实验动物的营养与饲料课件

1、实验动物的营养与饲料动物营养学是研究动物对营养物质需要量的科学，其主要内容包括：确定动物对日粮中每种营养物质的需要量；设法以最经济的方式供给这些营养物质；研究动物机体是如何将这些营养物质用于维持、生长和繁殖的等。 营养学与化学、生物学和生理学密切相关，其本质就是通过这些学科的方法和理论来确定动物对营养物质的需要量和饲料原料中营养物质的含量，并通过饲料配合使二者相匹配。营养学对于实验动物具有特别重要的意义，因为实验动物的营养与饲料是环境因素中对实验动物生长、繁殖以及遗传与生物学特性得以充分表达的最直接、最重要的影响因素，是与实验动物质量密切相关的重要支撑条件。然而，在实验动物学科领域，营养却是最

2、易被遗忘的一个因素。 实验动物的各种生理状态和功能反应都直接与饲料和营养相关。没有营养成分恒定、设计合理的标准化饲料，就不可能得到标准化的实验动物，优良的实验动物品种和动物模型就会逐渐丧失其优良特性；同样，不充分注意实验动物的营养需要与代谢引起的代谢异常，就可能使仔细计划的研究工作复杂化，甚至得出错误的结论。因此研究人员在进行动物实验时有必要将营养计划作为研究方案的组成部分。研究动物营养状况、加强饲料质量的管理是实现实验动物标准化的重要条件之一。 第一节实验动物的营养需要营养物质是由日粮提供的、动物维持生命所必需的化学物质，在动物体内起着非常重要的作用。如果机体缺乏或者对其利用率不高，将直接影

3、响动物健康，严重时可能导致动物死亡。 饲料分析指标主要有水、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维、粗灰分和无氮浸出物 20世纪70年代除能量供给的三大营养素和20多种氨基酸之外，饲料分析超标还包括10多种维生素和10多种矿物元素及其他微量元素。目前人类已知动物机体所需的各种营养物质达50余种，其中最主要的可划归七大类，即：蛋白质、脂肪、糖类、矿物质、维生素、水及纤维素等营养需要就是指动物群体每天对这些营养物质的基础需要量。要想配制出适宜、合理的日粮，就必须清楚动物对每一种营养物质的需要量。 一、各种营养物质的主要功能 实验动物饲料营养学的主要目的就是要严格控制、合理搭配各种营养物质，使之满足动物的各种生理

4、需要。蛋白质、脂类、糖类、矿物质、维生素以及水在动物体内各有其重要功能 （一）蛋白质的营养功能 蛋白质是一切生命的物质基础，是构成机体组织和细胞的组织成分，又是修补组织的必需物质，如肌肉、神经、结缔组织、血液及激素、酶、抗体等，同时也可脱氨基作供能物质。蛋白质是机体的代谢中心，不能被任何物质所代替 蛋白质的基本单位是氨基酸，已知氨基酸有20多种，以不同的组合形成不同的蛋白质。氨基酸通常又分为必需氨基酸和非必需氨基酸两大类。前者是指在动物体内不能合成或合成的速度及数量不能满足动物正常生长需要，必须由饲料来供给的氨基酸；后者是指动物体内能合成，不需要由饲料供给的氨基酸。实验动物应考虑的必需氨基酸有

5、10种，分别是精氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸。 在动物日粮中，不仅要求有一定的氨基酸的种类和数量，而且要求氨基酸之间保持平衡。所谓氨基酸平衡，是指日粮氨基酸组分之间的相对含量与动物机体氨基酸需要量之间比值较为一致的相互比例关系 （二）脂类的营养功能 脂类是供给动物能量的主要来源，也是构成动物体组织的重要成分，如磷脂、固醇等，同时也是脂溶性维生素A、维生素D、维生素E及维生素K被动物消化及吸收利用的必需条件。脂类主要分布在皮下结缔组织的脂肪层及肾周、肠系膜内，具有保温和保护器官的作用。 脂类的营养功能脂类由饱和脂肪酸及不饱和脂肪酸两大类组成。某

6、些脂肪酸如亚麻酸、亚油酸和花生四烯酸等对幼龄动物的生长、发育是必需的，又必须由饲料供给才能满足需要，故称必需脂肪酸。饲料中缺乏这些必需脂肪酸时，可引起消化障碍及中枢神经系统的障碍 ，实验动物日粮中添加适量的脂类，还可以提高饲料适口性，增加动物的采食量。饲料中脂肪过多，易引起饲料的酸败变质。另外，动物长期采食高脂饲料，还会造成食欲减退、消化不良、过肥和不孕。 （三）糖类的营养功能 根据其消化特性和营养价值，糖类分为无氮浸出物和粗纤维。无氮浸出物包括糖类和淀粉，主要供给动物所需热能，多余的部分可转化为体脂和糖原，储存在机体中以备需要时利用。 糖类也是组织和细胞的重要组成成分，主要以糖脂、糖蛋白和蛋

7、白多糖的形式存在，分布在细胞膜、细胞器膜、细胞浆以及细胞间质中 糖类的营养功能粗纤维包括纤维素、半纤维素和木质素3种，动物一般难以利用，但它对动物肠黏膜有一种刺激作用，促进胃肠道的蠕动和粪便的排出。这对于某些草食性动物尤其重要 （四）矿物质的营养功能 矿物质是实验动物进行正常生长发育和繁殖等生命活动不可缺少的一些金属和非金属元素，现已知道越来越多的元素与动物生命活动有关。这些元素有的是动物体的重要组成部分，有的对机体的各种生理过程起着重要作用，如供给不足就会出现一系列的缺乏症，某些元素过量也会出现中毒症。矿物质的营养功能 根据各种矿物质在动物体内含量不同，一般可分为常量元素和微量元素两大类。1

8、.常量元素 如钙、磷、钠、氯、硫、镁、钾等在机体内的含量占动物体重的0.01以上，称为常量元素。 （1）钙 动物体中的钙约99构成骨骼和牙齿，而且钙还对维持神经和肌肉组织的正常功能起重要作用。钙 血钙高于正常水平时抑制神经、肌肉兴奋性；反之增强，缺钙可导致肌肉痉挛甚至僵直。钙还参与某些酶的激活及体内酸碱平衡的调节。当钙缺乏或钙、磷比例失调时，主要表现为骨骼病变、跛行，幼龄动物患佝偻病。钙过量不仅会引起钙、磷比例失调，还阻碍铁、锰、碘等元素的吸收。 一般日粮中需要添加钙才能满足动物需要，过去主要靠添加骨粉、贝壳粉等，但由于这些原料卫生指标难以控制，钙含量不稳定，且影响饲料适口性，现已被饲料用磷酸

9、氢钙所取代。另外，饲料中要有足量的维生素D以促进钙的吸收利用。2）磷 除与钙一起构成骨骼、牙齿外，磷主要以磷酸根形式参与许多物质的代谢过程，并为血液中重要的缓冲物质的成分。磷不足亦引起佝偻病、软骨症、骨质疏松症、食欲减退、厌食、食毛及动物发情异常、屡配不孕、乳量下降等。磷不足引起的异食癖比缺钙更严重。 （3）镁 常量元素中的镁也是骨正常发育所必需的，是构成骨骼和牙齿的成分，是多种酶的活化剂，在糖和蛋白质代谢中起重要作用，是保证神经肌肉正常功能的必需物质。低镁时神经、肌肉兴奋性提高，高镁时抑制。镁缺乏时可引起神经过敏、痉挛、惊厥；饲料中镁过高时，动物食欲降低并可能引起腹泻。（4）钾、钠、氯 这3

10、种元素都是电解质，与重碳酸盐离子共同维持细胞与体液的渗透压及体积，钾、钠的相互作用参与神经组织冲动的传递过程。钾还参与组成细胞内液的缓冲系统，维持酸碱平衡，参与糖、蛋白质的代谢。钾主要存在于细胞中，钠主要存在于体液中，机体内钠比钾多，比例约为104。在植物性饲料中钾比动物性饲料多34倍，故一般食草动物对食盐的要求比较迫切。钠缺乏最明显的症状是食欲降低；过量则导致腹泻。实际日粮中一般不会缺钾，因为实验动物饲料中的谷物类饲料一般能提供足量的钾。过量的钾可以降低许多营养物质在肠道内的吸收。氯缺乏会降低动物采食量并使生长速度降低 （5）硫 主要以有机形式存在于蛋氨酸、胱氨酸及半胱氨酸等含硫氨基酸中，合

11、成体蛋白、被毛以及多种激素。动物对硫的需要一般由饲料中的粗蛋白供应即可满足，但在动物换毛季节需补硫。苜蓿、鱼粉中含有较丰富的硫。.微量元素 矿物质元素中铁、铜、锌、锰、碘等元素在机体内的含量很少，占动物体重的0.01以下，称为微量元素。微量元素虽然需要量甚微，但作用不容忽视。 （）铁: 铁是形成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素所必需的成分，作为氧的载体保证体内氧的正常输送。 微量元素（2）铜: 铜主要作用是参加造血过程，形成红细胞，对神经系统的正常活动也有很大意义。铜对生长发育有良好作用。缺铜可引起实验动物胚胎死亡和吸收。生长发育期的动物对铜不足最为敏感；哺乳动物和禽类缺铜的特有症状为贫血，原因在

12、于铜的不足影响了铁的利用。铜过量可发生中毒，甚至引起溶血和黄疸而死亡。 微量元素（）锌: 锌参与核酸和蛋白质的代谢，缺锌可引起采食量降低而使生长受阻，还可发生皮肤损害，被毛脱落，影响繁殖功能。一般常用饲料即能满足动物对锌的实际需要量。高钙不利于锌的吸收。饲料中含过量锌使动物厌食，而且过量锌不利于铁、铜的吸收，严重时可造成贫血。微量元素（）锰: 锰的主要作用是促进正常成骨，维持动物的正常繁殖，并作为酶的活化因子参与三大物质的代谢过程。锰与钙磷之间存在拮抗作用。缺锰可引起骨骼受损，雏鸡发生滑腱症，雌性动物可引起生殖力的降低与母本能的减弱，高钙磷能加速缺乏症的发生。过量锰则影响钙、磷、铁的代谢，一般

13、日粮不需补锰。微量元素（）钴: 钴主要作为维生素B12的成分发挥作用，为正常造血所必需，缺钴会影响动物体内微生物合成维生素B12，引起恶性贫血及异嗜癖。 微量元素）硒: 硒也是动物机体所必需的一种微量元素，与维生素E的吸收和储存有关，它的不足或过量都会影响动物的生长发育和繁殖功能。缺乏可使动物生长缓慢，出现营养性肌肉萎缩、心肌损伤，严重时甚至死亡。硒过量中毒使动物消瘦、脱毛、心肌萎缩、肝脏硬化、胚胎畸形。微量元素（）碘: 碘是甲状腺素的重要成分，参与几乎所有的物质代谢过程。动物缺碘的特异症状为甲状腺肿大。幼龄动物缺碘引起生长迟缓，骨架短小，严重时影响胚胎发育，分娩弱小仔，雄性动物精液品质下降，

14、繁殖力降低等。微量元素（）氟: 氟有利于动物对钙和磷的利用及其在骨骼中的沉积，但动物对氟的必需安全范围很窄，稍多就会中毒。 微量元素（）钼: 饲料中一般不缺乏钼，过量时可引起中毒，并引起缺铜性贫血。（）铬: 铬可能通过形成所谓的葡萄糖耐受因子参与糖的代谢。动物对无机铬的利用率很低，对有机铬的利用率则要高出数十倍。动物缺铬时，易发生胆固醇和血糖升高、动脉粥样硬化、生长不良。（五）维生素的营养功能 维生素: 是一类动物进行正常代谢活动所必需的、需要量甚微的低分子有机化合物，主要以辅酶或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的正常，以维持动物正常健康和各种生

15、命活动。除个别维生素外，大多数在动物体内不能合成，但能由饲料或肠道寄生的细菌提供。现在已知的维生素有20多种。根据其溶解特点，可分为脂溶性维生素和水溶性维生素两大类。维生素的营养功能.脂溶性维生素: 脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。它们存在于细胞的脂性成分中，广泛调节代谢反应。它们可以长时间储存在体内，随时需要，随时释放，随时使用。维生素的营养功能）维生素A: 维生素A对促进幼龄动物的正常生长以及有机体对各种传染病的抵抗具有重要作用。维生素A只存在于动物中，植物中的胡萝卜素是其前体物。维生素A缺乏时，动物生长停止，发生干眼病或夜盲症，易患肺炎，雌性动物不孕，雄性精液品质

16、下降，厌食，运动失调等；维生素A过量时发生骨骼严重脱钙。维生素的营养功能（2）维生素: 维生素D是动物皮肤中无活性的7-脱氢胆固醇经日光紫外线照射后的产物，是一种较为稳定的化合物。维生素D可调节钙磷代谢，促进骨的正常生长和骨化，密闭饲养条件下应注意补充。当缺乏维生素D时，可引起钙和磷缺乏的症状。例如，生长期动物表现为佝偻病，妊娠和哺乳期动物则引起骨软症。同时应该注意避免维生素D过量，因为它可以引起许多健康问题。例如，钙在体内沉积严重时可导致死亡。维生素的营养功能（）维生素: 维生素E实际上是一类称为生育酚和生育醇的化合物的总称，主要作为机体的生物催化剂，保证动物的正常生殖功能，还与免疫功能密切

17、相关，其最高活性形式为-生育酚。维生素E在动物日粮中很不稳定，缺乏可降低动物的繁殖功能。其他症状有与缺硒症一样的肌肉营养不良，即所谓的白肌病，渗出性特异素质症，皮下水肿，肝坏死。维生素的营养功能（）维生素: 维生素K实际上是一组化合物的总称，现已发现有多种化合物具有维生素K活性。其中最重要的是维生素K1、维生素K2、维生素K3三种。维生素K只有2种天然存在形式，维生素K1仅存在于绿色植物中，维生素K2则由微生物合成。维生素K可以催化肝脏中凝血酶的合成，动物体内能够合成，一般不会缺乏。维生素K缺乏使凝血时间延长，重者可有显著出血，甚至死亡。六）水的营养功能 水是动物体的重要组成部分，是动物赖以生

18、存的重要因素，一般占幼龄动物体重的80，成年动物的5060；同时又是在体内运送各种营养素和代谢产物的载体以及各种化学反应的介质，还具有调节体温的作用。动物对缺水的耐受性不如对饥饿的耐受性，饥饿时动物可消耗体内大部分脂肪和一半以上的蛋白质而能生存，而体内损失10的水就导致严重的代谢紊乱，损失20即引起死亡。因此，及时供给实验动物充足的水分，是动物进行正常代谢、生长、繁殖和维持健康的必要条件之一。二、常用实验动物营养需要的特点 1.大鼠的营养需要特点 大鼠属杂食性动物，对营养素缺乏比较 敏感，是研究营养学的优良模型。对于大鼠来说，除应充分满足各种营养物质需要以外，特别要注意脂肪酸的供给。正常时应保

19、证其饲料中必需脂肪酸含量占总能量的1.3，其中亚油酸在饲料中不能低于0.3，它可在大鼠体内转化为花生四烯酸。 2.小鼠的营养需要特点 小鼠应饲喂全价营养颗粒饲料，饲料中应含一定比例的粗纤维，使成型饲料具一定的硬度，以便小鼠磨牙。一般来说小鼠喜食含高糖类的饲料，特别需要日粮来源的亚油酸。繁殖期小鼠喜食高脂高能饲料。小鼠对钙的需要量要求范围较宽，对维生素A、维生素D需要量较高，但同时又对维生素A过量敏感。维生素A过量可以导致小鼠繁殖紊乱和胚胎畸形。无菌小鼠还应注意补充维生素K 3.地鼠的营养需要特点 地鼠对饲料营养，尤其是蛋白质和维生素的需要要求较高。如蛋白质不能满足其营养需要，成年地鼠将会出现性

20、功能减退，幼鼠则生长发育迟缓。地鼠可以有效利用非蛋白氮，日粮中71的尿素氮可以被沉积。 4.豚鼠的营养需要特点 豚鼠为草食性动物，对粗纤维的消化能力强，消化率可达33%38%。通常日粮中要求含有1214的粗纤维。如果粗纤维含量不足，可以引起豚鼠出现排粪障碍和脱毛现象。豚鼠对某些必需氨基酸特别是精氨酸的需要量较高。豚鼠对日粮中不饱和脂肪酸的需要量要求也较高，不足时可引起生长受阻、脱毛、皮炎、小红细胞性贫血 5.兔的营养需要特点 兔是草食性动物。实践证明，兔能对植物中的粗纤维进行消化，消化率可达6578。因此，兔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。饲喂低纤维含量的饲料，可引起兔的

21、消化障碍，甚至可能导致腹泻或膨胀病而死亡。健康兔具有食粪特性，这是正常的生理行为，这种现象在鼠和豚鼠等动物也可以看到。兔在白天排出硬粪，晚间排出软粪，软粪排出之后，很快会被兔吃掉。实验研究显示，软粪比正常粪中的粗蛋白和水溶性维生素都要高。但是无菌兔和盲肠摘除兔无此现象。 6.犬的营养需要特点 犬属杂食类动物，饲料中需要有一定量的动物脂肪和蛋白质来改善适口性和提供能量。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。犬对维生素A的需要量较大，亦需补充维生素B12。犬不能有效利用生淀粉。7.猫的营养需要特点 三、影响实验动物营养需要的因素 实验动物不仅因品种、品系的不同而其营养需要量存在

22、明显差异，而且实验动物的性别年龄、生理阶段与生产状况等也是影响实验动物营养需要量的因素。一般根据动物的品种、年龄及生理状态将其营养需要分为生长、繁殖和维持 1.实验动物维持的营养需要 维持是指在正常情况下实验动物体重不增不减，不进行生产，体内合成与分解代谢处于动态平衡状态。在维持状态下动物对能量、蛋白质、矿物质、维生素等营养物质的需要被称为维持的营养需要。动物只有在维持需要得到满足后，多余的营养物质方可用于生长、繁殖。维持营养需要在总营养需要中占很大一部分，消耗于维持的能量约为总能量需要的一半。 2.实验动物生长的营养需要 动物生长是指通过机体的同化作用进行物质积累、细胞数量增多、组织器官体积

23、增大，从而使动物的整体体积及其重量增加的过程。动物在不同生长阶段、不同组织和器官的生长强度和占总体生长的比重不同。在生长早期，骨组织及头、腿生长较快；生长中期，体长和肌肉生长幅度较大；生长后期，则以身体的增长和脂肪的储积为主。因此，即便是同一动物，其不同生长阶段对饲料营养成分配比及营养需要亦有所不同。实验动物生长营养需要，要求饲料营养能够满足动物生长与体内同化过程所需的各种营养物质。 3.实验动物繁殖的营养需要 实验动物的繁殖过程包括雌雄动物的性成熟、性欲、性功能的维持，精子与卵子的生成，受精、妊娠及哺乳过程，其中任何一个环节都可能受饲料营养影响而发生障碍。繁殖需要除了要求能够满足动物母体自身的营养需要以外，还要为胎仔生长发育与哺乳提供各种优质、充足的营养物质以保