غذای حیوانات آزمایشگاهی

تغذیه (Nutrition) یکی از عوامل بنیادی در تحقیقات حیوانات آزمایشگاهی (Laboratory Animal Research) است که سلامت، رفتار، تولیدمثل و طول عمر حیوانات را تحت تأثیر قرار می‌دهد و همچنین اعتبار و قابلیت تکرار نتایج تجربی (Validity and Reproducibility of Experimental Outcomes) را تعیین می‌کند. حیوانات آزمایشگاهی به‌عنوان مدل‌هایی برای مطالعات انسانی و دامپزشکی (Human and Veterinary Studies) استفاده می‌شوند و مصرف غذایی آن‌ها مستقیماً فرآیندهای فیزیولوژیکی، حساسیت به بیماری‌ها و پاسخ به مداخلات آزمایشگاهی را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تغذیه نامناسب می‌تواند متغیرهای مخدوش‌کننده ایجاد کند، رفاه حیوانات را به خطر اندازد و نتایج علمی را بی‌اعتبار سازد، بنابراین مدیریت دقیق رژیم غذایی (Dietary Management) یک پایه اساسی در مراقبت مسئولانه از حیوانات و طراحی تجربی است.

رژیم‌های غذایی حیوانات آزمایشگاهی باید نیازهای تغذیه‌ای (Nutritional Requirements) هر گونه، گروه سنی و وضعیت فیزیولوژیکی را برآورده کنند. برخلاف حیوانات وحشی، گونه‌های آزمایشگاهی کاملاً به غذایی که فراهم می‌شود وابسته هستند؛ بنابراین کمبودها، اضافات یا عدم تعادل در مواد مغذی ضروری (Essential Nutrients) می‌تواند پیامدهای فوری و بلندمدت داشته باشد. رژیم‌های استاندارد شده (Standardized Diets) کمک می‌کنند تا تجارب قابل تکرار (Reproducible Experiments) باشند و نتایج به متغیرهای تجربی نسبت داده شوند، نه عوامل تغذیه‌ای ناخواسته. علاوه بر این، رژیم غذایی می‌تواند میکروبیوم روده (Gut Microbiome)، پاسخ‌های ایمنی (Immune Responses)، متابولیسم (Metabolism) و رفتار (Behavior) را تحت تأثیر قرار دهد، که همگی می‌توانند نتایج مطالعات متنوعی از جمله فارماکولوژی (Pharmacology)، سم‌شناسی (Toxicology)، زیست‌شناسی رشد (Developmental Biology) و عصب‌شناسی رفتاری (Behavioral Neuroscience) را تحت تأثیر قرار دهند.

دامنه این مقاله شامل بررسی دقیق نیازهای تغذیه‌ای حیوانات آزمایشگاهی، ملاحظات رژیم غذایی ویژه هر گونه، انواع رژیم‌های مورد استفاده در تحقیقات و روش‌های تغذیه (Feeding Practices) است. همچنین فرمولاسیون رژیم‌ها (Diet Formulation)، تأثیر تغذیه بر نتایج تجربی، ذخیره‌سازی و کنترل کیفیت (Storage and Quality Control)، دستورالعمل‌های قانونی (Regulatory Guidelines) و روندهای نوظهور در تغذیه حیوانات آزمایشگاهی مورد بررسی قرار می‌گیرد. ملاحظات عملی برای اجرای رژیم‌های تجربی (Experimental Diets)، از جمله رژیم‌های کمبود مواد مغذی (Nutrient-Deficient Diets) یا تخصصی (Specialized Diets)، نیز بحث شده است، با تأکید بر اهمیت تعادل بین اهداف علمی و رفاه حیوانات.

۲. نیازهای تغذیه‌ای حیوانات آزمایشگاهی (Nutritional Requirements of Laboratory Animals)

حیوانات آزمایشگاهی نیازمند رژیم غذایی دقیق و متعادل (Carefully Balanced Diet) هستند که تمامی مواد مغذی ضروری (Essential Nutrients) را در مقادیر کافی فراهم کند تا سلامت حیوانات حفظ شود، رشد و تولیدمثل پشتیبانی گردد، و نتایج تجربی قابل اعتماد (Reliable Experimental Outcomes) حاصل شود. نیازهای تغذیه‌ای بسته به گونه، سن، وضعیت فیزیولوژیکی (Physiological Status) و اهداف پژوهشی متفاوت است، اما به‌طور کلی شامل ماکرو مغذی‌ها (Macronutrients)، میکرو مغذی‌ها (Micronutrients) و آب (Water) می‌شود. درک نقش هر گروه از مواد مغذی برای طراحی رژیم‌هایی که رفاه حیوانات را تضمین کرده و از کمبود یا سمیت جلوگیری می‌کنند ضروری است.

۲.۱ ماکرو مغذی‌ها (Macronutrients)

پروتئین‌ها (Proteins) برای رشد، ترمیم بافت‌ها، عملکرد آنزیم‌ها (Enzyme Function) و پاسخ‌های ایمنی (Immune Responses) حیاتی هستند. کیفیت و منبع پروتئین (Protein Quality and Source) بر در دسترس بودن اسیدهای آمینه (Amino Acid Availability)، قابلیت هضم (Digestibility) و کارایی متابولیک (Metabolic Efficiency) تأثیر می‌گذارد. جوندگان (Rodents)، خرگوش‌ها (Rabbits) و سایر پستانداران آزمایشگاهی نیاز به رژیم‌های دارای اسیدهای آمینه ضروری (Essential Amino Acids) متعادل دارند که معمولاً از کنجاله سویا (Soybean Meal)، کیسئین (Casein) یا آرد ماهی (Fish Meal) تأمین می‌شود. پروتئین بیش از حد می‌تواند باعث فشار بر کلیه‌ها (Renal Stress) شود، در حالی که کمبود آن می‌تواند رشد، تولیدمثل و عملکرد ایمنی را مختل کند.

کربوهیدرات‌ها (Carbohydrates) منبع اصلی انرژی در بیشتر رژیم‌های حیوانات آزمایشگاهی هستند. این گروه شامل پلی‌ساکاریدها (Polysaccharides) مانند نشاسته (Starch) و فیبر (Fiber) و همچنین قندهای ساده (Simple Sugars) می‌شود. کربوهیدرات‌ها بر وزن بدن، نرخ متابولیسم (Metabolic Rate)، ترکیب میکروبیوم روده (Gut Microbiota Composition) و سلامت دستگاه گوارش (Gastrointestinal Health) تأثیر دارند. فیبر، چه محلول و چه غیرمحلول (Soluble and Insoluble Fiber)، به‌ویژه برای گونه‌های گیاه‌خوار و همه‌چیزخوار مانند خرگوش‌ها و خوکچه‌های هندی (Guinea Pigs) اهمیت دارد، زیرا حرکت طبیعی دستگاه گوارش و تخمیر میکروبی را حمایت می‌کند.

چربی‌ها (Fats) انرژی متمرکز، اسیدهای چرب ضروری (Essential Fatty Acids) و ویتامین‌های محلول در چربی (Fat-Soluble Vitamins) را فراهم می‌کنند. لیپیدها (Lipids) بر تمامیت غشای سلولی (Cell Membrane Integrity)، پاسخ‌های التهابی (Inflammatory Responses) و سنتز هورمون‌ها (Hormone Synthesis) تأثیر می‌گذارند. اسیدهای چرب ضروری، از جمله لینولئیک (Linoleic) و آلفا-لینولنیک (Alpha-Linolenic Acid)، باید از طریق رژیم غذایی تأمین شوند، زیرا بیشتر حیوانات قادر به سنتز آن‌ها به‌طور داخلی (de novo) نیستند. نوع و نسبت چربی‌های رژیمی (Dietary Fat) می‌تواند بر مطالعات متابولیک، مدل‌های قلبی-عروقی (Cardiovascular Models) و تحقیقات چاقی (Obesity Research) تأثیر بگذارد.

۲.۲ میکرو مغذی‌ها (Micronutrients)

ویتامین‌ها و مواد معدنی (Vitamins and Minerals) در مقادیر کمتری مورد نیاز هستند، اما برای واکنش‌های آنزیمی (Enzymatic Reactions)، توسعه اسکلت (Skeletal Development)، عملکرد ایمنی و هموستاز سلولی (Cellular Homeostasis) ضروری هستند.

ویتامین‌های محلول در آب (Water-Soluble Vitamins)، مانند ویتامین‌های گروه B (B-Complex Vitamins) و ویتامین C، برای فرآیندهای متابولیک و دفاع آنتی‌اکسیدانی (Antioxidant Defense) حیاتی هستند. به عنوان مثال، خوکچه‌های هندی (Guinea Pigs) قادر به سنتز ویتامین C نیستند و باید آن را از طریق رژیم غذایی دریافت کنند تا از بروز بیماری اسکوروی (Scurvy) جلوگیری شود.

ویتامین‌های محلول در چربی (Fat-Soluble Vitamins) شامل A، D، E و K هستند و بر بینایی (Vision)، سلامت استخوان (Bone Health)، تولیدمثل و انعقاد خون (Coagulation) تأثیر می‌گذارند.

مواد معدنی (Minerals) مانند کلسیم (Calcium)، فسفر (Phosphorus)، منیزیم (Magnesium)، پتاسیم (Potassium)، سدیم (Sodium) و عناصر کمیاب مانند آهن (Iron)، روی (Zinc)، مس (Copper) و سلنیوم (Selenium) نقش‌های حیاتی در توسعه اسکلت، عملکرد آنزیم‌ها، تعادل الکترولیتی (Electrolyte Balance) و سیگنال‌دهی سلولی (Cellular Signaling) دارند. عدم تعادل در مصرف مواد معدنی می‌تواند منجر به اختلالات استخوانی، اختلالات متابولیک یا کاهش عملکرد تولیدمثلی شود. زیست‌دسترس بودن (Bioavailability) مواد معدنی به منبع، ترکیب رژیم و تعامل با سایر مواد مغذی بستگی دارد.

۲.۳ نیازهای آبی (Water Requirements)

آب (Water) مهم‌ترین ماده مغذی است و برای حفظ تعادل اسمزی (Osmotic Balance)، تنظیم حرارت بدن (Thermoregulation)، گوارش و دفع مواد زائد (Waste Excretion) حیاتی است. کیفیت آب—شامل pH، سختی (Hardness) و عدم وجود آلاینده‌ها (Absence of Contaminants)—به اندازه کمیت آن اهمیت دارد. حیوانات آزمایشگاهی باید دسترسی مداوم به آب تمیز (Continuous Access to Clean Water) داشته باشند و روش تأمین آن (بطری‌ها، سیستم‌های اتوماتیک یا بسته‌های ژلی) باید با گونه و شرایط نگهداری (Housing Conditions) سازگار باشد. کمبود آب می‌تواند سلامت حیوانات را به خطر اندازد، مصرف غذا را کاهش دهد و باعث افزایش متغیرپذیری در نتایج تجربی شود.

۲.۴ تعامل مواد مغذی (Nutrient Interactions)

مواد مغذی به‌صورت مستقل عمل نمی‌کنند؛ تعامل آن‌ها می‌تواند سلامت و نتایج تجربی را به شدت تحت تأثیر قرار دهد. برای مثال، کلسیم بیش از حد در رژیم غذایی می‌تواند جذب روی (Zinc) یا منیزیم (Magnesium) را مختل کند، در حالی که رژیم‌های پرچرب می‌توانند در دسترس بودن ویتامین‌های محلول در چربی را تحت تأثیر قرار دهند. متعادل کردن نسبت مواد مغذی و پایش تعاملات احتمالی به ویژه در رژیم‌های تجربی طراحی شده برای مطالعات متابولیک، قلبی-عروقی یا داروشناسی (Pharmacological Studies) ضروری است.

۳. نیازهای رژیمی ویژه هر گونه (Species-Specific Dietary Needs)

حیوانات آزمایشگاهی مختلف دارای ویژگی‌های فیزیولوژیکی (Physiological)، متابولیک (Metabolic) و گوارشی (Digestive Characteristics) متمایزی هستند که نیازهای تغذیه‌ای خاص آن‌ها (Specific Nutritional Requirements) را تعیین می‌کند. تأمین رژیم غذایی مناسب برای هر گونه ضروری است تا سلامت حیوان حفظ شود، رشد و تولیدمثل طبیعی حمایت گردد و اثرات مخدوش‌کننده بر نتایج تحقیقات کاهش یابد. در این بخش، نیازهای غذایی گونه‌های معمول در آزمایشگاه شامل جوندگان (Rodents)، خرگوش‌ها (Lagomorphs)، پستانداران غیر جوندگی (Non-Rodent Mammals)، پرندگان (Birds)، گونه‌های آبزی (Aquatic Species) و بی‌مهرگان (Invertebrates) بررسی می‌شود.

۳.۱ جوندگان: موش‌ها، رات‌ها، خوکچه‌های هندی، هامسترها و جربیل‌ها (Rodents: Mice, Rats, Guinea Pigs, Hamsters, and Gerbils)

جوندگان (Rodents) متداول‌ترین حیوانات آزمایشگاهی هستند و شامل گونه‌هایی مانند موش‌ها (Mice)، رات‌ها (Rats)، خوکچه‌های هندی (Guinea Pigs)، هامسترها (Hamsters) و جربیل‌ها (Gerbils) می‌شوند.

موش‌ها و رات‌ها (Mice and Rats) همه‌چیزخوار (Omnivorous) هستند و نیازمند تأمین متعادل پروتئین (Protein 14–20% رژیم)، کربوهیدرات (Carbohydrates 50–60%)، چربی (Fats 5–10%)، فیبر (Fiber)، ویتامین‌ها (Vitamins) و مواد معدنی (Minerals) هستند. **رشد سریع و چرخه تولیدمثل کوتاه آن‌ها باعث می‌شود که تغذیه کافی برای جلوگیری از توسعه ناقص یا اختلال در تولیدمثل (Stunted Development or Reproductive Failure) حیاتی باشد.
خوکچه‌های هندی (Guinea Pigs) نیاز قطعی به ویتامین C (Vitamin C) دارند، زیرا قادر به سنتز آن در بدن نیستند. عدم تأمین ویتامین C کافی باعث بروز اسکوروی (Scurvy)، اختلال در ترمیم زخم (Impaired Wound Healing) و نقص در عملکرد ایمنی (Immune Dysfunction) می‌شود. همچنین محتوای فیبر (Fiber Content) برای حفظ حرکت طبیعی روده و پیشگیری از اختلالات گوارشی (Gastrointestinal Disorders) اهمیت دارد.
هامسترها (Hamsters) همه‌چیزخوار هستند اما نیاز به رژیم غنی‌تر از پروتئین و چربی نسبت به رات‌ها دارند، که منعکس‌کننده عادات طبیعی جستجوی غذا (Natural Foraging Habits) آن‌هاست.
جربیل‌ها (Gerbils) که به محیط‌های خشک سازگار شده‌اند، مستعد کم‌آبی (Dehydration) هستند و نیاز به رژیم غذایی با محتوای مناسب آب و فیبر دارند تا سلامت گوارش (Digestive Health) حمایت شود.

۳.۲ خرگوش‌ها (Lagomorphs: Rabbits)

خرگوش‌ها گیاه‌خوار کامل (Strict Herbivores) هستند و دارای فیزیولوژی گوارشی تخصصی (Specialized Digestive Physiology) می‌باشند، از جمله سیکوم بزرگ (Large Cecum) که اجازه می‌دهد فیبر توسط میکروب‌ها تخمیر شود (Microbial Fermentation of Fiber).

فیبر کافی (Adequate Fiber) برای حفظ حرکت طبیعی دستگاه گوارش، پیشگیری از تجمع گلوله‌های مویی (Hairball Accumulation) و حمایت از جمعیت میکروبی که مواد مغذی ضروری را سنتز می‌کنند حیاتی است.
خرگوش‌ها نیازمند رژیم غذایی غنی از یونجه با کیفیت بالا (High-Quality Hay) هستند که با پلت‌های غذایی (Pellets) حاوی پروتئین، ویتامین‌ها و مواد معدنی متعادل تکمیل می‌شود.
نسبت‌های ویتامین D، کلسیم و فسفر (Vitamin D, Calcium, and Phosphorus Ratios) باید با دقت مدیریت شوند تا توسعه استخوان (Bone Development) حمایت شود و سنگ‌های ادراری (Urinary Calculi) پیشگیری شود.

۳.۳ پستانداران غیر جوندگی: خوک‌ها، سگ‌ها، گربه‌ها و نخستی‌ها (Non-Rodent Mammals: Pigs, Dogs, Cats, and Primates)

خوک‌ها (Pigs) همه‌چیزخوار و از نظر فیزیولوژیکی مشابه انسان‌ها هستند، بنابراین برای مطالعات متابولیک، قلبی-عروقی و جراحی (Metabolic, Cardiovascular, and Surgical Research) ارزشمندند. رژیم غذایی آن‌ها باید انرژی، پروتئین و فیبر کافی، همراه با ویتامین‌ها و مواد معدنی که سلامت قلب و رشد (Cardiovascular Health and Growth) را حمایت می‌کنند، فراهم کند.
سگ‌ها (Dogs) همه‌چیزخوار هستند اما نیاز به پروتئین با کیفیت بالا (High-Quality Protein) برای حفظ عضلات (Muscle Maintenance) دارند.
گربه‌ها (Cats) گوشت‌خوار مطلق (Obligate Carnivores) هستند و برای حفظ سلامت قلب، شبکیه و تولیدمثل (Cardiac, Retinal, and Reproductive Health) نیاز به تائورین (Taurine)، اسید آراشیدونیک (Arachidonic Acid) و ویتامین A از منابع حیوانی دارند.
نخستی‌های غیر انسانی (Non-Human Primates) دارای نیازهای تغذیه‌ای پیچیده مشابه انسان‌ها هستند و شامل انواع ماکرو مغذی‌ها، میکرو مغذی‌ها و فیبرهای رژیمی تخصصی (Specialized Dietary Fibers) می‌شوند تا سلامت دستگاه گوارش و غنی‌سازی رفتاری (Behavioral Enrichment) حفظ شود.

۳.۴ پرندگان: مرغ‌ها و سایر طیور (Birds: Chickens and Other Poultry)

پرندگان دارای نرخ متابولیسم بالا (High Metabolic Rates) هستند و نیازمند پروتئین، کلسیم، فسفر و ویتامین‌های محلول در چربی (Fat-Soluble Vitamins) برای تولید تخم، رشد و توسعه پرها (Feather Development) هستند.
رژیم غذایی معمولاً شامل دانه‌ها (Grains)، حبوبات (Legumes) و پلت‌های فرموله شده (Formulated Pellets) است و آب باید به‌طور مداوم در دسترس باشد.
تعادل الکترولیتی (Electrolyte Balance) نیز در پرندگان حیاتی است، زیرا آن‌ها دارای نرخ‌های بالای تنفسی و دفعی (High Respiratory and Excretory Rates) هستند.

۳.۵ گونه‌های آبزی: زبرا فیش و زنوفوس (Aquatic Species: Zebrafish and Xenopus)

زبرا فیش (Zebrafish) نیازمند رژیم غذایی غنی از پروتئین و اسیدهای چرب ضروری (Essential Fatty Acids) برای رشد سریع و تولیدمثل هستند. هر دو نوع غذای زنده (Live Feed) مانند میگو نمکی (Brine Shrimp) و روتیفرها (Rotifers) و غذای خشک فرموله شده (Formulated Dry Feeds) استفاده می‌شوند.
قورباغه‌های زنوفوس (Xenopus) نیازمند رژیم‌های غنی از پروتئین (Protein-Rich Diets) هستند که معمولاً از طعمه زنده (Live Prey) مانند حشرات یا پلت‌های تجاری (Commercially Formulated Pellets) تأمین می‌شود و کلسیم و ویتامین D برای سلامت اسکلت مورد توجه قرار می‌گیرد.

۳.۶ بی‌مهرگان: مگس سرکه و کرم حلقوی (Invertebrates: Drosophila and Caenorhabditis elegans)

مدل‌های بی‌مهرگان دارای نیازهای غذایی ساده و ویژه گونه (Simple, Species-Specific Dietary Requirements) هستند.
مگس سرکه (Drosophila melanogaster) از مخمر (Yeast)، قندها (Sugars) و آرد ذرت (Cornmeal) تغذیه می‌کند که انرژی، پروتئین و میکرو مغذی‌ها را تأمین می‌کند.
C. elegans از باکتری‌هایی مانند E. coli تغذیه می‌کند که مواد مغذی لازم و رشد، تولیدمثل و طول عمر طبیعی را حمایت می‌کنند.
اگرچه این رژیم‌ها ساده‌تر از رژیم‌های مهره‌داران هستند، اما این منابع غذایی باید ثابت و با دقت پایش شوند تا قابلیت تکرار نتایج پژوهشی حفظ شود (Reproducibility in Research Outcomes).

۴. انواع رژیم‌های غذایی حیوانات آزمایشگاهی (Types of Laboratory Animal Diets)

رژیم‌های غذایی حیوانات آزمایشگاهی (Laboratory Animal Diets) به گونه‌ای طراحی می‌شوند که نیازهای تغذیه‌ای خاص هر گونه (Specific Nutritional Needs of Different Species) را برآورده کنند و ثبات، ایمنی و قابلیت تکرار در تحقیقات (Consistency, Safety, and Reproducibility in Research) را تضمین نمایند. این رژیم‌ها از نظر ترکیب، غلظت مواد مغذی (Nutrient Concentration) و مواد اولیه (Source Ingredients) متفاوت هستند و بسته به اهداف تجربی (Experimental Objectives) و گونه مورد مطالعه انتخاب می‌شوند. درک انواع رژیم‌های غذایی موجود به پژوهشگران اجازه می‌دهد مناسب‌ترین غذا را برای حمایت از سلامت حیوانات، قابلیت اطمینان تجربی (Experimental Reliability) و رعایت قوانین و مقررات (Regulatory Compliance) انتخاب کنند.

۴.۱ رژیم‌های غذایی با مواد اولیه طبیعی (Natural Ingredient Diets)

رژیم‌های غذایی با مواد اولیه طبیعی عمدتاً از مواد غیر فرآوری‌شده یا حداقل فرآوری‌شده (Unprocessed or Minimally Processed Components) مانند دانه‌ها (Grains)، بذرها (Seeds)، سویا (Soy)، آرد ماهی (Fish Meal) و یونجه (Alfalfa) تشکیل شده‌اند.

این رژیم‌ها نسبتاً اقتصادی (Cost-Effective) هستند و طیف گسترده‌ای از مواد مغذی را در شکل مشابه غذای طبیعی (Forms Similar to Natural Food) فراهم می‌کنند.
این رژیم‌ها به‌طور گسترده برای جوندگان، خرگوش‌ها و سایر حیوانات گیاه‌خوار یا همه‌چیزخوار آزمایشگاهی استفاده می‌شوند.
مزایای این رژیم‌ها شامل خوش‌خوراکی (Palatability) و حمایت از رشد طبیعی، تولیدمثل و عملکرد دستگاه گوارش (Gastrointestinal Function) است.
با این حال، به دلیل تأثیر عوامل محیطی و فصلی، ترکیبات مواد مغذی ممکن است بین بچ‌ها متفاوت باشد (Inconsistent Nutrient Concentrations)، که می‌تواند قابلیت تکرار نتایج تجربی را تحت تأثیر قرار دهد.

۴.۲ رژیم‌های تصفیه‌شده (Purified Diets)

رژیم‌های تصفیه‌شده با استفاده از مواد تصفیه‌شده (Refined Ingredients) مانند کازئین برای پروتئین (Casein for Protein)، ساکارز یا نشاسته ذرت برای کربوهیدرات (Sucrose or Cornstarch for Carbohydrates) و روغن‌های بسیار خالص برای چربی‌ها (Highly Purified Oils for Fats) طراحی می‌شوند.

این رژیم‌ها امکان کنترل دقیق ترکیب مواد مغذی (Precise Control over Nutrient Composition) را فراهم می‌کنند و اغلب در مطالعاتی استفاده می‌شوند که پژوهشگران نیاز دارند مواد مغذی خاص را دستکاری کنند، مسیرهای متابولیک را بررسی کنند یا کمبودها و اضافات را القا کنند.
رژیم‌های تصفیه‌شده برای تجربیات مرتبط با فیزیولوژی تغذیه‌ای (Nutritional Physiology)، چاقی (Obesity)، دیابت (Diabetes) یا بیماری‌های قلبی-عروقی (Cardiovascular Disease) ضروری هستند.
یکی از محدودیت‌های این رژیم‌ها این است که ممکن است خوش‌خوراکی کمتری داشته باشند (Less Palatable) و حیوانات ممکن است نیاز به دوره تطبیق (Adaptation Period) داشته باشند تا رژیم را بپذیرند.

۴.۳ رژیم‌های شیمیایی تعریف‌شده (Chemically Defined Diets)

رژیم‌های شیمیایی تعریف‌شده شامل مواد مغذی در خالص‌ترین شکل خود (Nutrients in Their Purest Form) هستند و تمامی اجزا شناخته‌شده و کمی‌سازی شده‌اند (All Components Known and Quantified).

این امکان را فراهم می‌کنند تا کنترل کامل بر پروتئین، کربوهیدرات، چربی، ویتامین‌ها و مواد معدنی (Protein, Carbohydrate, Fat, Vitamin, and Mineral Content) انجام شود.
این رژیم‌ها به‌ویژه در مطالعاتی که اثر یک ماده مغذی خاص، سم‌شناسی (Toxicology) یا پاسخ‌های متابولیک دقیق (Precise Metabolic Responses) را بررسی می‌کنند ارزشمند هستند.
رژیم‌های شیمیایی تعریف‌شده باعث حذف تغییرپذیری مرتبط با مواد اولیه طبیعی و حمایت از نتایج قابل تکرار (Reproducible Results) می‌شوند.
با این حال، این رژیم‌ها گران‌قیمت (Expensive) هستند و ممکن است اجزای طبیعی که از تنوع میکروبیوم روده یا خوش‌خوراکی حمایت می‌کنند را نداشته باشند.

۴.۴ رژیم‌های تخصصی (Specialized Diets)

رژیم‌های تخصصی برای برآورده کردن نیازهای تحقیقاتی خاص یا مدل‌های بیماری (Specific Research Needs or Disease Models) طراحی می‌شوند.

نمونه‌ها شامل:
- رژیم‌های پرچرب (High-Fat Diets) برای مطالعات چاقی،
- رژیم‌های کم‌پروتئین (Low-Protein Diets) برای تحقیقات کلیوی،
- رژیم‌های کمبود ویتامین یا مواد معدنی (Vitamin- or Mineral-Deficient Diets) برای بررسی کمبود مواد مغذی،
- رژیم‌های غنی از آنتی‌اکسیدان (Antioxidant-Enriched Diets) برای تحقیقات مرتبط با پیری.
این رژیم‌ها به پژوهشگران امکان می‌دهند محیط تغذیه‌ای را دستکاری کنند تا مدل بیماری انسانی را شبیه‌سازی کرده، مسیرهای متابولیک را بررسی کنند یا مداخلات درمانی را ارزیابی کنند.
رژیم‌های تخصصی نیاز به طراحی دقیق، پایش مداوم و توجیه اخلاقی (Ethical Justification) دارند، زیرا دستکاری شدید مواد مغذی می‌تواند رفاه حیوانات را تحت تأثیر قرار دهد.

۴.۵ ملاحظات کلیدی در انتخاب رژیم غذایی (Key Considerations in Diet Selection)

هنگام انتخاب رژیم، پژوهشگران باید گونه، سن، وضعیت تولیدمثلی، وضعیت سلامت و اهداف تجربی (Species, Age, Reproductive Status, Health Condition, and Experimental Objectives) را در نظر بگیرند.

خوش‌خوراکی (Palatability)، قابلیت هضم (Digestibility) و زیست‌دسترس بودن مواد مغذی (Nutrient Bioavailability) برای تأمین مصرف کافی و کاهش استرس حیوانات حیاتی هستند.
علاوه بر این، رژیم‌ها باید مطابق با استانداردها و دستورالعمل‌های قانونی (Regulatory Standards and Guidelines)، مانند دستورالعمل‌های شورای ملی تحقیقات آمریکا (National Research Council, NRC) و کمیته‌های مراقبت از حیوانات مؤسسه‌ای (Institutional Animal Care Committees) باشند تا رفاه حیوانات و اعتبار علمی (Animal Welfare and Scientific Validity) تضمین شود.

۵. فرموله کردن رژیم غذایی و تعادل تغذیه‌ای (Diet Formulation and Nutritional Balance)

فرموله کردن رژیم‌های غذایی حیوانات آزمایشگاهی (Laboratory Animal Diets) نیازمند توجه دقیق به نیازهای مواد مغذی، کیفیت مواد اولیه و هدف پژوهش (Nutrient Requirements, Ingredient Quality, and Intended Research Application) است. فرموله کردن صحیح رژیم غذایی تضمین می‌کند که حیوانات تمامی ماکرو مغذی‌ها (Macronutrients)، میکرو مغذی‌ها (Micronutrients) و آب (Water) را به مقادیر کافی برای حفظ سلامت، حمایت از رشد و تولیدمثل و پیشگیری از تأثیرات مخدوش‌کننده ناشی از کمبود یا عدم تعادل مواد مغذی دریافت کنند.

این روش همچنین به پژوهشگران امکان می‌دهد متغیرهای خاص را در مطالعات مرتبط با متابولیسم، داروشناسی (Pharmacology) یا مدل‌سازی بیماری (Disease Modeling) کنترل کنند.

۵.۱ اصول فرموله کردن رژیم غذایی (Principles of Diet Formulation)

اصول فرموله کردن رژیم غذایی شامل تعیین نیازهای مواد مغذی گونه مورد نظر (Defining the Nutrient Requirements of the Species)، انتخاب مواد اولیه مناسب (Selecting Appropriate Ingredients) و متعادل کردن انرژی، پروتئین، چربی، کربوهیدرات، فیبر، ویتامین‌ها و مواد معدنی (Balancing Energy Content, Protein, Fat, Carbohydrates, Fiber, Vitamins, and Minerals) است.

مواد اولیه باید بر اساس قابلیت هضم (Digestibility)، زیست‌دسترس بودن (Bioavailability) و ثبات بین بچ‌ها (Consistency Across Batches) انتخاب شوند.
به عنوان مثال:
- منابع پروتئین با کیفیت بالا مانند کازئین (Casein)، پروتئین سویا (Soy Protein) یا آرد ماهی (Fish Meal) برای جوندگان انتخاب می‌شوند.
- منابع فیبر گیاهی مانند یونجه (Alfalfa) یا یونجه تیموتی (Timothy Hay) برای گونه‌های گیاه‌خوار مانند خرگوش‌ها و خوکچه‌های هندی اهمیت دارند.
خوش‌خوراکی رژیم (Palatability) باید مد نظر قرار گیرد تا حیوان مصرف کافی داشته باشد. همچنین ویژگی‌های فیزیکی غذا (Physical Properties of Feed) مانند اندازه پلت، چگالی و بافت باید با رفتار تغذیه‌ای گونه (Feeding Behavior of the Species) هماهنگ باشد.

۵.۲ استانداردهای ترکیب مواد مغذی (Nutrient Composition Standards)

استانداردهای ترکیب مواد مغذی بر اساس توصیه‌های معتبر مانند شورای ملی تحقیقات آمریکا (National Research Council, NRC) و مؤسسه تغذیه آمریکا (American Institute of Nutrition, AIN) تعیین می‌شوند.

این استانداردها درصدهای ماکرو مغذی‌ها، آمینو اسیدهای ضروری (Essential Amino Acids)، اسیدهای چرب ضروری (Essential Fatty Acids)، ویتامین‌ها و مواد معدنی (Vitamins and Minerals) را برای گونه‌های مختلف آزمایشگاهی و مراحل فیزیولوژیک مشخص می‌کنند.
رعایت این دستورالعمل‌ها تضمین می‌کند که رژیم‌ها نیازهای پایه تغذیه‌ای را تأمین کرده و تغییرپذیری بین مطالعات به حداقل برسد.
انحراف از استانداردهای توصیه‌شده ممکن است به دلایل تجربی توجیه شود، اما نیازمند پایش دقیق برای جلوگیری از عوارض ناخواسته سلامتی (Unintended Health Consequences) است.

۵.۳ تعادل انرژی، پروتئین و فیبر (Balancing Energy, Protein, and Fiber)

یک رژیم غذایی متعادل نیازمند توجه دقیق به نسبت انرژی حاصل از کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها و پروتئین‌ها (Proportion of Energy Derived from Carbohydrates, Fats, and Proteins) است.

مصرف بیش از حد انرژی می‌تواند منجر به چاقی (Obesity) شود، در حالی که کمبود انرژی باعث کاهش وزن، رشد ناقص و اختلال در تولیدمثل (Stunted Growth and Reproductive Failure) می‌شود.
کیفیت و میزان پروتئین باید با نیازهای گونه‌ای مطابقت داشته باشد تا نگهداری بافت‌ها (Tissue Maintenance)، رشد و عملکرد ایمنی (Immune Function) حمایت شود.
فیبر (Fiber) به‌ویژه برای گونه‌های گیاه‌خوار و همه‌چیزخوار اهمیت دارد و حرکت طبیعی دستگاه گوارش، تخمیر میکروبی و جذب مواد مغذی (Gastrointestinal Motility, Microbial Fermentation, and Nutrient Absorption) را حمایت می‌کند.
تعادل فیبر محلول و غیر محلول (Soluble and Insoluble Fiber) بر سلامت روده، قوام مدفوع و زیست‌دسترس بودن مواد مغذی (Gut Health, Stool Consistency, and Nutrient Bioavailability) تأثیر می‌گذارد.

۵.۴ استفاده از مکمل‌ها (Use of Supplements)

مکمل‌ها (Supplements) زمانی به رژیم‌های غذایی اضافه می‌شوند که مواد اولیه پایه نتوانند مقادیر کافی از برخی مواد مغذی را فراهم کنند.

این مکمل‌ها می‌توانند شامل ویتامین‌ها (Vitamins)، مواد معدنی (Minerals)، اسیدهای چرب ضروری (Essential Fatty Acids)، آنتی‌اکسیدان‌ها (Antioxidants) یا پروبیوتیک‌ها (Probiotics) باشند.
تکمیل رژیم غذایی به‌ویژه برای گونه‌هایی با نیازهای تغذیه‌ای خاص (Species with Unique Nutritional Requirements) حیاتی است، مانند ویتامین C برای خوکچه‌های هندی و تائورین (Taurine) برای گربه‌ها.
مکمل‌ها باید با دقت اندازه‌گیری و یکنواخت مخلوط شوند (Carefully Measured and Uniformly Mixed) تا مصرف ثابت و پایدار (Consistent Intake) تضمین شود و پایداری آن‌ها در طول نگهداری (Stability During Storage) پایش شود تا تجزیه یا از دست رفتن اثرگذاری (Degradation or Loss of Potency) رخ ندهد.

۵.۵ ملاحظات برای رژیم‌های تجربی (Considerations for Experimental Diets)

در رژیم‌های تجربی (Experimental Diets)، فرموله کردن و تعادل مواد مغذی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

رژیم‌ها ممکن است برای بررسی اثر کمبود مواد مغذی، اختلالات متابولیک، چاقی، دیابت، بیماری‌های قلبی-عروقی یا شرایط دیگر تغییر یابند.
در این موارد، ترکیب دقیق مواد مغذی (Precise Nutrient Composition) و پایش دقیق مصرف و وضعیت بدنی حیوان (Monitoring of Intake and Body Condition) برای دستیابی به نتایج تجربی قابل اعتماد (Reliable Experimental Outcomes) و حفظ رفاه حیوانات (Animal Welfare) ضروری است.
تمامی تغییرات باید توجیه شده و توسط کمیته‌های مؤسسه‌ای مراقبت و استفاده از حیوانات (Institutional Animal Care and Use Committees) تأیید شوند تا رعایت اصول اخلاقی (Ethical Compliance) تضمین شود.

۶. روش‌ها و رویه‌های تغذیه‌ای (Feeding Methods and Practices)

رویه‌های تغذیه‌ای (Feeding Practices) یکی از اجزای حیاتی مراقبت از حیوانات آزمایشگاهی (Laboratory Animal Care) هستند و به طور مستقیم سلامت، رفتار، نتایج تجربی و قابلیت تکرار آن‌ها (Health, Behavior, Experimental Outcomes, and Reproducibility) را تحت تأثیر قرار می‌دهند.

روش‌های صحیح تغذیه اطمینان می‌دهند که حیوانات مواد مغذی کافی دریافت کنند (Adequate Nutrition) و در عین حال استرس، هدررفت غذا و نوسانات در مصرف مواد مغذی (Variation in Nutrient Intake) کاهش یابد.
گونه‌های مختلف و اهداف پژوهشی نیازمند رویکردهای اختصاصی در ارائه غذا، کنترل حجم وعده‌ها و زمان‌بندی تغذیه (Feed Presentation, Portion Control, and Scheduling) هستند، که همگی باید با شرایط نگهداری، غنی‌سازی محیطی و پروتکل‌های پایش (Housing, Enrichment, and Monitoring Protocols) هماهنگ شوند.

۶.۱ تغذیه آزاد (Ad Libitum) در مقابل تغذیه محدود (Restricted Feeding)

تغذیه آزاد (Ad Libitum Feeding) به حیوانات دسترسی نامحدود به غذا در تمام اوقات (Unrestricted Access to Food at All Times) می‌دهد.

این روش معمولاً برای جوندگان، خرگوش‌ها و بسیاری از گونه‌های آزمایشگاهی دیگر استفاده می‌شود، زیرا رشد طبیعی و چرخه‌های تولیدمثلی را حمایت کرده و استرس ناشی از محدودیت غذایی (Stress Associated with Food Restriction) را کاهش می‌دهد.
با این حال، تغذیه آزاد ممکن است منجر به چاقی، اختلالات متابولیک (Metabolic Disorders) یا تغییر رفتار شود، به ویژه در گونه‌هایی که تمایل به پرخوری دارند یا در مطالعاتی که بر تنظیم متابولیک (Metabolic Regulation) تمرکز دارند.

تغذیه محدود (Restricted Feeding) شامل ارائه مقدار معینی از غذا (Measured Quantity of Food) است، که می‌تواند بر اساس برنامه زمان‌بندی ثابت (Fixed Schedule) یا وزن بدن (Based on Body Weight) انجام شود تا مصرف انرژی (Energy Intake) کنترل شود.

این روش برای مطالعات چاقی، داروشناسی (Pharmacological Studies) یا مطالعات طول عمر (Lifespan Experiments) ضروری است، زیرا کنترل کالری مصرفی برای نتایج دقیق ضروری است.
تغذیه محدود نیازمند پایش دقیق برای جلوگیری از سوءتغذیه، استرس یا رفتارهای پرخاشگرانه (Aggression) بین حیوانات است و معمولاً تحت دستورالعمل‌های مراقبت از حیوانات مؤسسه‌ای (Institutional Animal Care Guidelines) اجرا می‌شود.

۶.۲ شکل و ارائه غذا (Feed Forms and Presentation)

رژیم‌های آزمایشگاهی در اشکال مختلف (Multiple Forms) ارائه می‌شوند، از جمله: پلت (Pellets)، مش (Mash)، ژل‌ها (Gels)، مایعات (Liquids) و خمیرها (Pastes).

انتخاب شکل غذا بر اساس گونه، سن یا نیازهای تجربی (Species, Age, or Experimental Needs) انجام می‌شود.
پلت‌ها (Pellets) برای جوندگان رایج هستند، زیرا ترکیب یکنواختی فراهم می‌کنند و از انتخابی خوردن (Selective Feeding) جلوگیری می‌کنند.
رژیم‌های مش (Mash Diets) هضم آسان‌تر دارند و برای حیوانات جوان یا بیمار مناسب هستند.
رژیم‌های ژل یا مایع (Gel or Liquid Diets) برای توزیع دقیق مواد مغذی، حمایت از هیدراسیون (Hydration) یا حیواناتی با مشکلات دهانی یا گوارشی (Oral or Gastrointestinal Difficulties) استفاده می‌شوند.
شکل فیزیکی رژیم بر مصرف غذا، هضم و جذب مواد مغذی (Intake, Digestion, and Nutrient Absorption) تأثیر می‌گذارد و باید با ابزارهای تغذیه و سیستم نگهداری (Feeding Apparatus and Housing System) سازگار باشد.

۶.۳ دفعات تغذیه و کنترل وعده‌ها (Feeding Frequency and Portion Control)

دفعات تغذیه (Feeding Frequency) می‌تواند متابولیسم، رشد، رفتار و نتایج تجربی (Metabolism, Growth, Behavior, and Experimental Outcomes) را تحت تأثیر قرار دهد.

برخی گونه‌ها، مانند جوندگان کوچک (Small Rodents)، از دسترسی مداوم به غذا (Continuous Access to Food) بهره می‌برند، در حالی که گونه‌های دیگر ممکن است به فواصل مشخص تغذیه (Discrete Feeding Intervals) نیاز داشته باشند تا الگوهای طبیعی جستجوی غذا (Natural Foraging Patterns) شبیه‌سازی شود یا مصرف انرژی کنترل شود.
کنترل وعده‌ها (Portion Control) تضمین می‌کند که هر حیوان مقدار مناسب مواد مغذی را بدون هدررفت یا رقابت دریافت کند.
در حیوانات گروهی (Group-Housed Animals)، مشاهده دقیق لازم است تا از انحصار غذا توسط حیوانات غالب (Dominant Individuals) جلوگیری شود و مصرف در همه حیوانات یکنواخت باقی بماند.

۶.۴ تأثیر بر رفتار و فیزیولوژی (Impact on Behavior and Physiology)

رویه‌های تغذیه‌ای نه تنها وضعیت تغذیه‌ای (Nutritional Status)، بلکه رفتار و فیزیولوژی (Behavior and Physiology) را نیز تحت تأثیر قرار می‌دهند.

برنامه‌های تغذیه‌ای نامنظم یا شکل نامناسب رژیم غذایی می‌تواند باعث استرس، پرخاشگری، رفتارهای تکراری یا اختلال در ریتم شبانه‌روزی (Circadian Rhythms) شود، که به نوبه خود می‌تواند نتایج تجربی را مخدوش کند.
غنی‌سازی محیطی (Environmental Enrichment)، مانند تغذیه پراکنده (Scatter Feeding)، دستگاه‌های معمایی غذا (Puzzle Feeders) یا فرصت‌های جستجوی غذا (Foraging Opportunities)، می‌تواند رفتارهای طبیعی را تشویق کرده، استرس را کاهش داده و در عین حال مصرف مواد مغذی کافی را تضمین کند.
پایش وزن بدن، مصرف غذا و سلامت کلی (Monitoring Body Weight, Food Consumption, and General Health) برای تنظیم استراتژی‌های تغذیه و حفظ رفاه حیوانات (Adjusting Feeding Strategies and Maintaining Welfare) ضروری است.