Prehrana laboratorijskih živali PDF

PREHRANA LABORATORIJSKIH ŽIVALI Tatjana PIRMAN in Andrej OREŠNIK UVOD Za uspešno delo z laboratorijskimi živalmi je potrebno standardizirati pogoje v okolju, kjer redimo laboratorijske živali ali izvajamo poskuse. Živali, ki jih uporabljamo, morajo imeti točno opredeljen...

PREHRANA LABORATORIJSKIH ŽIVALI Tatjana PIRMAN in Andrej OREŠNIK UVOD Za uspešno delo z laboratorijskimi živalmi je potrebno standardizirati pogoje v okolju, kjer redimo laboratorijske živali ali izvajamo poskuse. Živali, ki jih uporabljamo, morajo imeti točno opredeljene genetske lastnosti, biti morajo brez parazitov in ne smejo biti okužene s patogenimi mikroorganizmi. Standardizirana in v znanstvenih objavah jasno opisana prehrana živali v reji in poskusih je dodatna zahteva, ki zagotavlja točnost in zanesljivost rezultatov ter ponovljivost opravljenih poskusov. Zakonitosti prehrane laboratorijskih živali se v osnovah ne razlikujejo od zakonitosti prehrane drugih živalskih vrst in človeka. Namen, za katerega jih redimo, pa daje njihovi prehrani posebne značilnosti in postavlja posebne zahteve. Domače živali redimo zato, da pridobimo hrano posebne kakovosti za človeka. Obrok za te živali pripravimo na osnovi fizioloških in poudarjeno tudi ekonomskih zakonitosti. Pri delu z laboratorijskimi živalmi pa krmo pripravimo po njihovih fizioloških potrebah. Te potrebe so za različne vrste in kategorije laboratorijskih živali natančno dorečene in različne. Krma mora biti sestavljena tako, da so pokrite vse potrebe po hranljivih snoveh, neodvisno od tega, kje in kdaj v svetu živali za poskuse redimo ali opravljamo poskuse. V reji in pri delu z laboratorijskimi živalmi moramo upoštevati tudi etične vidike. S pravilno prehrano moramo v organizmu živali doseči ravnotežje v prebavi in presnovi energije ter vseh hranljivih snovi. To ravnotežje zagotavlja zanesljivost in točnost opravljenih poskusov. Laboratorijske živali ali njihove organe uporabljamo kot »merilne instrumente« v bioloških poskusih. Doseženo ravnotežje v presnovi organizma poskusne živali predstavlja »umeritev instrumenta«, standardizira odzivnost živali na vplive, ki jim je izpostavljena v okolju in v poskusih. Pri tem se moramo zavedati, da prehrana živali ni pomembna samo v času, ko izvajamo poskuse. Prehrana poskusne živali skozi celo njeno življenje, tudi že pred začetkom poskusa, vpliva na njeno oskrbljenost s hranljivimi snovmi in s tem na ravnotežje v presnovi organizma v času poskusa. Napake v prehrani v času pred poskusom in med poskusom ne zagotavljajo zanesljivih rezultatov. Pri laboratorijskih živalih je eden izmed ciljev reje uravnotežena prehrana skozi celotno življenjsko obdobje ne glede na to, ali bomo živali uporabili v poskusne namene ali ne. HRANLJIVE SNOVI Hranljive snovi oziroma metaboliti, ki iz njih nastajajo v procesih prebave in presnove, se v organizmu porabljajo kot energetske snovi (ogljikovi hidrati, maščobe, odvečne beljakovine, hlapne maščobne kisline), strukturne snovi (beljakovine, maščobe, kalcij, fosfor, magnezij in voda) ter kot učinkovine (rudninske snovi, vitamini). Različne snovi imajo različno energijsko vrednost. Te vrednosti v oceni energijske vrednosti krme seštevamo in tako ocenimo energijsko vrednost krmila. Poznamo potrebe živali po energiji in po posameznih hranljivih snoveh. Klasična delitev hranljivih snovi po kemično določenih skupinah (beljakovine, ogljikovi hidrati, maščobe, rudninske snovi in vitamini) ter določanje potreb živali na tej osnovi že v reji domačih živali ne zadostujeta več. Danes poznamo pomen posameznih metabolitov, ki jih iz zaužite krme oz. hranljivih snovi v njej živali dobivajo in absorbirajo iz prebavil, zato določamo potrebe po le-teh. Hranljive snovi, ki jih vsebujejo krmila, v sodobni prehrani niso sestavljene organske snovi ali soli anorganskih elementov, pač pa so enostavne molekule ali elementi, ki se lahko prebavijo in absorbirajo iz prebavil ter so v presnovi potrebne kot vir energije, strukturna snov ali učinkovina. Organizem ne potrebuje beljakovin, potrebuje aminokisline, še posebej esencialne aminokisline. Beljakovine, ki so sestavljene iz aminokislin, se v prebavilih prebavijo do aminokislin. Podobno velja za sestavljene ogljikove hidrate (sladkorje, škrob), saj telo potrebuje monosaharide in hlapne maščobne kisline, ki jih iz ogljikovih hidratov v krmi pridobi v procesih kemijske in mikrobne prebave. Tudi pri maščobah so za organizem pomembne posamezne maščobne kisline in ne skupna količina zaužitih maščob. Kuhinjska sol (NaCl) je vir natrija in klora. Tudi druge natrijeve spojine so vir natrija. Enako velja za soli drugih anorganskih elementov oziroma za druge rudninske snovi. Različne kemične oblike nekega elementa (anorganske soli ali elementi, vezani v organskih spojinah) so različno izkoristljive v prebavi in v presnovi. Vitamini in provitamini so hranljive snovi v krmi, ki jih organizem lahko neposredno prebavi in v presnovi pretvori v aktivne oblike. Odstopanje od tega pravila predstavljajo snovi iz skupine surovih vlaknin (celuloza, hemiceluloze, pektini, lignin). Njihova hranilna vrednost je povezana z mikrobno prebavo v prebavilih in poudarjeno vpliva tudi na fizikalne lastnosti krme in s temi lastnostmi povezanim delovanjem prebavil (mehanična prebava, lastnosti blata), zato so pomembna hranljiva snov kot kompleksne molekule in ne toliko kot snovi (metaboliti), ki nastanejo v procesih prebave in presnove. V pravih količinah in ob pravilni sestavi omogočajo normalno prebavo vseh hranljivih snovi. Posebno mesto med hranljivimi snovmi ima voda. Voda je celo najpomembnejša hranljiva snov. Njeno pomanjkanje najhitreje prizadene vse funkcije presnove in preživitveno sposobnost organizma, saj živali ob pomanjkanju vode zaužijejo tudi premalo krme.. Živali in človek potrebujejo v svoji prehrani okrog 100 različnih natančno definiranih hranljivih snovi. Te snovi morajo živali dobiti s krmo, ki jo zauživajo. Različne vrste krme (krmil) vsebujejo različne količine različnih hranljivih snovi in energije. Različna krmila zato v različnih količinah združujemo v obrok, ki ga živali v določenem obdobju lahko pojedo. Sestavljamo dnevni obrok, ki je osnova standardizacije prehrane. V prehrani laboratorijskih živali iz različnih krmil pripravljamo sestavljene krmne mešanice (krmila). Dnevno zaužita sestavljena krmna mešanica predstavlja obrok za laboratorijske živali. V strokovni literaturi so v preglednicah navedene potrebe živali po posameznih hranljivih snoveh v kilogramu pripravljene krmne mešanice in potrebne koncentracije hranljivih snovi in energije v dnevnem obroku za različne vrste in kategorije živali. Danes poznamo in moramo pri laboratorijskih živalih upoštevati potrebe po energiji in po približno 50 hranljivih snoveh. Pri tem je premalo samo vedenje o vsebnosti energije in posameznih snovi v krmi. Vedeti moramo, kako se te energetske in strukturne snovi ter učinkovine lahko izkoriščajo iz prebavil. Poznati moramo njihovo prebavljivost. Vedeti moramo, kako se prebavljene in v kri ali limfo absorbirane hranljive snovi izkoriščajo v presnovi. Tudi v kri ali limfo absorbirani različni produkti prebave v presnovi niso enakovredno izkoristljivi. Poznati moramo tudi njihovo presnovljivost oz. celovito izkoristljivost (availability). Prebavljivost in presnovljivost hranljivih snovi sta osnovi za določitev potreb živali po energiji in hranljivih snoveh ter za ustrezno sestavo krmnih mešanic. V predpisanih normativih je navedena potrebna energetska vrednost popolnih krmnih mešanic, potrebna količina prebavljivih surovih beljakovin in surovih vlaknin ter potrebna količina vsake od esencialnih hranljivih snovi v krmnih mešanicah. Esencialne hranljive snovi so snovi, ki jih organizem mora dobiti s krmo, ker jih sam v svoji presnovi ne more sintetizirati, brez njih pa življenje ni možno. Tudi voda sodi med esencialne hranljive snovi. POTREBE LABORATORIJSKIH ŽIVALI PO ENERGIJI IN HRANLJIVIH SNOVEH V različnih znanstvenih in strokovnih objavah so navedene potrebe laboratorijskih živali po energiji in hranljivih snoveh. Potrebe so navedene v količinah, ki jih različne vrste in kategorije živali potrebujejo na dan. Ker vemo, koliko suhe snovi obroka z določeno koncentracijo energije lahko živali pojedo na dan, so ti normativi preračunani v potrebno koncentracijo hranljivih snovi v krmni mešanici (Preglednica 1). POSLEDICE NEUSTREZNE OSKRBE ŽIVALI S HRANLJIVIMI SNOVMI Kot neustrezno opisujemo po eni strani nezadostno oskrbo (premalo), po drugi strani pa preobilno (preveč) oskrbo z vsako od hranljivih snovi ali z energijo. Vemo pa, da v prebavi, presnovi in izločanju obstajajo značilne povezave med hranljivimi snovmi. Ena hranljiva snov lahko ovira ali pospešuje prebavo, nalaganje ali izkoriščanje telesnih rezerv, izkoriščanje v presnovi ali izločanje druge hranljive snovi ali več teh snovi. Zato tudi neustrezna razmerja med hranljivimi snovmi v obroku motijo ravnotežje v presnovi. V strokovni literaturi so navedeni normativi o zahtevanih fizioloških razmerjih med posameznimi hranljivimi snovmi v obroku. Med temi posebej poudarjamo koncentracijo energije v odnosu do vseh drugih snovi v obroku. Koncentracija energije odloča o količini krme, ki jo bo žival zaužila. Krmila z večjo koncentracijo energije bo žival pojedla manj (prej bo pokrila svoje potrebe po energiji) kot krmila z manjšo koncentracijo energije. Koncentracijo vseh ostalih hranljivih snovi v krmni mešanici moramo zato prilagoditi koncentraciji energije v njej. Ob večji koncentraciji energije v krmilu je v njem malo strukturnih, prehranskih vlaknin, kar moti procese prebave. Tudi razmerja med posameznimi rudninskimi snovmi (Ca : P; Ca : Zn; Na : K; Fe : Cu itd.) so v obrokih zelo pomembna. Preglednica 1: Priporočene vrednosti za vsebnost energije in hranljivih snovi v pripravljenih popolnih krmnih mešanicah za nekatere laboratorijske živali v času rasti (izraženo na kg krmne mešanice, ki vsebuje 90 odstotkov suhe snovi) (prirejeno po Beynen in Coates, 2001). MIŠI PODGANE KUNCI Prebavljiva energija* (kJ/g) 16,8 16,0 10,5 Maščobe (g/kg) 50 50 20 Surove vlaknine (g/kg) pnp ** pnp ** 110 Beljakovine (g/kg) 180 150 160 Aminokisline Arginin (g/kg) 3 4,3 6 Asparagin (g/kg) nz 4 nz Glutaminska kislina (g/kg) nz 40 nz Histidin (g/kg) 2 2,8 3 Izolevcin (g/kg) 4 6,2 6 Levcin (g/kg) 7 10,7 11 Lizin (g/kg) 4 9,2 6,5 Metionin + Cistin (g/kg) 5 9,8 6 Fenilalanin + Tirozin (g/kg) 7,6 10,2 11 Prolin (g/kg) nz 4 nz Treanin (g/kg) 4 6,2 6 Triptofan (g/kg) 1 20,0 2 Valin (g/kg) 5 7,4 7 Glicin (g/kg) nz nz nz Makro in mikro-minerali Kalcij (g/kg) 5 5 4 Klor (g/kg) 0,5 0,5 3 Magnezij (g/kg) 0,5 0,5 0,35 Fosfor (g/kg) 3 3 2,2 Kalij (g/kg) 2 3,6 6 Natrij (g/kg) 0,5 0,5 2 Žveplo (g/kg) nz pnp nz Krom (mg/kg) 2 pnp nz Baker (mg/kg) 6 5 3 Flor (mg/kg) nz pnp nz Jod (mg/kg) 0,15 0,15 0,2 Železo (mg/kg) 35 35 pnp Selen (mg/kg) 0,15 0,15 pnp Cink (mg/kg) 10 12 pnp Vitamini Retinol – provitamin vitamina A (mg/kg) 0,15 1,2 0,17 Holekalciferol – vitamin D (mg/kg) 4 25 pnp DL--tokoferil acetate – vitamin E (mg/kg) 32 27 40 Menadion – vitamin K (mg/kg) 1 1 pnp Tiamin – vitamin B1 (mg/kg) 5 4 pnp Riboflavin – vitamin B2 (mg/kg) 7 3 nz Nikotinska kislina – vitamin B3 (mg/kg) 15 15 180 Pantotenska kislina – vitamin B5 (mg/kg) 16 10 nz Piridoksin – vitamin B6 (mg/kg) 8 6 39 Folna kislina – vitamin B9 (mg/kg) 0,5 1 nz Cianokobalamin – vitamin B12 (µg/kg) 10 50 np Biotin – vitamin H (mg/kg) 0,2 0,2 pnp Holin (mg/kg) 2000 750 1200 Inozitol (mg/kg) pnp np nz Askorbinska kislina – vitamin C (mg/kg) np np np * Metabolna ali presnovljiva energija predstavlja 90–95 odstotkov prebavljive energije ** Navadno 50 g/kg krmne mešanice pnp – potrebno, vendar potrebe niso poznane; nz – ni poznano; np – ni potrebno Posledice neustrezne oskrbe laboratorijskih živali s hranljivimi snovmi v obdobju vzreje so: slabša rast mladih živali, spremenjena kakovost (sestava) prirasta, manjša mlečnost samic, spremenjena sestava mleka, spremembe v kondiciji in telesnih rezervah pri odraslih živalih, spremembe v odzivnosti živali na dražljaje iz okolja, spremembe v obnašanju živali, motnje v plodnosti, zdravstvene motnje in krajša življenjska doba. V vzreji nepravilno krmljene živali niso primerne za poskuse. Napake v prehrani živali v poskusih pa ne omogočajo točnosti, zanesljivosti in ponovljivosti poskusov. Kljub temu da se ob krmljenju ustrezno sestavljene na trgu dostopne krmne mešanice za laboratorijske živali navadno ne srečujemo z boleznimi, ki so posledica napak v prehrani, te bolezni opisujejo pomen prehrane tudi v reji laboratorijskih živali. Pojavljajo se kot: prebavne motnje, presnovne bolezni, deficitarne bolezni, hipovitaminoze, degenerativni procesi na jetrih in ledvicah, kardiovaskularna obolenja, bolezni okostja, zob in kože, nespecifične bolezni zaradi prizadete obrambne sposobnosti organizma, motnje v plodnosti, slabša vitalnost novorojenih živali in pogin živali v reji ali poskusu. Alergije in zastrupitve, teratogeni in kancerogeni učinki napačne prehrane so v največji meri povezani z vsebnostjo škodljivih snovi v krmi. Neposredna, klinično zaznavna obolenja, ki jih naštevamo, niti niso tako pomembna. Pomembno je dejstvo, da že subklinične motnje, ki so posledica manjših ali kratkotrajnih napak v prehrani, za organizem pomenijo obremenitev, motnjo v presnovnem ravnotežju in spremenjeno odzivnost na pogoje, ki so jim izpostavljene v reji in poskusih. Dodatna obremenitev in stres ob izvajanju poskusov lahko izzoveta klinični pojav bolezni. DEJAVNIKI, KI VPLIVAJO NA POTREBE ŽIVALI PO HRANLJIVIH SNOVEH IN ENERGIJI Vrsta živali Različne živalske vrste, ki jih redimo kot laboratorijske živali, imajo anatomsko in fiziološko različno zgrajena prebavila, različno intenzivnost razmnoževanja in rasti, različno odraslo velikost in različno intenzivne aktivnosti v dnevnem ritmu. Zato je logično, da imajo različne vrste laboratorijskih živali različne potrebe po hranljivih snoveh in energiji. Življenjska obdobja Mlade, rastoče živali imajo večje potrebe (za rast) kot odrasle živali, ki potrebujejo hranljive snovi in energijo samo za vzdrževanje. Krma za mlade živali bi morala biti drugače sestavljena (normativi to predpisujejo) kot krma za odrasle živali. Posebne (večje) zahteve imajo breje samice in samice v laktaciji. Tudi za ti dve kategoriji poznamo pri posameznih vrstah živali posebne normative. Spol Prirast pri živalih moškega spola in sestava telesa pri odraslih samcih sta drugačna kot pri samicah. Temu bi morali prilagajati tudi prehrano oziroma sestavo krmnih mešanic. V praksi tega še ne upoštevamo. Genetski dejavniki Znotraj ene vrste laboratorijskih živali redimo linije z različnimi genetskimi lastnostmi. Pri tem nista toliko pomembni različna hitrost razvoja (dozorevanja) in odrasla velikost, kot so genetske razlike v presnovi. Za linije z znanimi odstopanji v genetskih lastnostih (mutanti, transgene živali) je predpisana posebna sestava krmnih mešanic. Okoljski dejavniki Na intenzivnost presnove in s tem na potrebe živali po hranljivih snoveh in energiji vplivata temperatura in vlaga v okolju. Tudi intenzivnost in trajanje dnevne osvetlitve spreminjata presnovo in potrebe živali. Živali se temu prilagajajo tako, da pojedo manj ali več krme. Škodljive primesi v zraku (prah, amonijak) in neustrezna higiena nastila prav tako motita zauživanje krme in presnovo v organizmu. Pogoji v okolju so v reji laboratorijskih živali in poskusih natančno predpisani. Odstopanja od predpisanih vrednosti povzročajo spremembe v prebavi in presnovi. Nekateri raziskovalci upoštevajo tudi vpliv koprofagije pri glodavcih na potrebe po vitaminih skupine B v krmi. Ob reji miši in podgan v kletkah z rešetkastim dnom je koprofagija omejena, zato bi moralo biti v krmni mešanici več vitaminov skupine B. Mikrobni status Mikroorganizmi v prebavilih aktivno sodelujejo v procesih prebave in vzpostavljanju obrambnih sposobnosti organizma. V reji gnotobiotičnih živali (akseničnih živali ali »germ free« živali in živali s poznano in definirano mikrobno populacijo v prebavilih ali asociiranih živali) je potrebno krmne mešanice temu prilagoditi. Vsebovati morajo lahko prebavljive vire aminokislin in energije ter dodatne količine vitaminov skupine B. Z ustreznim dodatkom celuloze zagotovimo, da prehod krme skozi prebavila ne bo prehiter in da bo blato za vrsto živali primerno oblikovano. SPF (Specific Patogen Free) in COBS (Ceasarean Obtained, Barrier Sustained) kategoriji nimata posebnih dodatnih zahtev v primerjavi s konvencionalnimi živalmi. Neustrezna higiena v okolju in higiena krme spreminjata naseljenost prebavil z mikroorganizmi, kar spreminja procese prebave, lahko pa povzroča tudi različna bolezenska stanja v prebavilih. Dejavnik »raziskava« Vsak poskus predstavlja za živali določeno spremembo v okolju in postopkih dela z živalmi, določen stres. Pričakujemo, da se bodo živali v poskusu odzvale v skladu s hipotezami raziskave, ki lahko vključujejo tudi spremembe v presnovi ob »normalni« prehrani. Prvi odziv na stres, posebej če je povezan s posegom na živali, je navadno izražen z manjšim zauživanjem krme. Tako stanje potem ni več »normalna« prehrana. Zato moramo med poskusi redno spremljati količine krme, ki jo živali pojedo (konzumacijo), in vpliv na konzumacijo upoštevati v rezultatih raziskave. KONZUMACIJA KRME Laboratorijske živali imajo zelo veliko konzumacijsko sposobnost. Ta je odvisna od vrste živali, velikosti živali, od njihovih potreb (rast, brejost, laktacija), od pogojev v okolju (temperatura in vlaga v okolju) in od lastnosti krme. Manjše živali pojedo na kg telesne mase več suhe snovi krme kot večje. Živali v času rasti in v brejosti ali laktaciji pojedo več suhe snovi na kg telesne mase kot odrasle živali, ki jih redimo samo na ravni vzdrževalnih potreb. Največji vpliv na konzumacijo ima pri laboratorijskih živalih koncentracija energije v obroku (krmni mešanici). Navadno kilogram krmne mešanice za laboratorijske živali vsebuje 17,0– 19,0 MJ bruto energije (BE), 15,3–18,0 MJ prebavljive energije (PE) ali 13,8–17,1 MJ metabolne ali presnovljive energije (ME). Koncentracija energije v krmni mešanici je v največji meri odvisna od vsebnosti maščob in (ali) surovih vlaknin v njej. Konzumacija energije ostaja npr. pri podganah konstantna, če je v krmni mešanici od 10 do 30 odstotkov maščob. Ob manjši koncentraciji energije pa bodo živali lahko pojedle do 50 odstotkov več krmne mešanice, da bodo pokrile svoje potrebe. Če pa je koncentracija energije zmanjšana zaradi prevelike koncentracije surovih vlaknin v krmi, je konzumacija zmanjšana zaradi slabe prebavljivosti take krme. Z večjo konzumacijo se laboratorijske živali prilagajajo tudi pomanjkanju beljakovin v obroku. Pomanjkanje esencialnih aminokislin vodi do manjše konzumacije krme. Pomanjkanje (tudi zaradi povečanih potreb) rudninskih snovi in vitaminov v obroku vodi do zmanjšane konzumacije krme. To zmanjšujejo tudi neugodni pogoji v okolju in stres. Nižje temperature v okolju konzumacijo povečajo, višje temperature pa zmanjšajo. Ob pomanjkanju vode žejne živali pojedo manj krme ali sploh ne jedo. Ob teh različnih vplivih in res veliki variabilnosti v strokovni literaturi ni navedenih zanesljivih podatkov o tem, koliko suhe snovi obroka lahko pojedo posamezne vrste in kategorije laboratorijskih živali. Vsak rejec laboratorijskih živali ali izvajalec poskusov mora za svoje živali ugotavljati, koliko krme pojedo. Brez podatka o vrsti, kakovosti krmne mešanice ali krmil in količini zaužite krme so rezultati poskusov pomanjkljivo opisani. S spremljanjem konzumacije lahko ugotavljamo razlike med kontrolno skupino in poskusnimi skupinami. V poskusih, ki jih opravljamo v okviru Katedre za prehrano Oddelka za zootehniko, smo ugotovili, da odrasle laboratorijske miši soja NMRI (25–27 g telesne mase) v povprečju pojedo okrog 5 g standardne krmne mešanice (Knapka) na dan, kar pomeni približno 18 odstotkov od telesne mase. Breje miške ob vzporedni laktaciji na dan pojedo tudi do 15 g krmne mešanice (okrog 50 odstotkov od telesne mase). Mlade laboratorijske podgane soja Wistar, s telesno maso okrog 100 g, pojedo v povprečju 16 g testne poltekoče krmne mešanice na dan, kar je v suhi snovi približno 9 odstotkov telesne mase. V preglednici 2 so okvirne vrednosti o količinah zaužite krme za največkrat uporabljene laboratorijske živali. Preglednica 2: Povprečna konzumacija krme (g/dan) (Ritskes - Hoitinga in Chwalibog, 2003). Mlade (rastoče) Odrasli Breje samice Samice v laktaciji Miši 3–5 5–7 6–8 7–15 Podgane 8–25 25–30 25–35 35–65 Kunci 120–200 200–300 300 300–400 SESTAVLJENE KRMNE MEŠANICE Klasične krmne mešanice, ki so v prehrani laboratorijskih živali najpogostejše, so sestavljene iz surovin rastlinskega izvora (zrna žit, stročnic in oljnih rastlin), stranskih proizvodov mlinarske industrije (otrobi, krmilne moke) in oljne industrije (tropine in pogače), dehidriranih zelenih rastlin ter surovin živalskega izvora (mleko v prahu, ribja moka itd.), anorganskih soli ali organskih spojin različnih rudninskih snovi in z ekstrakcijo, biotehnološko ali kemično pridobljenih vitaminov. Če so krmne mešanice v deklaraciji proizvajalca opredeljene samo po hranilni vrednosti, vsebnosti energije in posameznih hranljivih snovi = zaprta receptura = natural ingredient diets, njihova sestava navadno ne ustreza zahtevam standardizacije. Sestavljene so lahko iz različnih vrst surovin, ki po količini zagotavljajo predpisano vsebnost hranljivih snovi in energije v njih. Različne vrste surovin pa vsebujejo posamezne hranljive snovi različne kakovosti, ki se v organizmu živali različno izkoriščajo. Zato za prehrano laboratorijskih živali v mešalnicah danes proizvajajo krmne mešanice s predpisano surovinsko sestavo. Po celem svetu uporabljamo krmne mešanice, sestavljene iz enakih deležev določenih sestavin (odprta receptura = fixed formula diets). Ker pa na lastnosti surovin, iz katerih sestavljamo krmne mešanice, vplivajo pogoji, v katerih jih pridelujemo in pridobivamo, tudi te vrste krmnih mešanic ne zagotavljajo popolne primerljivosti ali ponovljivosti rezultatov poskusov. Niso dovolj standardizirane. To lahko dosežemo, če pripravimo t. i. čiste diete (purified diets), sestavljene iz kemično čim bolj definiranih snovi. Uporabljamo kazein, čiste sojine beljakovine, škrob in druge sladkorje, definirane po poreklu, celulozo, definirano rastlinsko olje ali živalske maščobe ter kemično čiste anorganske soli in vitamine. Posebno vrsto krmnih mešanic, ki še bolj izpolnjujejo pogoje standardiziranosti, predstavljajo t. i. kemično definirane diete (chemically defined diets), ki so sestavljene iz čistih hranljivih snovi (metabolitov): aminokislin, maščobnih kislin, specifičnih ogljikovih hidratov in analitsko čistih soli anorganskih spojin ter vitaminov. Za določene vrste poskusov lahko po naročilu uporabnika pripravljamo posebne krmne mešanice, ki ustrezajo zahtevam raziskav (npr.: krmne mešanice s pomanjkanjem ali prebitkom določenih hranljivih snovi). Kljub temu da smo navedli celo vrsto vplivov, ki spreminjajo potrebe živali in zahtevajo različno sestavljene krmne mešanice, danes na trgu – in še posebej v Sloveniji – vse potrebne variante niso dostopne. Za miši in podgane v reji navadno uporabljamo samo eno vrsto krme. Predpostavljamo, da bodo živali različne vrste in kategorije znotraj vrste s svojimi homeostatskimi mehanizmi zagotovile zadovoljivo ravnotežje v presnovi. Poleg predpisane sestave krmnih mešanic za posamezne vrste in kategorije laboratorijskih živali je predpisano tudi, česa te mešanice ne smejo vsebovati: pesticidov, herbicidov, insekticidov, insektov, plesni, bakterij, bakterijskih toksinov, mikotoksinov, naravnih rastlinskih toksinov, hormonomimetičnih snovi, razgradnih produktov hranljivih snovi (gnilobnih produktov, peroksidov), nitratov, nitritov, nitrozaminov in težkih kovin. Proizvajalci morajo zagotavljati odsotnost okrog 40 različnih kontaminantov v krmnih mešanicah. Navadno uporabljamo krmne mešanice za laboratorijske živali v peletirani obliki, redkeje v briketirani ali ekstrudirani obliki. V teh krmnih mešanicah je dovoljena vsebnost vode na ravni pod 12 odstotki. Pri večji vsebnosti vode se krmilo kvari. Že sam postopek priprave (temperatura) zagotavlja odsotnost mikroorganizmov v krmnih mešanicah. Za rejo akseničnih in laboratorijskih živali SPF kategorij v mešalnicah krmne mešanice razkužujejo z avtoklaviranjem ali obsevanjem. Klasično pripravljenih krmnih mešanic ne smemo avtoklavirati sami, saj ob segrevanju v mešanici propadajo vitamini in prihaja do oksidacije maščob. Proizvajalec mora zagotoviti tudi ustrezne fizikalne lastnosti peletirane, briketirane ali ekstrudirane krmne mešanice. Preveč drobljivi peleti niso primerni, ker se ob tem povečuje raztros, glodavci pa ob zauživanju take krme ne obrabljajo zob. Pretrdi peleti – še posebej pri mladičih – onemogočajo zauživanje zadostnih količin krme. Barva in vonj krmne mešanice sta značilno povezana z njeno sestavo in tudi s kakovostjo. Od ene do druge dobave istega proizvajalca se ne smeta spreminjati. Kvarjenje krme povzroča spremembe v barvi in vonju. Krmne mešanice v obliki moke uporabljamo takrat, ko želimo v mešanico nekaj dodati in proučevati učinek tega dodatka. Krmna mešanica z dodatkom mora biti homogeno zmešana. Največkrat mešanici v obliki moke dodamo določeno količino vode in krmimo t. i. tekočo ali poltekočo krmo. Seveda je dodajanje vode potrebno opravljati za vsako krmljenje posebej, drugače se mokra krma hitro pokvari (plesen). Tako obliko krme lahko uporabljamo le pri kratkotrajnih poskusih, v reji pa ne. Nekaterim vrstam laboratorijskih živali v komercialni reji (morski prašički, mongolski skakači) ob krmnih mešanicah dodajamo tudi zelenjavo, korenje, peso ali različne vrste zrn. Ustrezna kakovost teh dodatkov ne moti presnove, ugodno deluje na procese prebave in obnašanje živali. V poskusih pa to pomeni, da prehrana živali ni standardizirana. Uporaba različnih vrst samostojnih krmil (v laboratoriju pripravljen obrok) nikoli ne zagotovi optimalne oskrbe laboratorijskih živali, čeprav so na prvi pogled živali videti čisto normalne in se tako tudi obnašajo. Posebne zahteve so predpisane za skladiščenje krme. Krma se ob višjih temperaturah v okolju (nad 21 oC), posebej ob visoki relativni vlagi v zraku, hitro pokvari ne glede na sestavo. Čiste in kemično definirane diete moramo hraniti pri 4 oC. Vreče s krmno mešanico morajo biti stalno zaprte. Upoštevati je potrebno rok uporabe, ki je zapisan v deklaraciji na vsaki vreči krmila. Skladiščni prostor za krmila mora biti higiensko neoporečno vzdrževan. Logično je, da insekti in prosto živeči glodavci ali ptice ne smejo imeti dostopa do skladiščnega prostora. KRMLJENJE Ko redimo živali ali opravljamo poskuse z živalmi v ustrezno opremljenih kletkah, nalagamo krmo v za to pripravljene krmilnike. Tudi pri talni reji morajo živali imeti prost dostop do ustrezno pripravljenih in nameščenih krmilnikov. V krmilnikih morajo imeti živali krmo stalno na voljo. Mikroklima v kletki je drugačna kot v prostoru okoli nje. Tudi če še tako redno vzdržujemo higieno kletke (zamenjava nastila, čiščenje), se krma hitro navlaži in navzame vonja iz živalskih izločkov v stelji. Zato v krmilnike ne smemo nalagati prevelikih količin krme; le toliko, kot bi živali pojedle v dveh dneh. Kakovost krme v krmilnikih je potrebno redno kontrolirati. Pokvarjeno, mokro, plesnivo ali gnilo krmo takoj zavržemo. Ugotoviti moramo, zakaj se kvari. Če v krmilnikih zmanjka krme, to povzroča resne motnje pri živalih, čeprav tega na prvi pogled ne opazimo, lahko pa vidimo motnje v obnašanju, celo kanibalizem. Pri miših (tudi podganah) npr. enodnevno stradanje ustavi estrični ciklus. Oseba, ki je zadolžena za krmljenje živali, mora redno spremljati količino krme, ki jo živali v posamezni kletki pojedo. To je pomembno zato, ker se ob neugodnih pogojih, ob morebitnih obolenjih ali ob nepravilno sestavljeni ali pokvarjeni krmi najprej pojavi simptom manjše konzumacije krme. Posebno pozornost moramo posvetiti gnezdom novorojenih mladičev. Mlade miške in podgane začnejo takoj, ko se jim odprejo oči (13. dan po rojstvu), iskati krmo. Za plezanje do krmilnika so še premajhne, zato jim lahko ob gnezdo namestimo krmilnik z zdrobljeno krmo. To ugodno vpliva na razvoj njihovih prebavil in celega organizma. Učinkovitost prehrane samice v laktacji in mladičev v času do odstavitve spremljamo tako, da mladiče ob odstavitvi stehtamo. Njihovo telesno maso primerjamo s pričakovanimi vrednostmi. Logično je, da nam tudi podatek o deležu pogina pri mladičih od rojstva do odstavitve veliko pove o pogojih v reji in prehrani. Ne glede na to, da proizvajalec zagotavlja ustrezno sestavo in kakovost krmnih mešanic, je priporočljivo, da občasno odvzamemo vzorec krme in ga posredujemo v za to usposobljeni laboratorij, ki bo po našem naročilu opravil kemijske, mikrobiološke, toksikološke ali druge, po našem mnenju potrebne analize. S tem si zagotovimo zanesljivo vedenje o prehrani živali v reji in poskusih, ki jih opravljamo. NAPAJANJE Napajanje je prav tako kot krmljenje, če ne še bolj, pomemben postopek v prehrani laboratorijskih živali. Stekleničke, s katerimi napajamo živali, morajo biti vedno polne vode. Vodo v njih moramo menjati redno, vsak drugi dan. Neustrezna higiena vode in stekleničk se hitro pokaže z rastjo alg. Stekleničke postanejo »zelene«. Pomanjkanje vode se na živalih takoj opazi, saj prenehajo jesti krmo, so nemirne, v hujših oblikah pa prihaja do kanibalizma. Tudi če je steklenička polna, še ne pomeni, da lahko živali pijejo. Odprtina za pitje se, posebej ob trdi vodi, hitro zamaši. Ob vsaki menjavi vode je potrebno preveriti, ali voda steče iz odprtine. Curek se ob protipritisku v steklenički hitro ustavi. Če curka ni ali iz stekleničke samo kaplja, je steklenička zamašena. Seveda pa odprtina v steklenički za napajanje ne sme biti prevelika, tudi pokrov stekleničke je potrebno skrbno namestiti. Moker nastil ali voda v kletki sta znak, da je z opremo za napajanje nekaj narobe. Če živali napajamo z avtomatskimi napajalniki ali iz koritc, je potrebno redno spremljati funkcionalnost in higieno te opreme. Kriteriji zahtevane kakovosti vode iz vodovodnega omrežja so za laboratorijske živali enaki kriterijem za pitno vodo za ljudi. Kakovost vode je potrebno redno spremljati s predpisanimi laboratorijskimi analizami, ki jih opravljajo za to registrirani laboratoriji. Pogosto se dogaja, da zaradi napak v vodovodni napeljavi voda ni ustrezne kakovosti. ZAKLJUČEK Pri delu z laboratorijskimi živalmi se moramo zavedati, da pravilna prehrana poleg ostalih pogojev, ki jih moramo izpolnjevati, zagotavlja standardiziran pogoj in fiziološko optimalno odzivnost živali v reji in poskusih. Na trgu so dostopne po normativih in potrebah laboratorijskih živali sestavljene krmne mešanice. Vseeno pa mora strokovnjak, tudi skrbnik živali, poznati zakonitosti prehrane, krmljenja in napajanja laboratorijskih živali. Tako bo lahko pravilno ocenil pomen svojega dela na področju prehrane, odkrival in preprečeval možne napake ter dosegel, da bodo laboratorijske živali v poskusih zanesljiv »instrument«. VIRI 1. Beynen, A. C. in Coates, M. E. 2001. Nutrition and experimental results. V: Principles of laboratory animal science. A contribution to the human use and care of animals and to the quality of experimental results. Zutphen, L. F. M., Baumans, V. in Beynen, A. C. (ur.). Amsterdam, New York, Elsevier: str. 111–127. 2. Nutrient requirements of laboratory animals. 1995. 4th revised ed. Washington, National Academy Press: 173 str. 3. Orešnik A., Kermauner A. 2009. Osnove prehrane živali. Učbenik. Slovenj Gradec, Kmetijska založba: 179 str. 4. Ritskes – Hoitinga, M., Chwalibog, A. 2003. Nutrient requirements, experimental design, and feed shedules in animal experimentation. V: Handbook of laboratory animal science. Essential principles and practices. Vol. 1. 2nd Hau, J., van Hoosier, G. L. Jr. (ur.). Boca Raton, CRC Press: str. 281–310.