كتاب المتطلبات الغذائية لحيوانات التجارب - الدكتور علي محمود الكسار

 كتاب المتطلبات الغذائية لحيوانات التجارب - الدكتور علي محمود الكسار

تأليف : ا.د علي محمود الكسار

تؤثر الحالة التغذوية لحيوان المختبر على قدرته على الوصول إلى إمكاناته الوراثية للنمو والتكاثر وطول العمر والاستجابة لمسببات الأمراض والضغوط البيئية الأخرى. يعد النظام الغذائي المتوازن أمرًا مهمًا لرفاهية حيوانات المختبر ولضمان عدم تحيز النتائج التجريبية بواسطة عوامل غذائية غير مقصودة.

تتطلب حيوانات المختبر حوالي 50 عنصرًا غذائيًا بتركيزات غذائية مناسبة. يعرض هذا التقرير الجداول التي توضح الحد الأدنى من المتطلبات الغذائية المقدرة لحيوانات المختبر. من المهم إدراك أن المتطلبات المقدرة في هذه الجداول قد تم تحديدها في ظل ظروف تقييدية محددة. يمكن أن تتأثر استساغة العلف وتناوله ، وامتصاص المغذيات واستخدامها ، والإفراز بالخصائص الفيزيائية والكيميائية للأعلاف مثل الشكل الفيزيائي ، والخصائص الحسية ، والمركبات المقاومة للحرارة أو المضادة للتغذية التي تحدث بشكل طبيعي ، والملوثات الكيميائية ، وظروف التخزين. تؤثر العديد من العوامل البيولوجية أيضًا على متطلبات المغذيات.

العوامل التي تؤثر على متطلبات المغذيات

علم الوراثة

قد تؤثر الاختلافات الجينية بين الأنواع والسلالات والسلالات والمخزونات والجنس والأفراد على متطلبات المغذيات. على سبيل المثال ، يبدو أن نقص L-gulonolactone oxidase (وهو إنزيم رئيسي مطلوب لتخليق حمض الأسكوربيك) في بعض الأنواع هو نتيجة طفرة جينية . يختلف نشاط أوكسيديز L-gulonolactone بين أنواع القوارض ، وبين سلالات الفئران ، وبين الجنسين داخل سلالات الفئران  . تم اكتشاف جرذ متحور أنه ، مثل خنزير غينيا ، يفتقر إلى L-gulonolactone oxidase ولديه متطلبات غذائية إلزامية لحمض الأسكوربيك  . هناك أدلة على أن سلالات الفئران قد تختلف في متطلبات الريبوفلافين وحمض البانتوثنيك والمواد المغذية الأخرى  . قد تؤثر الاختلافات الجينية في إمكانات النمو بين الأنواع والسلالات والجنس على المتطلبات اليومية للأحماض الأمينية والعناصر الغذائية الأخرى التي يتم دمجها في الأنسجة  .

مرحلة الحياة

تتغير متطلبات المغذيات خلال مراحل دورة الحياة ، وخاصة استجابة للنمو أو الحمل أو الإرضاع. يتطلب تصنيع الأنسجة أو المنتجات الأحماض الأمينية أو الأحماض الدهنية أو المعادن أو الجلوكوز أو ركائز أخرى بالإضافة إلى كميات متزايدة من الفيتامينات والعوامل المساعدة المرتبطة بها. توضح الأبحاث التي أجريت على حيوانات المزرعة أن معدلات النمو وإنتاج الحليب تؤثر على متطلبات المغذيات  . من المحتمل أن يكون الشيء نفسه صحيحًا بالنسبة لحيوانات المختبر ؛ ومع ذلك ، تم الإبلاغ عن عدد قليل من الدراسات القاطعة. نتيجة لذلك ، بالنسبة لمعظم العناصر الغذائية ، ليس من الممكن حاليًا وضع متطلبات منفصلة لمراحل مختلفة من الحياة لأنواع حيوانات المختبر الفردية.

التأثيرات البيئية

عادة ما يتم دراسة متطلبات المغذيات في ظل ظروف خاضعة للرقابة مع الحد الأدنى من التغيرات اليومية أو الموسمية في درجة الحرارة ، أو دورة الضوء ، أو الظروف البيئية الأخرى. قد يؤدي التعديل الملحوظ في هذه الظروف إلى تغيير متطلبات المغذيات. على سبيل المثال ، يؤدي التعرض لدرجات حرارة أقل من الحد الأدنى للمنطقة المحايدة حراريًا إلى زيادة متطلبات الطاقة حيث يتعين على الحيوانات إنفاق الطاقة للحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم. قد تسمح الزيادة اللاحقة في تناول الطعام بتغذية أنظمة غذائية ذات كثافة مغذية منخفضة دون تقليل مدخول المغذيات. قد تتطلب درجة الحرارة المرتفعة أو المحفزات المزعجة أو الصراع الاجتماعي أو العوامل البيئية الأخرى التي تقلل من تناول الطعام وجبات غذائية أعلى في تركيزات المغذيات للحفاظ على المدخول الكافي من المغذيات.

يمكن أن تؤثر أنواع المساكن أيضًا على كميات العناصر الغذائية اللازمة في النظام الغذائي. على سبيل المثال ، القوارض المختبرية التي يتم الاحتفاظ بها في أقفاص مجلفنة أو أقفاص ذات قيعان صلبة قد يكون لها متطلبات غذائية أقل من الزنك بسبب توفر الزنك من البراز ومواد الأقفاص. قد تؤثر المعادن المذابة في مياه الشرب (مثل النحاس من خطوط المياه النحاسية) على كميات هذه المعادن التي يجب أن يوفرها النظام الغذائي. إذا ابتلعت حيوانات المختبر الفراش أو غيرها من المواد "غير الغذائية" ، فقد توفر مصدرًا غير مقصود لبعض العناصر الغذائية أو السموم. في دراسات متطلبات حيوانات المختبر للمكونات التي قد تكون مطلوبة بتركيزات منخفضة للغاية ، حتى إمدادات الهواء قد تكون مصدرًا مهمًا للتلوث.

الحالة الميكروبيولوجية

في ظل ظروف التربية العادية ، تأوي حيوانات المختبر مجموعات من الكائنات الحية الدقيقة في الجهاز الهضمي. تولد هذه الكائنات الدقيقة مكونات عضوية مختلفة كمنتجات أو منتجات ثانوية لعملية التمثيل الغذائي ، بما في ذلك العديد من الفيتامينات والأحماض الأمينية القابلة للذوبان في الماء. قد يكون مدى مساهمة هذه العناصر الغذائية في تغذية العائل كبيرًا ولكنه يختلف وفقًا للأنواع وتكوين النظام الغذائي وظروف التربية. في الجرذان والفأر ، يكون معظم النشاط الميكروبي في القولون ، ولا تتوفر العديد من العناصر الغذائية المنتجة بالميكروبات للمضيف ما لم يتم استهلاك البراز ، كما هو شائع بالنسبة للفئران والقوارض الأخرى  . قد تتطلب الوقاية من التهاب البلعوم زيادة في تركيزات المغذيات التي يجب أن يوفرها النظام الغذائي. قد يؤدي فقدان بعض أو كل المتعايشات الميكروبية في الحيوانات الخالية من مسببات الأمراض المحددة والحيوانات الخالية من الجراثيم ، على التوالي ، إلى تغيير تركيب المغذيات الميكروبية ، وبالتالي التأثير على المتطلبات الغذائية. يجب مراعاة التعديلات في تركيزات المغذيات وأنواع المكونات وطرق التحضير عند صياغة أنظمة غذائية لحيوانات المختبر التي تمت تربيتها في بيئات خالية من الجراثيم أو بيئات خالية من مسببات الأمراض المحددة  .

شروط البحث

قد تؤدي الإجراءات التجريبية إلى إجهاد أو تغيير تناول الطعام بطريقة أخرى. على سبيل المثال ، قد تؤدي الإجراءات الجراحية أو مواد الاختبار في الوجبات الغذائية إلى فقدان الشهية ، مما يستلزم توفير أنظمة غذائية أكثر استساغة أو أنظمة غذائية ذات تركيزات عالية من المغذيات. البروتوكولات التجريبية التي تتطلب تقييد كمية الطعام المعروضة تغير مآخذ جميع العناصر الغذائية ما لم يتم تغيير التركيزات الغذائية لمراعاة التغيرات في استهلاك الغذاء.

التفاعلات الغذائية

عادة ما تؤدي التغييرات في كثافة الطاقة الغذائية إلى تغيير في تناول العلف. إذا تم استخدام أنظمة غذائية عالية الطاقة ، فقد يكون من الضروري زيادة تركيزات المغذيات في النظام الغذائي للتعويض عن انخفاض استهلاك الغذاء. تحدث تفاعلات أخرى بين العناصر الغذائية ، مثل التنافس على مواقع الامتصاص بين معادن معينة تشترك في أنظمة نقل نشطة مشتركة. وبالتالي ، عند صياغة النظم الغذائية التي تحتوي على تركيزات غير عادية من المغذيات ، يجب مراعاة التأثيرات المحتملة على المغذيات الأخرى وإجراء التعديلات في تركيزات المغذيات ، إذا كان ذلك مناسبًا....

صياغة أنواع النظام الغذائي

صياغة النظام الغذائي هي عملية اختيار أنواع وكميات المكونات (بما في ذلك مكملات الفيتامينات والمعادن) لاستخدامها في إنتاج نظام غذائي يحتوي على تركيزات مخطط لها من العناصر الغذائية. سيتأثر اختيار المكونات بالأنواع التي سيتم تغذيتها والأهداف التجريبية أو الإنتاج. يجب أن تأخذ تركيزات المغذيات المستهدفة في الاعتبار متطلبات المغذيات المقدرة ، وخسائر المغذيات المحتملة أثناء التصنيع والتخزين  ، والتوافر البيولوجي للمغذيات في المكونات ، والتفاعلات الغذائية المحتملة.

تتوفر أنواع مختلفة من الأنظمة الغذائية للاستخدام مع حيوانات المختبر. يعتمد اختيار النوع الأكثر ملاءمة على مقدار التحكم المطلوب في تكوين المغذيات ، والحاجة إلى إضافة مواد الاختبار ، والآثار المحتملة لميكروبات العلف ، وقبول النظام الغذائي من قبل الحيوانات ، والتكلفة. الهدر هو أيضًا مشكلة في بعض أنواع الحميات ، والتي قد تكون عيبًا إذا كان المدخول الكمي سيقاس.

يعتمد النظام الغذائي المثالي لمستعمرة حيوانية معينة على الإنتاج أو الأهداف التجريبية. يجب أن يكون النظام الغذائي مستساغًا بدرجة كافية لضمان الاستهلاك الكافي للغذاء ويجب أن يكون متوازنًا من الناحية التغذوية حتى يتم توفير العناصر الغذائية الأساسية للأهداف. كما يجب أن تكون خالية من المواد أو الكائنات الحية الدقيقة التي قد تكون سامة أو تسبب العدوى. يجب أيضًا أن تكون الأنظمة الغذائية المستخدمة في البحث قابلة للتكرار بسهولة لضمان إمكانية التحقق من النتائج من خلال دراسات إضافية. من الشائع تصنيف العلف لحيوانات المختبر وفقًا لدرجة صقل المكونات.

التحميل