Bibliotecă NCBI. Un serviciu al Bibliotecii Naționale de Medicină, Institutele Naționale de Sănătate.

molului

Subcomitetul Consiliului Național de Cercetare (SUA) pentru nutriția animalelor de laborator. Cerințe nutriționale ale animalelor de laborator: a patra ediție revizuită, 1995. Washington (DC): National Academies Press (SUA); 1995.

Cerințe nutriționale ale animalelor de laborator: a patra ediție revizuită, 1995.

S-a demonstrat că muștele este util ca model pentru animale mici pentru testarea calității furajelor și a altor culturi agricole (Elliot, 1963; Keys și Van Soest, 1970; Shenk și colab., 1971; Shenk și colab., 1974, 1975; Shenk, 1976). Mai recent, cercetările de laborator și de teren asupra volei s-au concentrat asupra efectului nutrițional și al altor factori de mediu asupra reproducerii și creșterii populației (de exemplu, Cole și Batzli, 1979; Nelson și colab., 1983; Batzli, 1985, 1986; Hasbrouck și colab. ., 1986; Spears și Clarke, 1987; Hall și colab., 1991). În natură, volii suferă modificări anuale și ciclice semnificative ale densității populației, care nu sunt pe deplin înțelese (Taitt și Krebs, 1985). În ciuda importanței ecologice a volei și a sensibilității lor aparente la variabilele nutriționale, se știe puțin despre necesitățile nutriționale ale acestor rozătoare abundente.

Caracteristici biologice

Voles (Microtus sp.) reprezintă o radiație de succes a erbivorelor mici, care sunt deosebit de abundente în zonele ierboase din Asia, Europa și America de Nord. Genul Microtus cuprinde aproximativ 60 de specii, dacă Pitymys este acceptat ca subgen al Microtus (Corbet și Hill, 1980; Nowak și Paradiso, 1983; Anderson, 1985). Cele mai frecvente specii pentru studiu de laborator în America de Nord sunt volvele din prerie (M. ochrogaster ), campul de luncă (M. pennsylvanicus), și campanul de pin [M. (Pitymys) pinetorum].

Taxonomic, mușchiul este membru al subfamiliei rozătoarelor Microtinae (uneori numite Arvicolinae) care include lemingi, șobolani și nutrie (Anderson, 1985). Alte genuri de microtine sunt, de asemenea, menționate ca mușchi, cum ar fi mușchi cu spateCletrionimii sp.), munte de munteAlticola sp.), și volei de apăArvicola sp.). Nu se știe dacă cerințele nutriționale ale acestor genuri diferă de Microtus, dar din cauza diferențelor în dieta naturală, dimensiunea corpului și adaptările fiziologice la mediu (Batzli, 1985; Woodall, 1989), ele nu vor fi incluse în această discuție.

În natură, mușcarii se bazează pe ierburi atât pentru adăpost, cât și ca sursă primară de hrană (Getz, 1985). Deși toate Microtus consumă în principal părțile vegetative ale plantelor, tipurile de plante consumate variază între specii, habitate și anotimpuri (Batzli, 1985). Se pare că mușchii selectează speciile de plante alimentare pe baza disponibilității, compoziției (în special fracțiunile de azot și fibre) și compușilor secundari descurajatori, cum ar fi fenolii și taninurile (Batzli, 1985; Lindroth și colab., 1986; Marquis și Batzli, 1989; Bucyanayandi și Bergeron, 1990). Spre deosebire de multe rozătoare mici, volii rămân activi în lunile de iarnă - tunelând sub zăpadă, dacă este necesar, și se hrănesc cu ierburi senescente, rizomi, semințe și alte materiale vegetale (Batzli, 1985; Getz, 1985). Capacitatea de a supraviețui în condiții de frig pe alimente cu conținut scăzut de energie digerabilă pare a fi o caracteristică de adaptare cheie a volei (Wunder, 1985; Hammond și Wunder, 1991).

Ritmurile rapide de reproducere sunt, de asemenea, caracteristice mușchiilor atunci când alimentele sunt abundente. Deoarece șobolanii de sex feminin intră de obicei în est și sunt inseminați la scurt timp după naștere, sarcina concomitentă și alăptarea sunt frecvente, ducând la producerea de așternuturi la intervale de aproximativ 3 săptămâni (Kudo și Oki, 1984; Keller, 1985). Indicii de dezvoltare și de reproducere ai unora dintre volenele comune de laborator, precum și binomii științifici ai speciilor discutate în acest capitol, sunt enumerați în Tabelul 7-1. Majoritatea datelor din Tabelul 7-1 provin din colonii de laborator menținute pe diete cu ingrediente naturale și reprezintă probabil animale la un nivel ridicat de nutriție. Ratele de creștere postnatală au fost măsurate în primele săptămâni postpartum; ratele zilnice de creștere după înțărcare pot fi de așteptat să fie similare sau ceva mai mari. De exemplu, Shenk (1976) a considerat o rată de creștere a înțărcării de 0,9 până la 1,1 g/zi ca fiind maximă și indicativă a adecvării dietetice la volvele de pajiști; ratele de creștere de preînțărcare la această specie sunt în medie de aproximativ 0,7 g/zi (Tabelul 7-1).

TABELUL 7-1

Indicii de reproducere și de dezvoltare ai volilor.

Creșterea și forma dietei

Coloniile Vole sunt de obicei fondate prin capturarea animalelor sălbatice. Au fost stabilite colonii de reproducere de succes pentru cel puțin 10 specii de mușchi în America de Nord (Mallory și Dieterich, 1985) și alte câteva specii din Europa și Japonia (Kudo și Oki, 1984). Diferite colonii ale aceleiași specii pot fi distincte genetic din cauza variației substanțiale între populațiile sălbatice fondatoare. O variație morfologică extinsă în zonele celor mai multe specii a dus la descrierea unei multitudini de subspecii. La extrem, au fost descrise 27 de subspecii pentru Microtus pennsylvanicus (Hoffman și Koeppel, 1985). Populațiile de mușchi pot varia în caracteristici, cum ar fi masa corporală și dimensiunea așternutului, deși măsura în care această variație este rezultatul efectelor genetice sau de mediu nu este clară (Keller, 1985). Trebuie acordată atenție generalizării de la o colonie la alta; valorile enumerate în Tabelul 7-1 s-ar putea să nu se aplice tuturor coloniilor.

Vole au fost menținute într-o varietate de cuști, dar cuștile de șoarece din plastic cu fund solid și material de așternut adăugat sunt potrivite în special (Richmond și Conaway, 1969; Mallory și Dieterich, 1985). Detalii despre iluminat, temperatura ambiantă, grupări sociale și alte aspecte ale creșterii volei au fost revizuite de Lee și Horvath (1969), Richmond și Conaway (1969), Dieterich și Preston (1977) și Mallory și Dieterich (1985).

Ingrediente naturale și diete purificate

După o perioadă inițială de adaptare, volii se adaptează bine la captivitate și pot fi hrăniți cu diferite diete cu ingrediente naturale. Dietele cu ingrediente naturale peletate dezvoltate pentru iepuri, șoareci, șobolani și cobai sunt aparent dietele cele mai frecvent utilizate, fie cu sau fără suplimentarea cu alimente suculente precum salată sau mere. Dintre cele 10 specii enumerate de Mallory și Dieterich (1985), 7 au fost menținute pe diete de iepure și 7 pe diete de crescător de șoareci. Nu se recomandă utilizarea exclusivă sau grea a produselor suculente (cum ar fi varză de orz, morcovi, salată verde și mere) sau a semințelor și cerealelor nesuplimentate (cum ar fi semințele de floarea-soarelui, semințele de iarbă și ovăzul), din cauza probabilității de minerale sau vitamine neintenționate. deficiențe (de exemplu, Batzli, 1986).

Dietele purificate pe bază de cazeină fără vitamine, o sursă de celuloză purificată, un amestec de amidon și zaharuri și preamestecuri de vitamine și minerale și hrănite sub formă de napolitane au susținut creșteri adecvate în greutate în experimentele pe termen scurt (6 până la 10 zile) cu înțărcarea mușchi de luncă, atâta timp cât sursa de celuloză a reprezentat cel puțin 25% din dietă (Shenk și colab., 1971). Cu toate acestea, aceasta poate fi o perioadă prea scurtă pentru a evalua în mod adecvat răspunsul (Lindroth și colab., 1984). Atât viesele de prerie, cât și tundra au prezentat o creștere normală după înțărcare atunci când au fost hrănite fie cu o dietă purificată (pe bază de 20% cazeină și 40% cu celuloză), fie cu o dietă comercială cu ingrediente naturale (formulată pentru iepuri); dar dieta purificată a dus ulterior la o depunere mai mare de grăsimi, la producția redusă de așternuturi și la dimensiunea redusă a așternutului (Lindroth și colab., 1984). Sugawara și Oki (1988) au remarcat faptul că dietele purificate care conțineau mai puțin de 20% cazeină afectează fertilitatea feminină în campul comun. Nu a fost încă demonstrat faptul că o dietă purificată poate menține reproducerea pe termen lung într-o colonie de reproducție de mușchi.

Digestibilitatea și consumul dietei

Voles prezintă o serie de caracteristici anatomice care sunt asociate cu ierbivorul și fermentarea fibrelor vegetale. Dinții obrazului sunt încoronați și conțin o gamă complexă de cuspizi; stomacul este separat în două compartimente, dintre care unul (denumit uneori pungă esofagiană) este căptușit cu epiteliu scuamos stratificat și adăpostește microorganisme anaerobe; cecul este mărit și separat în buzunare prin istmuri proiectate; colonul este alungit și dispus în spirale care facilitează segregarea particulelor (Vorontsov, 1979; Kudo și Oki, 1984; Stevens, 1988). Deși acizii grași volatili sunt produși în punga esofagiană atunci când sunt consumate diete bogate în fibre (Kudo și Oki, 1984), majoritatea fermentării fibrelor pare să aibă loc în colon și cecum. Potrivit lui Bjornhag (1987), volii și microtinele aliate utilizează un mecanism de separare a colonului pentru a reține bacteriile fermentative, permițând bacteriilor să prolifereze înainte de a fi spălate din colon. Coprofagia este, de asemenea, o parte importantă a strategiei digestive a volei; într-un studiu asupra mușchilor de luncă și pin, prevenirea coprofagiei a dus la o scădere a digestibilității energetice (Cranford și Johnson, 1989).

Atunci când sunt hrăniți cu diete cu ingrediente naturale, volii au digestibilități energetice de aproximativ 55 până la 75 la sută, cu digestibilități mai mici care apar la dietele bogate în fibre (Cherry și Verner, 1975; Batzli, 1986; Hammond și Wunder, 1991). Digestibilitățile energetice ale diferitelor furaje sunt și mai variate și pot fi mai mici de 50% cu unele ierburi (Batzli, 1986; Batzli și Cole, 1979; Johanningsmeier și Goodnight, 1969). Tranzitul rapid al digestei (timp de rulare de 12 ore) împiedică digestia extinsă a fibrelor. De exemplu, Hammond și Wunder (1991) au găsit digestibilități de fibre de detergent neutre (NDF) și fibre de detergent acid (ADF) de 17-18% și respectiv 6-9%, atunci când colțurile de luncă au fost hrănite cu o dietă care conțin 16% NDF și 8 procent ADF. Cu toate acestea, atunci când fracțiunile de fibre au crescut (la 39% NDF și 23% ADF), digestibilitățile fibrelor au crescut, sugerând o anumită adaptare a funcției digestive. Voles sunt capabili să compenseze creșterea concentrațiilor de fibre dietetice printr-o creștere a masei tractului gastro-intestinal și în special a cecului (Gross și Wang, 1985; Hammond și Wunder, 1991).

Aportul alimentar este afectat atât de necesarul de energie, cât și de conținutul de energie digerabil al dietei. De exemplu, aportul zilnic de substanță uscată al volei adulților de prerie a fost de 13% din greutatea corporală atunci când au fost alimentate cu diete cu conținut scăzut de fibre (aproximativ 8% ADF) și menținute la o temperatură ambiantă de 23 ° C, dar când fibrele au fost crescute la 23 procentul ADF și temperatura reduse la 5 ° C, aportul de substanță uscată a crescut la 32% din greutatea corporală (Hammond și Wunder, 1991). Aporturile de energie digerabile corespunzătoare au fost de aproximativ 175 kcal/BWkg 0,75/zi (732 kJ/BW kg 0,75/zi) și 370 kcal/BWkg 0,75/zi (1.548 kJ/BWkg 0,75/zi). Aportul de substanță uscată și energie al mușchiilor feminini este mai mult decât dublu în timpul alăptării (Migula, 1969; Innes și Millar, 1981).

Proteine ​​și aminoacizi

O cantitate limitată de cercetare a fost efectuată cu privire la răspunsurile de creștere a mușcăturilor de înțărcare la proteinele din dietă. Shenk și colab. (1970) au hrănit diete purificate cu mușchi de pajiște care conțin 3 până la 25% cazeină și diferite proporții de carbohidrați, ulei și celuloză. Volei care consumă diete de 9% cazeină (8,3% proteine ​​brute) sau mai puțin au avut rate de creștere subnormale, în timp ce volurile care consumă diete de 12% sau mai mult cazeină (11% sau mai multe proteine ​​brute) și densitățile energetice intermediare au avut aparent rate de creștere normale g/zi ). Sugawara și Oki (1988) au observat o scădere a creșterii volenilor obișnuiți de înțărcare hrăniți cu 5% cazeină într-o dietă purificată, comparativ cu dietele care conțin 10, 15 și 20% cazeină. Spears și Clarke (1987) nu au găsit nicio diferență între ratele de creștere ale campurilor alimentate cu diete cu ingrediente naturale cu formulă închisă care conțin proteine ​​8, 16 și 24%, dar ratele de creștere ale tuturor animalelor au fost aparent deprimate (≈0,3 g/zi); animalele hrănite cu o dietă proteică de 4% au câștigat mai puțin de 0,2 g/zi. Deși aceste studii indică faptul că concentrația scăzută de proteine ​​scade rata de creștere, acestea nu permit o evaluare cantitativă a necesității minime de proteine ​​a volei, în parte, deoarece modelele de aminoacizi pot să nu fie ideale.

Shenk (1976) a afirmat că creșterea maximă a mușcăturilor de pajiște înțărcate ar putea fi realizată cu diete purificate care conțin amestecuri de aminoacizi care furnizează 13% din substanța uscată ca proteină și 0,9, 3,2 și 5,9% din proteine ​​ca triptofan, metionină și, respectiv, lizină. . Din păcate, aceste experimente nu au fost niciodată publicate, dar tabelele nepublicate furnizate de Shenk (comunicare personală, 1989) indică faptul că concentrațiile de aminoacizi testați, ca procent din proteina totală, au fost 0,2, 0,5, 0,9 și 1,3 procente triptofan; 0,5, 1,2, 3,2 și 5,2 procente metionină; și 0,9, 1,9, 5,9 și 9,9% lizină. Având în vedere că animalele care primeau 0,5 la sută triptofan și 1,2 la sută metionină au avut rate de creștere adecvate (0,91 g/zi) și că nu au fost raportate metode și statistici detaliate, acest studiu trebuie considerat preliminar. Animalele care au primit 0,9, 3,2 și 5,9 la sută de proteine ​​ca triptofan, metionină și respectiv lizină, dar doar 7 la sută din substanța uscată ca proteine, au avut rate de creștere ușor mai mici (0,79 g/zi).

Pe baza datelor disponibile, se pare că 11-13 procente din proteinele de înaltă calitate sunt suficiente pentru creșterea maximă a înțărcării; cu toate acestea, astfel de diete nu au acceptat reproducerea maximă. Sugawara și Oki (1988) au observat o fertilitate mai ridicată pentru volii obișnuiți hrăniți cu o dietă purificată care conțin 20% cazeină decât pentru dietele alimentate cu volei care conțin 10 și 15% cazeină. Sunt necesare studii suplimentare pentru a determina dacă sunt necesare concentrații mai ridicate de proteine ​​de către voleri pentru reproducere decât pentru creștere.

Minerale

Câteva studii despre metabolismul mineralelor la mușchi au fost stimulate de dezechilibre minerale aparente în alimentele naturale. Batzli (1986) a demonstrat că performanța reproductivă a mușchiilor din California a fost afectată atunci când mușchiul a fost hrănit exclusiv cu semințe de raigras (Lolium sp.) conținând 0,017 până la 0,018 procente calciu și 0,01 până la 0,02 procente sodiu. Suplimentarea cu clorură de sodiu a îmbunătățit frecvența și mărimea puietului, dar supraviețuirea și creșterea puilor care alăptează au fost scăzute. Suplimentarea cu clorură de calciu nu a afectat frecvența sau dimensiunea așternutului, dar a îmbunătățit creșterea postnatală și supraviețuirea. Când ambele săruri au fost suplimentate, performanța reproductivă (inclusiv creșterea și supraviețuirea postnatală) a fost normală (Batzli, 1986). Astfel, deficiențele atât de sodiu, cât și de calciu afectează reproducerea, dar în moduri diferite. Deoarece cantitățile de suplimente consumate nu au fost determinate, nu este posibil să se estimeze cerințele.

Multe dintre plantele consumate de mușchiul de luncă au un conținut scăzut de sodiu și concentrații ridicate de potasiu, în special primăvara (Hastings și colab., 1991). S-a demonstrat că atât concentrațiile reduse de sodiu (0,001%), cât și concentrațiile ridicate de potasiu (≥3,0%) induc hipertrofia zonei glomerulare a glandei suprarenale a acestei specii (Christian, 1989; Hastings și colab., 1991), dar consumul real de volii sălbatici nu au fost măsurate. În studiile experimentale la adulți (≥20 g), mușchii de luncă adăpostiți individual au consumat diete care conțin până la 2,8% potasiu timp de 4 săptămâni fără rezultate adverse (Mickelson și Christian, 1991).

În absența unor estimări directe ale necesităților minerale ale mușchiilor și având în vedere faptul că muștele au fost menținute cu succes atunci când au fost hrănite diete formulate pentru șobolani, șoareci și iepuri, se sugerează că dietele pentru mușchi ar trebui să conțină concentrații minerale similare cele care s-au dovedit adecvate pentru aceste specii.

Vitamine

Nu se știe nimic despre necesarul de vitamine al mușchilor, în afară de faptul că atât câmpii de luncă, cât și câmpii de prerie au activitate hepatică substanțială a l-gulonolactone oxidazei (Jenness și colab., 1980) și, prin urmare, nu par să necesite o sursă dietetică de acid ascorbic. Faptul că coloniile diferitelor specii de mușchi au fost menținute cu succes pe dietele cu ingrediente naturale formulate pentru iepuri, șobolani și șoareci sugerează că suplimentele de vitamine utilizate pentru aceste specii pot fi adecvate.