Laboratory animal breeding husbandry,第四章 实验动物饲料及营养控制,第一节 实验动物的营养,一、实验动物所需的营养素 动物为了维持生命必须从体外摄取必要的物质，经过消化、吸收，合成机体成分，并将无用的代谢产物排泄到体外，这个生理过程即所谓的营养，而从体外摄取的营养物质即为营养素。动物的营养素包括水、蛋白质、碳水化合物、脂肪、矿物质和维生素。,蛋白质,蛋白质指有机物中的含氮化合物,是纯蛋白质和非蛋白氮化合物的总称。 蛋白质是机体组织的基本构造,在机体内的含量呈动态变化，当蛋白质合成速率大于分解速率动物个体采具有生产功能。 蛋白质的基本构成单位为氨基酸，氨基酸通常又可分为非必需氨基酸及必需氨基酸两大类。 不同实验动物对必须氨基酸的种类需求稍有差异。,表4-1实验动物饲料中的氨基酸,必需氨基酸,非必需氨基酸,丙氨酸,丝氨酸,甘氨酸,门冬氨酸,谷氨酸,羟脯氨酸,酪氨酸,脯氨酸,胱氨酸,冬氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,色氨酸,苏氨酸,笨丙氨酸,赖氨酸,蛋氨酸,缬氨酸,组氨酸,精氨酸,表4-2 大、小鼠氨基酸指标（单位：%）,限制性氨基酸:植物性饲料的蛋白质中所含有的氨基酸种类或数量往往不能满足动物合成机体蛋白的需要，当缺乏一种氨基酸或数量不足时，就会严重影响其他氨基酸的利用，在营养上称这种氨基酸为限制性氨基酸。 赖氨酸为第一限制性氨基酸，蛋氨酸为第二限制性氨基酸。,蛋白质（氨基酸）的互补作用:指理想的实验动物饲料中氨基酸组成应保持必需氨基酸和非必需氨基酸的合适比例，提高蛋白质的利用率。当饲料蛋白所提供的各种必需氨基酸有合适比例，尽量与机体必需氨基酸的要求模式相符时，才能充分为机体所利用。,蛋白质质量评价,蛋白质消化率：指食物蛋白受消化酶水解后吸收的程度，用吸收氮 量和总氮量的比值表示 D=吸收N/摄入N100 食物蛋白质真实消化率可用进食实验测得： TD=摄入N-（粪N-粪代谢N）/摄入N100 如果粪代谢氮忽略不计，即为表观消化率： AD=（摄入N-粪N）/摄入N100 表观消化率测定的蛋白质营养价值比真实消化率要低，具有较大的 安全性，且表观消化率测定方法较为简单，故此法最常用。,脂肪,真脂肪：是指甘油和脂肪酸组成的甘油三酯； 类脂：除了C、H、O元素以外还有N、S、P。,脂肪是构成动物组织的重要成分，如神经、肌肉、骨骼、血液中均含有脂肪。在维持细胞结构、功能中起重要作用。脂肪是能量的重要来源，也是储存能量的最好形式。,某些脂肪酸动物不能合成，但又是生长必需的称为必需脂肪酸，如：亚麻酸、亚油酸和花生四烯酸。必需脂肪酸缺乏引起上皮细胞功能异常、湿疹样皮炎、皮肤角化不全、创伤愈合不良、对疾病抵抗力减弱、心肌收缩力降低、血小板聚集能力增强、生长停滞等。,碳水化合物,无氮浸出物：是糖类的一部分，包括淀粉、可溶性单糖、双糖，一部分果胶、木质素、有机酸、单宁、色素等。供应能量，小部分构成组织成分。 粗纤维：包括纤维素、半纤维素、木质素及角质等，纤维素经酵解，部分转变成挥发性脂肪酸吸收，部分转变成二氧化碳和甲烷排出。通常粗纤维的消化率与饲料中无氮浸出物的含量成反比。,碳水化合物营养上是供给热能。如有多余，可变为脂肪贮存体内。也是构成机体组织及生命物质的重要成分，如细胞核中的核糖，脑及神经组织中的糖脂等，核酸由核糖和脱氧核糖参与构成，是传递遗传信息的载体。,热量,实验动物机体消耗的热量主要来源于糖类、脂肪及蛋白质。脂肪及糖类是实验动物饲料中的主要能量来源，蛋白质则为次要能量来源。 饲料中含有的能量值是由饲料消化率及其存在的化学能推算出来，饲料完全燃烧所产生的能量称为总能，饲料的总能并不等于该饲料消化能或代谢能。 能量需求与动物体型大小、体表面积、活动多寡、生理状况及环境温度有关，通常是以代谢体重。 基础代谢是维持动物基本生命活动的热量消耗，即在无任何活动、全身肌肉松弛、消化系统处于静止状态情况下，用以维持体温、呼吸、心跳等所需要的热量消耗，常用基础代谢率表示。实验动物因被饲养有限空间中，活动量少，因此维持所需能量与基础代谢能是相当的。,矿物质,矿物质元素对动物机体有重要作用，是构成机体组织，维持生理功能和生化代谢所必不可少的物质。,机体中含量大于0.01%者为常量元素，如钙、磷、钠、钾、氯、镁与硫等。机体中含量小于0.01%者为微量元素，已确认维持正常生命活动不可缺少的必需微量元素有铜、钴、氟、铁、碘、锰、钼、镍、硒、硅、锡、钒和锌等。,矿物质在动物维持生理功能和生化代谢过程中起着必不可少的作用。如：缺钙会造成幼畜的佝偻病、缺铁易患贫血、缺硒引起鸡的渗出性素质，白肌病。,常量元素,钙和磷：在机体内含量最多的矿物元素，占动物机体矿物质总量的70%以上。实验动物饲料中要保持适宜的钙磷比例。 钾、钠、氯：均是机体内电解质的主要成分，在维持细胞内外渗透压及酸碱平衡中起着重要的作用。钾在植物中的含量比钠丰富，因此常在实验动物饲料中补充适量的食盐。 镁和硫：镁是构成机体骨骼和牙齿的成分；硫在蛋白质结构和酶的活性中起着重要作用。,微量元素,铁：大部分存在机体的血红蛋白和肌红蛋白中，对保证机体组织内氧的输送有着重要作用。 铜：是体内多种重要酶系的成分，促进铁的吸收和利用，并能维持中枢神经系统的功能，对机体内多种内脏器官的发育和功能均有重要作用。 硒：在机体主要分布于肝脏、肾脏、肌肉，是谷胱甘肽过氧化物酶的主要成分，并有助于维生素E的吸收和存留。,维生素,主要起控制、调节代谢作用的有机物。,脂溶性的有维生素A、D、E、K； 水溶性的有维生素B族，包括B1、B2、B6、B12、烟酸、叶酸、泛酸、胆碱，另有维生素C等。,表4-3大小鼠维生素指标,脂溶性维生素,维生素A：天然维生素A仅存在于动物性饲料中，植物体内只含有维生素A原。 维生素D：主要作用在于调节体内钙磷的代谢，维持骨骼和牙齿的正常发育。实验动物主要从皮肤内形成或饲料中获得维生素D。 维生素E： 又称生育酚，如若缺乏可严重影响动物的繁殖功能。 维生素K：动物机体一般不会产生维生素K缺乏，但无菌动物则易于发生维生素K缺乏。,水溶性维生素,维生素B1：动物机体内储存量最少的维生素，如若缺乏会严重影响动物生长，还会损伤神经活动功能。 维生素B2：动物机体内肝和肾含有较高浓度的维生素B2，但机体的储存能力有限，如若缺乏动物通常无明显的特异病变。 维生素B3：存在于机体内一切组织中，是体内能量代谢中不可缺少的成分。 维生素C：6碳糖的衍生物，只有L型对动物有生理作用。实验动物中的灵长类和豚鼠体内不能合成。,水是动物体内各种器官、组织的重要组成部分，是饲料消化、营养物质吸收的溶剂。是动物最重要的营养物质之一。,水,水的功能,直接参与构成活的细胞与组织 参与体内的化学反应 水是一种重要的溶剂 水对调节体温起重要作用 润滑功能,水的来源,代谢水 所谓代谢所产生的水分是蛋白质、脂肪、碳水化合物氧化后产生的水分。 饲料水 饮用水,表4-1 各种动物每日的饮水需要量,实验动物的饮水 符合人饮用水的质量和卫生指标。对于清洁级及其以上级别的实验动物，饮用水须经高压灭菌或酸化。,实验动物的营养利用,蛋白质的利用：饲料蛋白在动物体内胃液消化酶的作用下初步水解，并在小肠中完成整个消化吸收过程。 粗脂肪的利用：脂肪必须先乳化才能进行消化，因此肝脏合成的胆盐在脂肪乳化中起重要作用。机体内脂肪主要在小肠消化。 碳水化合物的利用：消化过程分两步进行，首先是肠腔内水解为双糖和麦芽低聚糖，其次在微绒毛膜上水解为单糖。,第二节 实验动物的营养需要及特点,实验动物的营养需要：满足动物维持、生长和繁殖对各种营养物质的需要量。具体地说是指每天每只动物对能量、蛋白质、矿物质和维生素的需要量。实验动物的营养需要包括维持需要和生产需要二部分。 维持需要：维持动物正常体温、呼吸、心跳、基础代谢等各项基本生命活动及满足动物随意活动的需要。 生产需要：供作动物的生长、妊娠、泌乳、产肉、产蛋等生产活动的需要。,小鼠,饲料中18%粗蛋白，48%粗脂肪，KM、ICR、BALB/c、DBA/2等品系小鼠均获得满意的繁殖效果。 若添加0.47%含硫氨基酸可提高小鼠的生长发育和繁殖性能。小鼠特别需要含亚油酸丰富的日粮。 小鼠对钙及维生素A、D需要量较高，但同时又对过量维生素A敏感。维生素A过量可导致小鼠繁殖紊乱和胚胎畸形。每公斤饲料中添加维生素E50mg，可显著提高小鼠受孕率、产仔率。 无菌小鼠还应注意补充维生素K。,常用实验动物的营养特点,大鼠,1820%的粗蛋白质可满足大鼠的生长、妊娠和泌乳的需要，大鼠对各种营养素的缺乏敏感，应特别注意脂肪酸的供给，必需脂肪酸含量占总能量的1.3%，其中亚油酸在饲料中含量不能低于0.3%。 在饲料中添加0.4%的蛋氨酸和0.48%的赖氨酸，可提高大鼠的生长速度。 大鼠对钙、磷的缺乏耐受力较强，对镁需要量较多，尤其是妊娠、哺乳时需要量明显增加。每公斤饲料中添加60mg维生素E能提高大鼠繁殖率。不需要维生素K. 无菌大鼠还应注意补充维生素B12 。,豚鼠的营养需要 粗蛋白质16%18%，豚鼠属草食性动物，盲肠发达，对粗纤维的消化能力较强，日粮中粗纤维以10%15%为宜。 豚鼠体内不能合成Vc(缺乏合成Vc的酶)，饲料或饮水中应予添加，100克体重每日需要0.51mgVc。 有食粪癖，补充营养，幼鼠从母鼠粪便中吸取正常菌丛。,家兔的营养特点,家兔属草食性动物，对粗纤维的消化能力较强，日粮中粗纤维含量不足，可引起消化性腹泻，一般以10%15%为宜。18%日粮蛋白水平可满足家兔繁殖和泌乳的需要。 其肠道微生物可以合成维生素K和大部分B族维生素，但繁殖时仍需额外补充维生素K 有食粪癖。,犬的营养特点,犬的营养需要 肉食性动物偏爱动物性饲料，日粮中动物性蛋白质至少要含全部蛋白质食量的1/3。 耐受高脂肪日粮，日粮中含有一定量的不饱和脂肪酸 维生素A需要量大，亦需补充维生素B12 成年犬每天4g/Kg体重,猴的营养需要 属于灵长类动物，属性和人相似。16%25%的蛋白质可满足猴的生长和繁殖需要。脂肪以3%6%为宜。体内不能合成Vc，在饲料中应予以补充，经常喂些苹果、香蕉、蔬菜等。,猴的营养特点,小型猪的营养特点,小型猪对粗饲料有很好的适应能力，其对粗纤维的含量要求及消化能力要比普通家猪高，但对蛋白质的需要量比普通家猪低。,第三节 实验动物饲料分类与特点,通过选取不同的饲料原料，根据每种原料中的营养物质含量，按照不同实验动物的营养需求进行互相搭配制备成能满足各种实验动物营养要求的配合饲料，是保证实验动物质量及动物实验结果可靠性的重要条件之一。,实验动物饲料的分类,按饲料的营养成分： 全价营养饲料：含有均衡的各种营养物质和能量，能完全满足实验动物的各种营养需要，无需添加任何其它营养成分即可直接饲喂。 配合饲料：基本可以满足实验动物的需要，但营养不均衡需另外添加一定量的青、粗饲料。 代乳饲料：专门为哺乳期实验动物配制，可代替自然乳的全价营养饲料。,实验动物饲料的分类,按饲料的精细程度： 天然饲料：经过适当机械加工的原料配制成的饲料，此类饲料加工相对方便、价格便宜、广泛应用在动物的生产繁殖中。 加工饲料：原料经精炼后配制的饲料。此类饲料容易控制营养成分，适用于重复性动物实验。 纯化学物质：采用化学成分纯净的化合物配制而成的饲料。此类饲料的化学成分更为明确，但价格较高，仅适用于营养成分需要严格控制的动物实验。,实验动物饲料的分类,按饲料的物理性状： 粉状饲料：原料按需要粉碎成大小均匀的颗粒，易加工成本低，但易引起浪费且饲养效果差。 颗粒饲料：以粉料为基础经过蒸汽加压而成型的块状饲料，便于加工储存和饲料标准化，适口性好。 膨化饲料：在高温高压条件下强迫湿粉通过模管而形成的饲料，对猕猴、犬和猫等动物适口性好。 凝胶饲料：将水、琼脂、明胶等凝胶剂加入粉料中配制的饲料，适口性好，但易受微生物污染，需冷藏保存。 液体饲料：纯化学物质原料配制而成的饲料，专门供特殊实验使用，也可用于无菌动物、剖宫产幼仔等，价格贵，不能广