
獸醫隨筆:實驗動物營(yíng)養需求及其影響因素
實驗動物營養狀況直接影響其(qí)生長、發育、繁殖和壽命,甚至遺傳特性。良好的營養狀況還決定了動物對病原體和其他環境(jìng)壓力的抗性能力。因此,確保飲食營養均衡對於提升實驗動物福利和確保實驗結果(guǒ)的準(zhǔn)確(què)性至(zhì)關重要,避免(miǎn)因營(yíng)養因素引起的數據偏差。
實驗動物所需的營養素大約有50種,應以適當的飲食濃度提供。雖(suī)然一些研究報告提供了對實驗動物營養最低(dī)需求的估計,但這(zhè)些需求量通常是在特定的實驗條件(jiàn)下確定的。飼料(liào)的適口性和攝食量、營養吸收和利用效(xiào)率以及排泄,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份、化學汙染物和儲存條件等。同時,許多生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
動物的品種、品係、種群、性(xìng)別和個體(tǐ)之間的遺傳差異會影響營養物質的需求。例如,一(yī)些品種動物由於(yú)基(jī)因(yīn)突變,缺乏L-古洛糖酸內酯氧化酶(合成抗壞血酸所需的關鍵酶(méi)),因此需要在飲食中補(bǔ)充(chōng)抗壞血酸。這種情況在不同的齧(niè)齒動物品種和大小鼠品係中常見,甚至有發現與豚鼠類似,由(yóu)於缺乏該酶的大鼠需要強製性的抗壞血酸補充。小(xiǎo)鼠品係對(duì)核黃素、泛酸等營養物質的(de)需求也可(kě)能存(cún)在(zài)差異。品種(zhǒng)、品係以(yǐ)及性別之間的遺傳差異還(hái)可能會影響動物對氨基酸和其他(tā)營養物質的日常需求,這些需求(qiú)是組織(zhī)生長和維持所必須的。
02生命階段
動物在生命周期的不同階段,其(qí)營養(yǎng)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(xiē)階段組(zǔ)織生長或功能維持(如(rú)泌乳)等都需要氨基酸、脂肪(fáng)酸(suān)、礦物質、葡萄糖或其他底物,也需要增加維生素(sù)和(hé)相關輔助(zhù)因子的參與。農場動物(wù)的研究表明,生長速(sù)度和產奶量顯著影響營養需(xū)求,實驗動物也可能存在類似情況,但目前缺乏結論性的研究。因此,目前難以為單個實驗動物品(pǐn)種的不同生命階段建立具體的營養需求(qiú)標準。
03環境影響
實驗動物的營養需求通常在受(shòu)控條件下研究,其中溫(wēn)度、光照周期或其他環境條(tiáo)件的變化非常小。然而,環境條件顯著變化可能會改變營養需求(qiú)。例如,在低於熱中性區的溫度下,動物會需要消耗更多的能量以維持體(tǐ)溫恒定,這可能導致對能量需求的增加,從而需(xū)要增加食(shí)物攝入量。高溫、幹擾、種(zhǒng)群衝(chōng)突等因素可(kě)能會減少食物攝入量,此時可能需(xū)要提供(gòng)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
實驗動物的飼養方(fāng)式也會影響所需(xū)營養物的(de)數量。例如,飼養在鍍鋅或者實心底籠中的齧(niè)齒動物,由於(yú)糞便和籠(lóng)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(de)礦物質(如銅管中的銅)可(kě)能影響飲食(shí)必須提供的(de)礦物質量(liàng)。動物如果攝入墊料或其他“非食物”材料(liào),這些材料可能成為某些營養物質(zhì)或毒素的意外來源。在研究極低濃度成(chéng)分對實驗動物的影響時,即便(biàn)是空氣也可能成為一個重要的幹(gàn)擾因素。
05微生物狀態
在正常的飼養條件(jiàn)下(xià),動物消化道中存在的(de)微生物群落會(huì)產生多(duō)種有機物(wù)質,包(bāo)括水溶性維生(shēng)素(sù)和氨基酸等,這些物質對宿主的營養(yǎng)供給具有(yǒu)重要貢獻。在大鼠和小鼠中,絕大多數微生物活動發生在結腸中,除非動(dòng)物采食糞便,否則無法獲得這些微生物產生的營養物(wù)質。防(fáng)止在大小鼠和其他齧齒動物中(zhōng)常見的(de)食糞行為(wéi)可能需要(yào)在飲食中增加營養物質(zhì)的濃度。對於無菌動物或無特定病原體(tǐ)動物,其微生物營養合(hé)成能力的變化可(kě)能需要通過調整飲食的(de)營養成(chéng)分和濃度來實現。
06研究條件(jiàn)
實驗程序本身可能產生壓力或以其他方式影響食物攝入量。例如,外科手術或飲食中測試物(wù)質可能導致(zhì)動物厭食,因此可(kě)能需要提供更可口的飲食或增加營養濃度。實驗方案中的飲食限製可(kě)能會改變所有營養物(wù)質的攝入量,除非飲食濃度調整以適應食物消耗的(de)變化。
07營(yíng)養相互(hù)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(de)減少。此外,營養(yǎng)物質之間還存在(zài)其他相互作用,如某些礦物質之間對吸收位點的競爭,這需要在定製特殊營養濃度的飲食時給予充分的(de)考慮,並在(zài)適當的情況下調整其他營養物質的濃度。