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La physiologie digestive et l’alimentation
des Rongeurs
Dr Vet Laurence Yaguiyan-Colliard, UMES-Nutrition Clinique, Ecole Nationale Vétérinaire d’Alfort
2
1. Définition et domaines d’activité
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
La nutrition est une science regroupant plusieurs disciplines,
facilitant la compréhension des conseils alimentaires, voire médicaux,
de façon à permettre aux individus de rester en bonne santé.
http://www.vulgaris-medical.com/encyclopedie/nutrition
Science qui analyse les rapports
entre la nourriture et la santé
Définition :
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
La Nutrition
NUTRITION
Comportement alimentaire
Domaines de la Nutrition
Analyse et propriétés des aliments
Ingestion, transformation des aliments Utilisation et élimination des nutriments
Adaptation à l’espèce, aux maladies = nutrition clinique
Clinique
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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1. Définition et domaines d’activité
2. Nourrir un rongeur
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Connaître les besoins de l’espèce
Nourrir un Rongeur
Connaître les aliments disponibles
Connaître les règlementations
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Pyramide de Maslow
maintien de l'homéostasie de l'organisme
maintien d'un état de santé physique
Respirer BOIRE MANGER Dormir Se réchauffer Faire ses besoins
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1. Définition et domaines d’activité
2. Nourrir un rongeur
3. La règlementation
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Contraintes liées à l’expérimentation
Limiter les biais expérimentaux
homogénéité des conditions et de l’alimentation
Respect du bien-être animal Conditions de vie Comportement alimentaire Besoins nutritionnels
La règlementation
Éthique
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Contraintes liées à l’expérimentation
Directive du 24/11/1986 sur la protection des animaux de laboratoire (JOCE 18/12/1986)
Article 3.7 alimentation
• Éviter la contamination chimique, physique et microbiologique lors
de la production, du transport et du stockage des aliments,
• Nettoyage régulier du matériel de distribution,
• Satisfaction du besoin physiologique de l’animal.
La règlementation
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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1. Définition et domaines d’activité
2. Nourrir un rongeur
3. La règlementation
4. La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Ingestion Aliments Eau Protéines Glucides Lipides Minéraux Vitamines
Digestion Enzymatique Fermentation
Absorption Nutriments Eau Acides aminés Glucose (AGV) Acides gras Minéraux Vitamines
EB Énergie Brute
ED Énergie Digestible 95-90% EB (Rat)
Pour aliment semi synthétique
EM Énergie Métabolisable 95-90% ED (Rat)
Digestibilité CUD= (Ingéré-fécal)/ingéré
Excrétion Urinaire Déchets métaboliques
Coprophagie (rongeurs)
Excrétion Digestive Aliments indigestibles
1 kcal = 4,18kJ
La physiologie digestive La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Régime alimentaire reflet anatomie digestive
Régime
RAT Omnivore
SOURIS Omnivore
COCHON D’INDE Herbivore
HAMSTER Herbivore
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Incisive Canine Prémolaire Molaire
RAT, SOURIS, HAMSTER 1 0 0 3
1 0 0 3
COCHON D’INDE 1 0 1 3
1 0 1 3
Formule dentaire: Le chiffre supérieur= nombre de dents sur une demi- mâchoire supérieure; le chiffre inférieur = demi mâchoire inférieure.
Incisives à croissance continue
Cavité buccale
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Particularités du Hamster
Recherche de nourriture nocturne, Consommation toute la journée
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Rat
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Estomac Stockage, préparation et distribution des aliments à IG Début de digestion Rat
Souris
Partie glandulaire Sécrétions: acide, mucus Digestion chimique
Partie non glandulaire Action mécanique
Estomac simple chez Rat, Souris et Cochon d’Inde
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Estomac : particularités d’espèce
Cochon d’inde : entièrement glandulaire
Hamster : bicompartimenté (50%aglandulaire, 50% glandulaire)
aglandulaire= fermentation ( rumen)
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Contenance de l’estomac
Contenance
SOURIS 4-5 mL
COCHON D’INDE 15-25 mL
HAMSTER 10 mL
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Intestin grêle Trois zones :
Duodénum (sécrétions pancréatiques et biliaires) Jéjunum Iléon
Digestion enzymatique et absorption des nutriments
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Intestin grêle
Digestion intraluminale (enzymes estomac, pancréas et sels biliaires)
Motricité intestinale : fragmentation, homogénéisation
Digestion pariétale (enzymes de la bordure en brosse)
Absorption des nutriments par les entérocytes
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Intestin grêle : long chez les Rongeurs
Longueur relative de IG/longueur du corps
CHAT (carnivore) X 4
RAT X 8,3
SOURIS X 6,3
COCHON D’INDE X 10,8
HAMSTER X 5,3
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Glandes annexes : sécrétion dans le duodénum
Pancréas Sécrétion enzymes (amylase, lipases, peptidases)
Digestion amidon, lipides (émulsionnés), protéines
Vésicule biliaire Acides biliaires: émulsion des graisses
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Digestion Enzymatique
Absorption Nutriments
Eau Acides aminés Glucose Acides gras Minéraux Vitamines
Intestin grêle
La physiologie digestive
Libération des nutriments pour absorption
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Gros intestin: caecum et côlon
Caecum = Fermentations digestives
Bien développé, contribution inconnue, importance de la coprophagie
Rat
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Caecum : particularités d’espèce (herbivores)
Cochon d’inde : Semi circulaire Capacité de fermentation = x2/Rat
Hamster : Forme en J Taille supérieure à l’estomac
Apport indispensable de fibres,
Contribution à la nutrition de l’hôte
Importance de la coprophagie
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Côlon
Fermentation bactérienne
Absorption d’eau et des électrolytes (Na+…)
Formation et stockage des fécès
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Digestion Fermentation
Absorption Nutriments Eau AGV Minéraux Vitamines
Excrétion Digestive Aliments indigestibles Matériel bactérien (protéines, vitamines…)
Gros intestin
Coprophagie (rongeurs)
La physiologie digestive
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Estomac
Intestin Grêle Caecum
Côlon Pancréas Foie (bile)
HCl
pepsine
trypsine
amylase
lipase
ac. biliaires
lactase
maltase micelles
Bactéries
Protéines
Mat. grasses
Glucides amidon
lactose
fibres sol.
fibres insol.
AGV
NH3, amines
+++ +++
+
+ ++
+
++ + +
fermentation des glucides
++
+ +
putréfaction des protéines
La physiologie digestive: résumé, la digestion
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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1. Définition et domaines d’activité
2. Nourrir un rongeur
3. La règlementation
4. La physiologie digestive
5. Les besoins nutritionnels
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Besoins Nutritionnels
Niveau et équilibre
Niveau alimentaire = quantité (Énergie, % protéines…)
Équilibre alimentaire = apports en nutriments
Les besoins nutritionnels
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Dose
Effet
Zone de tolérance
Déficit
Carence
Excès
Toxicité
La Relation Dose - Effet en Nutrition
Seuil
mini
Seuil
maxi
Bonne santé
meilleure santé ?
effet-dose des nutriments
Les recommandations La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Équilibre alimentaire = 50 Nutriments essentiels
• EAU • ENERGIE (Lipides + Protéines + Glucides)
• PROTEINES (10 acides aminés indispensables)
• LIPIDES (3 acides gras essentiels)
• MINERAUX (7 majeurs + 6 oligo-éléments + éléments-trace)
• VITAMINES (4 liposolubles + 10 hydrosolubles) …
Les besoins nutritionnels
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les interactions en Nutrition
Besoins Nutritionnels
Niveau et équilibre
GENETIQUE Espèce Race Lignée Sexe Individu (génotype)
STATUT PHYSIOLOGIQUE Age (croissance, adulte, âgé)
Gestation Lactation
ENVIRONNEMENT Température Éclairement Logement Nombre d’individus
CONDITIONS DE RECHERCHE Manipulations (Stress)
Agressions physiques Agressions métaboliques
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Interactions entre les différents nutriments
Les interactions
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Contraintes liées à l’expérimentation
Directive du 24/11/1986 sur la protection des animaux de laboratoire (JOCE 18/12/1986)
Article 3.8 eau • Accès permanent à une eau potable
• Nettoyage aisé du matériel de distribution,
• Vérification du fonctionnement et qualité,
• Traitement de l’eau si nécessaire,
• Adaptation de l’eau (poissons, amphibiens, reptiles).
Les besoins nutritionnels : eau
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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• Fonctions de l’eau échange de chaleur, hydrolyse, élimination
• Élément vital
• Besoin en eau 3 mL par kcalEM mais très variable! Cochon d’inde: 7,5mL/100g de poids; Hamster: 4,5-13,6mL/100g de poids
Dépend de l’alimentation, des conditions d’élevage…
Apport à volonté!
Les besoins nutritionnels : eau
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Stockage de l’excédent d’énergie (tissu adipeux)
Énergie ingérée (calories)
Dépenses d’entretien température, respiration,
renouvellement cellulaire …
Dépenses de production (croissance, gestation, lactation)
Dépenses d’activité (vie de relation)
Les besoins nutritionnels : énergie
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Grande variabilité en fonction du génotype Les valeurs présentées ici doivent être adaptées
CROISSANCE MAINTENANCE REPRODUCTION
GESTATION LACTATION
RAT X 2 BEE
maintenance
112 P0,75 (kcalEM/j)
470 P0,75 (kJ EM/j)
X 1,3-2,3 BEE
maintenance
X 2-4 BEE
maintenance
SOURIS X 2 BEE
maintenance
160 P0,75 (kcalEM/j)
670P0,75 (kJ EM/j)
X 2-2,2 BEE
maintenance
X 2-3 BEE
maintenance
COCHON D’INDE - 136 P0,75 (kcalEM/j)
570 P0,75 (kJ EM/j) - -
HAMSTER -
28 (petit)-58(grand)
kcalEM/100g
117-243 (kJ EM/100j)
- -
BEE : besoin énergétique d’entretien ; P : poids de l’animal en kg
1 kcal = 4,18kJ
Les besoins nutritionnels : énergie
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Grande variabilité en fonction du génotype Les valeurs présentées ici doivent être adaptées
MAINTENANCE
RAT (300g) 45 kcalEM/j
SOURIS (30g) 10 kcalEM/j
COCHON D’INDE (700g) 100 kcalEM/j
HAMSTER (45-90g) 10-50 kcalEM/j
Les besoins nutritionnels : énergie
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Protéines Lipides Glucides Ca P
RAT 18-25%
5% Tolérance
(>50%)
3,5 o/oo
X1,25
croissance et
reproduction
3 o/oo
X1,25
croissance et
reproduction SOURIS 18%
COCHON
D’INDE
18%
20-30% (croissance)
?
>1%
?
20% 8 o/oo 4 o/oo
HAMSTER 18%
Besoin apport
protéique ( Rum)
?
5% ? 6 o/oo 3,5 o/oo
%: aliment à 4kcalEM/g et 10% humidité o/oo: g par kg d’aliment
Grande variabilité en fonction de la ration Les valeurs présentées ici doivent être adaptées
Les besoins nutritionnels : autres
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
42
Les fibres (ou glucides indigestibles ou glucides pariétaux)
Herbivores = apport indispensable 15% aliment chez Cochon d’inde et Hamster Rat, Souris: améliore la santé du côlon
Vitamines C
Indispensable chez le Cochon d’inde 5 mg/jour (>50mg/kg aliment et <200mg/kg aliment)
Les besoins nutritionnels : autres
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Fonction digestive de l’intestin
Altération de la sécrétion enzymatique
Altération de la vitesse d’absorption des nutriments
Augmentation teneur en bilirubine dans les selles
Mobilité intestinale
Modifications structurales des plexus nerveux
Augmentation du temps de transit
Diminution des contractions caecales
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
F I B R E S A L I M E N T A I R E S T O T A L E S
LIGNINE CELLULOSE HEMICELLULOSE PECTINE GOMMES MUCILAGES
CELLULOSE BRUTE EXTRACTIF NON AZOTE
FIBRES INSOLUBLES FIBRES SOLUBLES
Classification d’une fibre alimentaire
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Présentation des différentes méthodes de dosage de la fibre
alimentaire en relation avec la composition chimique
ADF : fibres au détergent acide
NDF : fibres au détergent neutre
TDF : Total Dietary Fiber
EX: Pulpe de betterave,
les fibres totales =
3,3 % de lignine,
25,4 % de cellulose,
31,4 % d’hémicellulose
16,7 % de pectines et de gomme.
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Fermentescibilité
Fibres fermentescibles Fibres non fermentescibles
Gommes
Pectines
FOS, MOS
Cellulose
Hémicellulose
Lignine
Sources
différenciées
Fibres de
céréales
Classification d’une fibre alimentaire
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Le devenir des fibres dans l’intestin grêle
IG= digestion enzymatique, absorption des nutriments
Par définition…pas de digestion enzymatique!
Fibre = dilution de la ration
http://www.svt.ac-aix-marseille.fr
www.amiens.iufm.fr
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Type de fibre Fermentescible Non-fermentescible
Exemples gommes, pectines, FOS cellulose, hémicellulose, lignine
Nutrition de la microflore +++ Ø Source d’énergie pour la microflore +++ Ø
Biomasse bactérienne +++ Ø
Tenue des excréments -- ++
Importance d’un équilibre adéquat Fibres fermentescibles / Non fermentescibles des aliments
Le devenir des fibres dans le côlon
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
La plus grande surface de contact
avec l’extérieur • Surface d’échange
– Perméabilité, adaptation
• Contact = agressions permanentes
Lactobacillus
Flore endogène : relativité de la bonne bactérie!
Poumon 130m2
Intestin = 200m2
Dermatologie-Parasitologie ENVA
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les besoins nutritionnels : minéraux
Fe hémoglobine (hématies), Transport d’oxygène, effort myoglobine (muscles)
Zn enzymes (ADN et Synthèse des protéines, ARN polymérases) intégrité cutanée, immunité
Cu enzymes (oxydases) Synthèse pigments et collagène
qualité des poils et de la fourrure
Se glutathion peroxydase Intégrité membranaire, antioxydant
Mn enzymes Edification des cartilage et des os
I hormones thyroïdiennes Métabolisme énergétique, peau
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les besoins nutritionnels : Vitamines
– Vitamine A : rétinol hormone de la croissance,
différenciation cellulaire, défense
immunitaire, vision, reproduction…
– Vitamine D : cholécalciférol hormone du métabolisme du
calcium et de la croissance osseuse
– Vitamine E : tocophérol fertilité, défense immunitaire, lutte
contre le stress
– Vitamine K : phylloquinone coagulation sanguine
Les Vitamines liposolubles
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les besoins nutritionnels : Vitamines Les Vitamines hydrosolubles
Vitamine B1 : thiamine énergétique cellulaire (nerfs, coeur)
Vitamine B2 : riboflavine énergétique cellulaire
Vitamine B3 (PP) : nicotinamide énergétique cellulaire (peau)
Vitamine B5 : ac. Pantothénique utilisation des graisses (peau)
Vitamine B6 : pyridoxine utilisation des protéines
Vitamine B8 ou H : biotine qualité du poil et des griffes
Vitamine B9 : ac. Folique cellules sanguines et nerveuses
Vitamine B12 : cobalamine cellules sanguines
Vitamine C : ac. Ascorbique anti-stress
Choline utilisation des graisses
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1. Définition et domaines d’activité
2. Nourrir un rongeur
3. La règlementation
4. La physiologie digestive
5. Les besoins nutritionnels
6. Les aliments
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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1 kcal = 4,18kJ
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Capacité d’ingestion limitée
La Densité Énergétique de l’aliment
DE (kcalEM/g ou 100g) quantité d’énergie contenue par gramme (ou 100g) d’aliment
Détermine le volume de la ration … et donc l’apport des différents composants
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Capacité d’ingestion limitée
CROISSANCE MAINTENANCE REPRODUCTION
GESTATION LACTATION
RAT 15 g/jour 15-20 g/jour 30-40 g/jour
SOURIS 4-6 g/jour - -
COCHON D’INDE 20-25g/jour - - -
HAMSTER - - - -
La Densité Énergétique de l’aliment
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Recommandation DE (kcalEM/g aliment)
Ajustement de la prise alimentaire en fonction activité
Adulte Croissance, Reproduction
RAT
> 2,5 kcalEM/g > 3 kcalEM/g
SOURIS
COCHON D’INDE 2,5-3,5 kcalEM/g + 15% fibres
(sans tenir compte de l’apport énergétique des fibres)
HAMSTER 3 kcalEM/g + 15-20% fibres
(sans tenir compte de l’apport énergétique des fibres)
La Densité Énergétique de l’aliment
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
• Ingrédients naturels
Les différents types d’aliments pour Rongeurs
• Ingrédients ou nutriments purifiés
• Forme la plus courante = granulé
• Forme extrudée = croquette
• Repas mélangé
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
A partir d’ingrédients naturels
Produits et sous produits de l’agriculture : foin, grains, son, gluten, farine de soja…
Coût, appétence
Variabilité de composition (culture, stockage, contamination…)
Non utilisable lors étude toxicologie, nutrition…
Les différents types d’aliments pour Rongeurs
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
A partir d’ingrédients ou nutriments purifiés
Ingrédients: Protéine = caséine, isolat de soja; glucides = amidon… Nutriments: acides aminés, AGE…
Faible variabilité de composition, faible contamination Appétence, coût, stabilité, risque toxicité (nutriments)
étude toxicologique
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les différents types d’aliments pour Rongeurs
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Forme la plus courante = granulé, bouchon
Stockage, utilisation (peu poussière, peu de gâchis…)
Difficile de rajouter des ingrédients
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les différents types d’aliments pour Rongeurs
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Forme extrudée = croquette
Stockage, utilisation Coût de production, gâchis : peu utilisé chez rongeurs
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les différents types d’aliments pour Rongeurs
Repas mélangé
Addition d’ingrédients à tester Gâchis, tri : peu efficace chez rongeurs
…Cake, gelée, « crumble », solution…
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
Les différents types d’aliments pour Rongeurs
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Mode de nutrition
Ad libitum
vitesse de croissance max; reproduction optimale espérance de vie, incidence maladies dégénératives, apparition et développement des tumeurs
Restriction énergétique
Effets opposés à l’alimentation à volonté
Malnutrition (carence) aliments adaptés
De combien
Groupes hiérarchisés
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Évaluation de l’alimentation
Courbe de croissance
Paramètres de la reproduction
Grande variabilité suivant lignées faire courbes en interne (à partir de l’élevage d’origine)
Age reproduction, fertilité, taille des portées, mortalité. Variabilité suivant lignées Paramètres à surveiller
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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Livre de référence: « Nutrient Requirements of laboratory animals »
National Research Council (NRC), fourth edition, 1995
La Nutrition des Rongeurs
La physiologie digestive et l’alimentation des Rongeurs
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MERCI de votre attention
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Mél: lcolliard@vet-alfort.fr
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