实验动物设施与管理饲料与营养

,实验动物设施与管理实验动物的饲料与营养,第一节 实验动物设施,四要素：建筑物、设备、运行、管理。实验动物设施及环境硬件条件是影响实验动物质量和动物实验结果的重要因素。实验动物设施及环境运行管理是实验动物工作者的重要工作内容。简要介绍实验动物设施及环境相关基础知识、建设标准和运行管理概要。,一、实验动物设施分类（一）根据功能、使用目的分类：1.实验动物繁育、生产设施：用于动物生产的建筑物、设备、运行管理的总称。包括：动物生产区、辅助生产区、辅助区。 2.动物实验设施：进行动物实验的建筑物、设备、运行管理的总称。包括：动物实验区、辅助实验区、辅助区。（二）按照空气净化的控制程度，实验动物环境及设施国家标准（GB149252001），分三类：1、普通环境：传染因子不完全控制，普通级动物。2、屏障环境：严格控制传染因子，SPF级动物。3、隔离环境：绝对隔离传染因子，悉生及无菌动物。,附：实验动物环境设施分类（国标GB50447-2008）,二、环境和实验动物的关系1. 温度：环境温度高，动物食欲减退，摄食量减少，雄性动物精子生成能力下降，甚至出现睾丸萎缩，繁殖功能下；环境温度低导致动物冻伤、感冒、支气管炎和肺炎等疾病。2.湿度：高温、高湿表现闷热；低温、高湿动物的感觉是阴冷（兔的腹泻等） ；低湿时空气过分干燥，动物表现为躁动不安及反常现象（哺乳母鼠不让仔鼠哺乳，甚至吃鼠；大小鼠表现有环尾病特征性症）；北方加湿南方减湿。3. 噪声：噪声可妨碍动物的怀孕、受精卵的着床，或者导致流产，甚至出现食仔现象，泌乳量减少，离乳率下降，动物间的咬杀率升高；强噪声可100引起DBA/2小鼠的听源性癫痫，ICR小鼠也有6880的发作率，SD大鼠肾小球毛细血管充血 ，KM小鼠胸腺重量明显减轻，脾脏重量明显增加，抗体形成细胞分泌抗体的能力均显著降低。,4.氨： 和环境中的微生物相互作用后会诱发动物呼吸器官疾病如肺水肿、肺炎等（250mg/L下豚鼠49d，死亡率达80%，25250mg/L的氨环境中4周6周时，可发生严重鼻炎、中耳炎、支气管炎和支原体性肺炎）； 5.照度： 影响动物的发情、繁殖以及视网膜障碍等。大鼠在15Lx条件下，不发情个体增加。产仔数在250Lx条件下最多，白化大鼠在20000Lx下12h后就出现视网膜障碍；在200Lx时,雌鼠阴道开口比30Lx时要早3d。小鼠的发情周期在20Lx的光照下有规律地呈4d周期，比在5Lx或200Lx条件下稳定）。6.动物在IVC环境: 生长发育优于开放环境,昆明种小鼠、近交系BALB/c小鼠、SD大鼠体重有显著差异(P0.05或P0.01） 微量元素:包括Fe、Cu、I、Mn、Se等（0.01） 1.营养学作用：在动物体内既不能合成也不能在代谢中消失，只能排泄于体外；含量少但对动物的生命活动却很重要。构成体组织、细胞的成分(如80%90%以上的钙和磷是构成骨骼和牙齿的重要成分)等；,2.对机体的各种生理过程起着重要作用(如铁参与血液对氧的运送过程；钙参与对血液和组织液的调节；钾和镁参与糖和蛋白质的代谢)；维持渗透压、酸碱平衡和神经肌肉的兴奋性(如钾、钠、氯参与细胞内外渗透压及机体酸碱平衡；钠大量存在于肌肉中,使肌肉兴奋性加强);构成各种酶、激素、Vitamin、蛋白质和核酸的成分等(如硒是谷胱甘肽过氧化物酶的主要成分)。3、缺乏症：长期缺乏会导致各种缺乏症，食用过多又会有害。 缺Ca:幼畜佝偻病 缺Fe:缺铁性贫血 缺I:甲状腺肿大 缺Na:动物发育迟缓,4.矿物质元素在体内的动态平衡,5.本设施配合维持饲料成品矿物质和微量元素指标 表4 矿物质和微量元素指标,（五）维生素（vitamin）1.概念：是一组化学结构不同、营养作用和生理功能各异的一类微量低分子有机化合物。2.作用：维生素在体内既不参与机体组成，也不提供热能，主要作为代谢过程的激活剂，调节控制机体的代谢活动。3.分类：维生素分为2类：脂溶性Vitamin: VA、VD、VE、VK，可溶于脂肪和脂肪溶剂，不溶于水。水溶性Vitamin: 主要是VB、VC族，体内不大量储存，短时间缺乏或不足均会引起体内某些酶活性的改变。4.豚鼠和猴体内不能合成维生素C,须由饲料供给。,5.维生素的生理功能、缺乏症和来源,6.本设施配合维持饲料成品维生素指标 表3 维生素指标,水 是 生 命 之 源,（六）水（water）,1.水的重要性仅次于氧气，没有水的存在，任何生命活动都无法进行；水是动物体内含量最多的营养物质之一（5580），随年龄的增长和体脂肪的沉积而下降。2.营养学作用：它参与体内各种物质代谢和体温调节；它是体内运送各种营养物质和代谢产物的载体;水是一种重要的溶剂 ；水是一种润滑剂。3.动物体内水分的来源和排出动物所需水分的来源：外源水(饮水、饲料水); 内源水(代谢水)。动物体内水分的排出途径：肾脏（尿）、肺（呼吸）、皮肤（蒸发）、消化道（粪便）、乳腺（乳汁）。,水的平衡示意图,4.实验动物的饮水,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；实验动物饮用水应由新鲜、纯净的水源直接提供；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，这些饮用水通常都采用高压、过滤、酸化等灭菌处理措施；清洁级及以上级别的实验动物，其饮用水必须经过灭菌处理，亦可应用酸化水（pH2.5-3.0）。,各种动物每日的饮水需要量,二、实验动物的营养需要,（一）营养需要(nutrient requirement)：为满足动物维持正常生长和繁殖所需的各种营养素的需要量。 根据动物的品种、年龄及生理状态将其营养需要分为生产、繁殖和维持三种。（1）生长期营养需要：指饲料中能够满足动物生长、妊娠、泌乳、产肉（蛋）等生产活动和体内同化过程所需的各种营养物质。动物生长：机体通过通过同化将摄入的无机物转化为自身的有机物，从而进行物质积累、细胞数量增多、组织器官体积增大，进而导致动物整体及其重量增加。不同生长时期，动物各部生长强度是不一样的。（2）繁殖期营养需要：指满足动物母体自身和为胎儿生长发育与哺乳所需的各种营养物质。 （3）维持期营养需要：指维持动物正常体温、呼吸、心跳和基础代谢等各项基本生命活动及动物随意活动的需要量，即体内合成与分解代谢处于动态平衡状态 。,（二）常用实验动物的营养需要特点,1、小鼠营养需要特点小鼠饲料中含有18%的蛋白质、 5-8%粗脂肪即可满足需要；小鼠喜食含高碳水化合物饲料，特别需要日粮来源的亚油酸；对维生素A和D的需求量较高，但维生素A过量可以导致小鼠繁殖紊乱和胚胎畸形。添加0.47%含硫氨基酸（蛋氨酸、半胱氨酸、胱氨酸）可提高小鼠的生长发育和繁殖性能。,2、大鼠营养需要特点18-20%的蛋白质可满足大鼠生长、繁殖的需要；生长期的大鼠易发生脂肪酸缺乏，一般饲料中应保证必需氨基酸的含量占总能量的1.3%，亚油酸不低于0.3%；大鼠不需要补充维生素K，但要补充维生素A； 大鼠对钙、磷的缺乏耐受力较强， 但对镁需要量较多，应注意补充；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。,3、豚鼠营养需要特点豚鼠对精AA需要量很高;豚鼠对粗纤维的消化能力强，要求饲料中含有1214%的粗纤维，若粗纤维不足，可发生排粪障碍和脱毛现象；豚鼠对维生素C缺乏特别敏感，缺乏时可致坏血病、生殖机能下降等症状，甚至造成死亡。必须在饲料中补充VC（1030mg/只/日 ）或饲喂青饲料。,4、地鼠营养需要特点地鼠像反刍动物一样能有效地利用非蛋白氮，饲料中71%的尿素氮可以被沉积。饲料中，粗蛋白的含量要求达到18-24%，特别是饲料中的动物性蛋白应有一定比例；如蛋白质不足，成年地鼠将出现性功能减退，幼鼠则生长发育迟缓。,5、家兔营养需要特点精氨酸对兔特别重要，是第一限制性氨基酸；成年兔可以耐受高水平的钙，在初生时有很大的铁储备，因而不易贫血；兔肠道微生物可以合成VK和大部分VB族，但对繁殖兔仍需补充VK；家兔盲肠发达，对粗纤维的消化能 力较强，饲料中的粗纤维应保证 在10%15%以上，缺乏时可导致 消化性腹泻，因此必须补喂青饲料。,6、犬的营养需要特点犬为肉食性动物，必须供给犬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1/3，22%的粗蛋白可满足生长和繁殖需要；犬能耐受高脂肪日粮，且要求日粮要含有一定量的不饱和脂肪酸（亚油酸等）；犬对VA的需要量较大，亦需补充VB12；肠道内微生物虽可合成VB族， 但仍需要补充VB。,7、猫的营养需要特点猫也为肉食性动物，对蛋白质的数量和质量要求较高，成年猫日粮中蛋白质含量22%，幼猫33%；初生猫要求高脂肪日粮；猫不能利用-胡箩卜素(VA原) 转化为VA ，因此应在饲料中补充VA；对维生素E的需求量也较高。,8、猴的营养需要特点 猴的日粮能量的50%以上来自糖代谢； 16%25%的蛋白质可满足猴的生长和繁殖需要，脂肪含量控制在3%6%为宜；其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。,1、营养成分标准：依据实验动物的不同种类、性别、年龄、体重和生理阶段等特点，结合能量与其他各种营养代谢实验和饲养实验结果，科学地规定每只动物每天应给予的能量及各种营养物质的数量，这种规定称之。2、实验动物饲料的营养标准：1994年我国有关部门参照国际标准制定并颁布了我国实验动物饲料标准，2001年对其进行了修订。,三、实验动物饲料的营养标准,一、实验动物饲料的分类（一）按营养成分分类：1、全价配合饲料：营养均衡全面，可直接饲喂；2、混合饲料：由能量、蛋白质、矿物质等饲料按比例配合而成，可直接饲喂，但营养不全面，饲喂效果不佳；3、浓缩饲料：以蛋白质饲料为主，混以矿物质和添加剂预混料混合而成，不可直接饲喂，需按比列添加；4、添加剂预混料：由营养物质添加剂（氨基酸、矿物质、维生素等）+载体配制而成，不可直接饲喂，需按比列添加； 5、代乳饲料：为用以替代自然乳的全价配合饲料，专为待哺乳的幼年动物设计。,第二节 实验动物饲料及质量控制,（二）按饲料加工的理化性状分类： 粉状饲料、颗粒饲料、膨化饲料、液体饲料四种。,大、小鼠配合颗粒饲料,（三）按动物种类及生理阶段分类： 按动物种类分类：小鼠、大鼠、豚鼠、兔、猪、 犬饲料等； 按生理阶段分类：育成、繁殖、维持饲料。（四）按饲料原料来源分类：可分为 植物性饲料：豆粕、玉米、麦麸等； 动物性饲料：鱼粉、蛋粉、骨粉等。,二、实验动物饲料的选择 为了适应不同的实验需要，选择合适的、标准化的配合饲料对于获得准确、可靠的实验结果极为重要。1、天然原料饲料：即以天然动植物为原料配合而成，优点：易于获得、价格便宜，缺点：营养成分难以标准化；2、纯合饲料：使用精制原料配合而成，主要营养素有精确的计量标识。优点：饲料营养成分清楚、结果可靠，缺点：适口性差；3、化学纯合饲料：由高纯度化学原料配合而成，优点：饲料营养成分可靠，缺点：价格昂贵。,（一）实验动物饲料的配制 任何单一的饲料都不能满足动物对营养的需要。因此，需要选取若干种原料按一定比例进行配制，制定出营养价值全面的饲料配方，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。全价饲料配制的主要依据:是我国“实验动物全价营养饲料”国家标准（GB149242001）。 配制方法通常采用动物饲料分析软件进行。,三、实验动物饲料的配制、生产加工、贮存与管理,设计配合饲料时应考虑：必需参考各类动物的营养需要量，并根据饲养实践经验加以应用；尽可能选用营养丰富、价格低廉、本地区来源较充足的原料；要注意饲料的适口性；要考虑动物的生理特点选用适宜的饲料。,（二）饲料的加工、消毒和贮存,1、饲料的生产加工：要根据不同动物、不同实验目的加工成适合动物采食习性的饲料。如颗粒（鼠）、膨化（猫和犬）等形状。生产加工过程中应注意各种原料的充分粉碎、混匀等工艺，尤其要注意比例较小的原料的混匀，以“倍比稀释”为佳。2、饲料的消毒：便于贮存和杀灭病原微生物。干热法：80100烘烤，营养成分损失多;高温