考(kǎo)慮,並在適當的情況下(xià)調整其他營養物質的濃度。