专题二营养控制.pptx

一、前言一、前言二、实验动物的营养物质二、实验动物的营养物质三、三、常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要四、四、实验动物饲料实验动物饲料五、五、营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响内容一、前一、前 言言实验动物质量控制：u遗传质量控制u微生物质量控制u营养控制u环境控制前 言 实验动物的营养控制是实验动物标准化的主要内容之一，直接影响动物实验的结果。实验动物对外界环境条件的变化极为敏感，其中饲料对动物的关系更为密切。动物的生长、发育、繁殖、增强体质和抗御疾病以及一切生命活动无不依赖于饲料和决定于饲养。因此实验动物的营养控制对我们动物实验结果的影响是至关重要的，是维持动物健康和提高动物试验结果的重要因素。实验动物营养控制实验动物营养控制：就是根据动物各自的生长繁殖特点，参照相应的饲养标准，配置合理的日粮，科学的饲养，以满足动物不同生理时期对营养物质的需要，使动物实验规范化，科学化，易于控制。前 言二、实验动物的营养需要二、实验动物的营养需要饲料中的营养物质可分为六大类：水（Water）蛋白质（Protein）矿物质（Mineral）碳水化合物（carbohydrates）脂类（lipids）维生素（Vitamin）实验动物的营养物质实验动物的营养物质水 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。其含量一般可达动物体重的50%，血液的80%。水对动物体的正常物质代谢有特殊的作用，是动物最重要的营养物质之一。实验动物的营养物质水水的生理作用（营养作用）u水直接参与构成活的细胞与组织 u参与体内的化学反 u水是一种重要的溶剂（物质的输送）u水对调节体温起重要作用（比热值和蒸发值大）u润滑功能 动物机体缺水，不仅危害健康，严重会导致死亡。缺水比缺乏饲料对动物健康更严重。实验动物的营养物质水实验动物体内水的来源u直接饮用的水（主要途径）u饲料中的水分u代谢所产生的水 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。实验动物的营养物质水实验动物饮水的质量控制u微生物质量等级不同的动物应供应与其级别相适应的饮用水，实验动物饮用水应由新鲜、纯净的水源直接提供。u对于清洁级及其以上级别的实验动物来说，其饮用水必须经过高温高压灭菌处理。亦可应用酸化水（pH2.5-3.0)。u普通级实验动物的饮用水应符合卫生部门颁发的人饮用水的质量和卫生指标。实验动物的营养物质水常见实验动物每日的饮水需要量常见实验动物每日的饮水需要量动 物 品 种饮水需要量小鼠 （成熟龄）47ml大鼠 （50g）2045ml豚鼠 （成熟龄）85150ml兔 （1.4-2.3kg）60140ml/kg(体重)金黄地鼠（成熟龄）812ml小型猪 （成熟龄）11.9l狗 （成熟龄）2535ml/kg(体重)猫 （2-4kg）100200ml红毛猴 （成熟龄）200950ml各种饮水瓶（大、小鼠用）实验动物的营养物质水实验动物的营养物质蛋白质及氨基酸 蛋白质营养可以看作是氨基酸的聚合物，蛋白质营养实际上是氨基酸的营养。氨基酸又分为必需氨基酸和非必需氨基酸两大类。前者是动物体内不能合成或合成速度及数量不能满足正常生长需要，必须由饲料中供给的氨基酸；后者是体内能合成，不需要由饲料中供给的氨基酸。不同动物对必需氨基酸需求的种类存在差异。实验动物的营养物质蛋白质及氨基酸 实验动物饲料中的氨基酸实验动物饲料中的氨基酸必必 需需 氨氨 基基 酸酸非非 必必 需需 氨氨 基基 酸酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸丙氨酸丙氨酸甘氨酸甘氨酸色氨酸色氨酸苏氨酸苏氨酸丝氨酸丝氨酸门冬氨酸门冬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸赖氨酸赖氨酸谷氨酸谷氨酸羟脯氨酸羟脯氨酸蛋氨酸蛋氨酸缬氨酸缬氨酸酪氨酸酪氨酸脯氨酸脯氨酸组氨酸组氨酸精氨酸精氨酸胱氨酸胱氨酸瓜氨酸瓜氨酸 实验动物的营养物质蛋白质及氨基酸 在必需氨基酸中，以赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸3种最为重要，因为在动物体内利用其他各种氨基酸合成蛋白时，都要受到它们的限制，这3中氨基酸叫做限制性氨基酸。不同饲料含的必需氨基酸比例不同。将不同饲料混合应用，取长补短，可以提高其营养价值，使其必需氨基酸的比例符合机体的需要。这种作用称为蛋白质（氨基酸）的互补作用。比如：苜蓿赖氨酸多，蛋氨酸少，而玉米相反。实验动物的营养物质蛋白质及氨基酸 实验动物的营养物质碳水化合物 碳水化合物，也称糖类，可分为单糖、双糖和多糖。糖是植物性饲料中含量最多的一种营养物质，是动物饲料的重要组成部分。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。碳水化合物包括无氮浸出物和粗纤维：u无氮浸出物：包括淀粉和糖类，供应能量，小部分构 成组织成分u粗纤维：包括纤维素、半纤维素和木质素纤维素经酵 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实验动物的营养物质碳水化合物 碳水化合物营养作用：1、动物体内能量的主要来源 2、转化为肝糖原和肌糖原 3、转化为体脂肪 4、动物在泌乳期，是合成乳糖、乳脂的原料实验动物的营养物质脂肪 脂肪是构成实验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。饲料中脂肪缺乏时，可导致脂溶性维生素的缺乏(豚鼠)。脂肪分成真脂肪和类脂肪u真脂肪是指甘油和脂肪酸组成的甘油三酯。u类脂除了C、H、O元素以外还有N、S、P脂肪的营养作用和分类实验动物的营养物质脂肪 食物中的脂肪酸分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。在多不饱和脂肪酸中的亚油酸、-亚麻酸是动物必不可少而自身不能合成的脂肪酸，必需通过摄入食物供给，称必需脂肪酸（essential fatty acid,EFA）。饲料中如果缺乏必需脂肪酸，可导致幼年动物长发育缓慢停止，生殖能力下降，泌乳量减少，脱毛，甚至引起死亡。实验动物的营养物质矿物质 饲料在550600高温下灼烧后，剩下的灰分即为矿物质。矿物质元素按其在动物机体内的含量可分为常量元素和微量元素：u机体中含量大于0.01%者为常量元素：钙、磷、钠、钾、氯、镁、硫等。u机体中含量小于0.01%者为微量元素：铜、钴、氟、铁、碘、锰、钼、镍、硒、硅、锡、钒、锌等。实验动物的营养物质矿物质 矿物质虽不能直接提供能量，但与三大有机营养物质的代谢密切相关，是生命过程不可缺少的物质。1、机体的构成成分，比如:骨骼和牙齿2、维持酸碱平衡3、影响其他物质在体内的溶解度 比如:血液中的食盐提高磷酸钙的溶解度 胃液中的盐酸可溶解饲料中的矿物质4、参与维持细胞膜的通透性和神经肌肉的兴奋性实验动物的营养物质矿物质 当动物在长期摄入的食物中缺乏某种矿物质，就可导致动物相应的矿物质缺乏症。相反，当矿物质的用量过大，会引起动物相应的矿物质中毒症。如：缺钙会造成幼畜的佝偻病 缺铁易患贫血 实验动物的营养物质维生素 维生素是一类动物代谢而需要量极少的低分子有机化合物，体内一般不能合成，必须由饲粮提供，或者提供其前体。它们既不参与机体组成也不提供热能、主要起控制、调节代谢作用的有机物。实验动物对它们的需要量甚微，但却是比必不可少的物质。维生素主要以辅酶和催化剂的形式广泛参与体内代谢的多种化学反应从而保证机体组织器官的细胞结构和功能正常，以维持动物的健康和各种生产活动。实验动物的营养物质维生素维生素的种类很多，可分为脂溶性维生素和水溶性维生素。l脂溶性维生素：A、D、E、Kl水溶性维生素：维生素B族和维生素C维生素缺乏可引起机体代谢的紊乱，产生一系列缺乏症，影响动物健康和生产性能，严重时可导致动物死亡。实验动物的营养物质维生素常见维生素的生理功能、缺乏症和来源维生素生理功能缺乏症来源脂溶性维生素A维持正常视觉，参与上皮细胞正常视觉损害、夜盲症、上皮粗糙、肝脏、鱼肝油、形成，促进生长发育角化、骨发育不良，生长迟缓蛋黄、牛奶维生素D促进钙吸收，与骨骼的形成有关软骨病鱼肝油、蛋、苜蓿干草维生素E与胚胎发育及繁殖有关，保持心血生殖系统损害，睾丸萎缩、肌油脂，如花生油、管系统结构功能的完整性肉麻痹、瘫痪、红细胞溶血玉米油；绿色植物、蛋、鱼肝油水溶性维生素B1参与碳水化合物的代谢多发性神经炎、心力衰竭谷类、豆类、酵母维生素B2参与生物氧化、晶状体及角膜的呼生长停止、脱毛、白内障、角麦麸、豆粉、吸过程，维护皮肤粘膜完整性膜血管新生动物内脏维生素C参与糖、蛋白质代谢，参与胶原、坏血病，皮下、关节新鲜蔬菜齿质及骨细胞间质生成弥散性出血实验动物的营养物质维生素三、常用实验动物营养需要三、常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要实验动物营养需要由两部分组成：u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，即维持需要（Maintenance requirement）。u供动物的生长、妊娠、泌乳、产肉、产蛋等生产活动的需要，即生产需要（Production requirement）。二者在生产实践中是彼此联系，相互影响的。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要 实验动物种类较多，对营养物质的需要也有较大差异，世界大多数国家都有其权威部门公布的实验动物营养需要的饲养标准，国际上影响力较大的是由美国科学院国家理事会美国科学院国家理事会颁布的饲养标准，通常几年修定一次，此标准对常用的实验动物营养需要有着详细的规定。我国在1994年制定颁布了我国第一部实验动物全价饲料营养国家标准（GB14924-1994)，2001年，又对标准重新修订，制定新的实验动物配合饲料国家标准（GB14924-2001）。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要小鼠 小鼠是常用的实验动物之一，饲料中必需给小鼠充足的营养以维持其生物学特性和保证实验正常进行。小鼠对蛋白质要求较高，断奶存活率与蛋白质密切相关小鼠对钙及维生素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，饲料中钙磷比例。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要大鼠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%，在日粮中加入适量的赖氨酸和蛋氨酸可使大鼠快速生长大鼠对钙、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的维生素E能提高大鼠繁殖率。无菌大鼠还应注意补充维生素B12。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要豚鼠 豚鼠对某些必需氨基酸特别是精氨酸的需要量较高。对粗纤维的消化能力强，日粮中要含12%-14%的粗纤维。如果粗纤维量不足，豚鼠会出现排粪障碍和脱毛现象。由于体内不能合成维生素C，豚鼠对维生素C缺乏特别敏感，缺乏时可致坏血病，生殖力下降，甚至造成死亡。每只豚鼠每日需补10mg维生素C,繁殖阶段需补充30mg。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要兔兔日粮应补充精氨酸和赖氨酸。兔对缺钙有较强的耐受能力。虽然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。饲料中需要有一定量的粗纤维以维持其正常的消化生理功能，其日粮中粗纤维含量应大于11%。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要犬 犬是肉食动物，犬必须供给足够的脂肪和蛋白质，饲料中动物性蛋白应占全部蛋白质食物的1/3。犬能耐受高脂肪日粮，要求日粮含有一定量的不饱和脂肪酸。维生素A的需要量较大，亦需补充维生素B12。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要非人灵长类 非人灵长类动物日粮能量的50%以上来自糖代谢。体内不能合成维生素C，必须由日粮提供，同时要注意日粮的适口性。除主食外，每天应供给一定量的新鲜水果和蔬菜。常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要常用实验动物营养需要四、实验动物饲料四、实验动物饲料实验动物饲料实验动物饲料 对于实验动物生产来说，饲料的费用通常占到了70%，了解饲料的类型和营养特点，除了能合理利用饲料资源，提高实验动物饲养水平，还能直接指导我们的动物实验，对实验起积极作用。我们在制定实验动物饲料时，应根据不同动物不同生理阶段的营养需求，科学的规定每头（只）动物每天的需要量，从而制定出营养价值全面的饲料配方饲料配方。实验动物饲料实验动物饲料饲料原料的来源饲料原料的来源u天然饲料原料：如谷物、脱水蔬菜、草粉、鱼粉、骨粉、矿物质、酵母等u加工饲料原料：如玉米淀粉作为饲料糖类来源，牛奶中提取酪蛋白作为蛋白质来源等u纯化学物质：如氨基酸、必需脂肪酸等 任何单一的饲料都不能满足不同动物的不同生长时期对营养的需要，因此需要进行配制，使其含有全面而均衡的各种营养素，以满足动物生长繁殖或特殊实验的需要。这种饲料叫“全价营养饲料”。实验动物饲料实验动物饲料配合饲料设计原则：配合饲料设计原则：u必需参考各类动物的营养需要量，根据饲养实践经验加以应用；u尽可能选用营养丰富，价廉，本地区来源较充足的原料；u要注意饲料的适口性；u要考虑动物的生理特点选用适宜的饲料。实验动物饲料实验动物饲料饲料按物理性状分类饲料按物理性状分类u颗粒料（主要）u粉料u膨化料u液体饲料实验动物饲料实验动物饲料实验动物饲料的质量控制：实验动物饲料的质量控制：我国对实验动物饲料生产和销售实行许可证制度，要求生产企业必须具备一定的生产条件，取得省一级实验动物管委会核发实验动物全价营养饲料质量合格证后，才有资格生产销售实验动物饲料。实验动物饲料实验动物饲料实验动物饲料的质量控制：实验动物饲料的质量控制：1、饲料的加工调制 饲料原料、饲料配方、消除有害有毒物质、饲料的理化性状2、饲料的消毒 饲料消毒对营养成分的破坏 主要消毒方法：高温高压消毒和射线灭菌法3、饲料的储存4、微生物、重金属控制实验动物饲料实验动物饲料实验动物饲料的质量控制：实验动物饲料的质量控制：1、原料的质量控制：对原料进行监测（鱼粉）2、成品的控制：进行营养成分检测 全价营养饲料中不得掺入抗生素、驱虫剂、防腐剂、色素、促生长 素以及激素等。五、营养因素对动物实验的影响 营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响 早期的实验动物营养研究主要目的在于保证动物正常的生长和繁殖，即营养因素对实验动物生长和生产的影响，但近年来，人们逐步认识到动物的营养状况与其生化指标、免疫反应息息相关，进而对动物实验的结果产生很大的影响。营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响u进行非营养研究时的影响进行非营养研究时的影响对动物采食量的影响对动物生长发育的影响对生理生化指标的影响对免疫功能的影响对动物疾病发生、发展和转归的影响饲料中其他因素的影响u进行营养研究时的影响进行营养研究时的影响动物早期的营养状况对营养研究的影响动物实验时的营养对所研究营养问题的影响动物日粮对营养研究的影响营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响非营养研究非营养研究l对动物采食量的影响 实验动物的饲料原料组成影响饲料的能量浓度，饲料中能量含量的多少直接影响动物采食量。当动物的采食量与实验的某些因素有关时，饲料的能量含量就能影响实验的结果。比如：掺入饲料中药物的研究。l对动物生长发育的影响 动物的生长情况与饲料中所含的营养素是否全面，是否充足与平衡，有毒有害成分的多少，适口性如何，甚至与饲料的软硬程度有着直接关系。医学研究中，采用动物生长发育等作为衡量指标比较常见。影响体重、组织器官发育，从而影响生长曲线、脏器系数。营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响非营养研究非营养研究l对动物生理生化指标的影响 饲料中的营养素经过动物的消化吸收，对动物的生理状态产生影响。目前，在生物医学研究中采用生化指标作为衡量指标的越来越多，因而营养对之相应的研究结果产生影响。营养素的改变，引起血液、脏器营养素含量的改变，从而对与之相关的生化指标产生影响。l对动物免疫功能的影响 动物的营养状况的好坏影响动物的健康状况，也必然会对免疫系统和机能产生影响。饲料中的一些微量元素和维生素如：维生素A、维生素E、微量元素锌、锰、硒等的含量，对动物的免疫系统和机能有显著的影响。研究表明，最佳免疫的营养需求要高于以正常生长发育、生化指标为饲养要求的营养需求。在进行与免疫有关的研究，对于营养的影响应予以重视。营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响非营养研究非营养研究l对动物疾病的发生、发展和转归的影响 某些营养因素与癌、心血管病等非传染性疾病关系密切，营养对这方面的研究有着直接的影响。l对动物麻醉反应的影响 营养失衡的动物对麻醉的敏感性会增强。使麻醉剂量不易控制，增加实验操作性。l其它因素的影响 抗营养因子、毒素或农药残留、重金属污染等均可造成对研究结果产生直接、间接的影响。营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响营养研究营养研究l动物早期的营养状况对营养研究的影响 众多研究表明，动物早期的营养对其后期的营养状况有影响。因此，在进行营养研究时，动物早期的营养状况将影响实验结果。所以在选择实验动物时，一定要充分了解该动物早期的营养状况，最好是监测与研究课题有关的营养状况指标。l动物实验时的营养对所研究营养问题的影响 在动物体内，各种营养素之间存在着非常复杂的关系，了解它们之间的关系对于营养研究至关重要。研究时，不仅要控制除研究因素以外的其它因素，使之保持一致，而且特别要重视其中与研究因素密切相关的因素。营养因素对动物实验的影响营养因素对动物实验的影响营养研究营养研究l动物日粮对营养研究的影响 与营养相关研究中，动物日粮的控制问题日益受到重视，特别是营养与免疫，营养与癌症，营养与衰老已成为热点。在进行这方面的研究时，往往涉及的营养因素是很多方面的，因此，要控制那些除研究因素以外的其它因素，尤其要注意那些与研究因素相关的因素。此外，动物日粮的种类对实验结果也有一定影响。比如：铅在纯养分日粮中比天然组分日粮中表现较强的毒性。即使同为天然养分日粮，因其组分不同，也会得到不同的试验结果。因此，应根据试验目的和性质，正确的选择和配合实验动物日粮，以确保试验取得成功。参考书目参考书目u饲料毒物学附毒物分析饲料毒物学附毒物分析于炎湖于炎湖 主编主编u实验动物学实验动物学卢耀增卢耀增 主编主编u医学实验动物学医学实验动物学魏泓魏泓 主编主编