Dołącz do czytelników
Brak wyników

Terapia behawioralna

13 maja 2022

NR 29 (Maj 2022)

Wpływ mikrobiomu układu pokarmowego na zachowanie psów

0 39

Organizm zwierzęcia zasiedlany jest przez znaczną liczbę mikroorganizmów składających się na mikrobiom. Zdecydowana większość z nich występuje w układzie pokarmowym, a ich skład i funkcje wpływają na kondycję zdrowotną organizmu. Czy skład mikrobiomu może mieć wpływ na zachowanie psów?

Badania na myszach wykazały, że mikrobiom układu pokarmowego wpływa na układ nerwowy i udowadniają, że mikrobiom jelitowy ma bezpośredni związek z zaburzeniami depresyjnymi.
W skład mikrobiomu wchodzą bakterie (w zdecydowanej większości), archeony, grzyby i pierwotniaki. Psy należą do zwierząt monogastrycznych, a ich organizmy zasiedlają głównie gromady Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Fusobacteria i Actinobacteria. Ich skład ilościowy oraz jakościowy różni się i w dużej mierze zależy od środowiska, diety, wieku, a nawet płci. Mikrobiom ze względu na pełnienie funkcji nie tylko związanej z rozkładem substancji pokarmowych, ale również immunologicznej ma bezpośredni wpływ na stan organizmu, a jego zaburzenia będą zwiększały ryzyko wystąpienia chorób związanych z układem zarówno pokarmowym, jak i ogólnoustrojowym. Jest on również nieustannie stymulowany przez bodźce pochodzenia zarówno zewnętrznego (przez mikroorganizmy dostające się wraz z pokarmem), jak i wewnętrznego (przez warunkowo chorobotwórcze mikroorganizmy, występujące stale w przewodzie pokarmowym, np. Salmonella, E. Coli).

Rodzaje bakterii w mikrobiomie

Mikrobiom układu pokarmowego ssaków, w tym zwierząt domowych, takich jak psy, składa się głównie z bakterii, należących, do takich typów, jak Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes, Fusobactetria czy Actinobacteria. U psów typ Firmicutes stanowi około połowy populacji – 47,7%, Proteobacteria około 23%, Bacteroidetes około 10%, Fusobacteria do 8%, a Actinobacteria od 1 do 8%. Firmicutes 
to bakterie Gram-dodatnie, składające się z rodzin takich jak Clostridium i Lactobacillaceae. Rodzina Clostridium odpowiada głównie za degradację białek w układzie pokarmowym, bakterie te charakteryzują się również zdolnością do wytwarzania przetrwalników i są bezwzględnie beztlenowcami. Rodzina Lactobacillaceae jest odpowiedzialna za degradację albuminy, globulin i kazeiny, między innymi białek obecnych w mięsie. Ta rodzina należy do warunkowych beztlenowców. Proteobacteria to bakterie Gram-ujemne, do których należą między innymi Enterobacteriaceae. Należące do tej rodziny Escherichia coli i Salmonella to beztlenowce odpowiedzialne za fermentację cukrów. Escherichia coli bierze udział również w produkcji witaminy K2. Ponadto ograniczają one namnażanie się bakterii chorobotwórczych w jelitach. W układzie pokarmowym znajdują się również gromady takie jak Bacteroidetes, Fusobacteria czy Actinobacteria, 
które współdziałają między sobą i rywalizują o możliwość zasiedlenia układu pokarmowego. 

POLECAMY

Znaczenie odpowiedniej diety

Mikroorganizmy przewodu pokarmowego rozkładają niestrawione składniki pokarmowe, biorą udział w produkcji witamin i wytwarzają bakteriocyny, czyli substancje bójcze dla chorobotwórczych drobnoustrojów, regulując w ten sposób ilość drobnoustrojów chorobotwórczych. Z tego powodu wprowadzenie odpowiednio zbilansowanej diety może wspomóc regulację mikrobiomu i prawidłowe funkcjonowanie organizmu. Aby zbilansować w prawidłowy sposób diety zwierząt domowych, na rynku pojawiły się karmy z dodatkiem probiotyków, ziół i aminokwasów. Brak równowagi we florze bakteryjnej może wystąpić podczas zaburzeń odżywiania, błędów żywieniowych, nietolerancji pokarmowych i alergii oraz problemów trawiennych. Składniki odżywcze w komercyjnych karmach dla psów, takie jak białka, tłuszcze lub węglowodany, oraz ich ilość mogą wpływać zarówno na skład mikrobiomu, jak i na jego funkcję. Dieta niskowęglowodanowa lub wysokotłuszczowa i uboga w błonnik zmniejszają różnorodność składu mikrobiomu, powodując dysbiozę jelit. Następuje wówczas spadek Lactobacillus sp. i Bifidobacterium sp., natomiast wzrost E. coli i Bacteroidetes. Stan mikrobiomu przewodu pokarmowego wpływa również na prawidłowe funkcjonowanie układu odpornościowego, a co za tym idzie – występowanie alergii, trawienie, choroby serca i cukrzycę. Chroni również organizm przed bakteriami chorobotwórczymi, takimi jak Salmonella spp. lub Shigella spp. Co ciekawe, mikrobiom posiada również zdolność do regulowania ekspresji genów odpowiedzialnych m.in. za przyswajanie tłuszczów i węglowodanów. Osoby szczupłe mają inny mikrobiom niż osoby otyłe.

Mikrobiom psów na różnych dietach

Badania przeprowadzone przez White R. i in. wykazały, że odpowiednia dieta może modyfikować mikroflorę jelitową, np. poprzez propolis, goździki, oregano czy cynamon. Ponadto badania pokazują, że psy karmione dietą BARF otrzymują więcej białka i tłuszczu, ale mniej błonnika niż psy karmione karmą komercyjną. W związku z tym u psów karmionych dietą BARF zaobserwowano większą liczbę Lactobacillaceace, Enterobacteriaceae, Fusobacterium i Clostridium. U psów karmionych karmą komercyjną odnotowano wzrost liczby Clostridiaceae, Erysipelotrichaceae, Ruminococcaceae i Lachnospiraceae. Niestety, dodatkowo odnotowano wzrost Escherichia coli i Clostridium perfringens w grupie psów żywionych dietą BARF.
Przeprowadzono również badanie (Schmidt M. i in.) w celu zestawienia różnic między karmieniem psów dietą komercyjną (RD), dietą z dodatkiem ciecierzycy (CP) i dietą z dodatkiem grochu (PE). Do 28-dniowego badania włączono osiem psów rasy border collie. Dieta CP składała się z wołowiny, płatków owsianych, mąki ryżowej, marchwi, 150 ml wody, alg i mąki z ciecierzycy, natomiast mąkę z ciecierzycy w diecie PE zastąpiono mąką grochową. Analiza wykazała, że populacja drobnoustrojów nie zmieniła się znacząco po tak krótkim czasie trwania badania. Najliczniejszym typem był Firmicutes, następnie Bacteroidetes i Fusobacterium. Jednocześnie stwierdzono mniejszą liczebność Actinobacteria i Proteobacteria. 
Inny ważny aspekt, oparty na ostatnich badaniach, wiąże różnorodność składu mikrobiomu jelitowego z regulacją behawioralną i psychologiczną. Badanie Kirchoffa i in. na psach typu american pit bull terrier wykazały korelację między składem mikrobiomu przewodu pokarmowego a występowaniem agresji u psów. Autorzy tej pracy sugerują możliwość zastosowania w przyszłości specyficznych probiotyków do stabilizacji mikrobiomu psów agresywnych, ponieważ – według wstępnych analiz – mikrobiom psów agresywnych charakteryzuje się wyższym poziomem Firmicutes, Fusobacteria, Bacteroidetes, Proteobacteria, w tym Lactobacillus, i niższym poziomem Bacteroides, jednakże aspekt ten wymaga dalszych badań. 
Oprócz probiotyków można podawać substancje m.in. pochodzenia roślinnego, które mogą pozytywnie wpływać na mikrobiom przewodu pokarmowego, np. proantocyjanidyny pochodzące z winogron. Następne badanie, przeprowadzone przez Scarsella i in., tam, gdzie zastosowano wspomnianą substancję wykazało,  że wpływa ona na mikroflorę układu pokarmowego psów, a także na odpowiedź neuroendokrynną – wzrost poziomu serotoniny po 28 dniach stosowania suplementu. Stosowanie polifenoli w żywieniu psów jako sposobu manipulacji mikrobiomem wiąże się z przypuszczeniem, że mikroorganizmy jelitowe mogą brać udział w absorpcji struktury polifenolowej w wyniku przemiany w związki o małej masie cząsteczkowej, jednak ten temat wymaga dalszych badań.

Mikrobiom a stres

Zapewniając odpowiedni dobrostan również można wpływać na mikrobiom. Przewlekły stres oddziałuje na zmiany populacji drobnoustrojów w przewodzie pokarmowym zwierząt i ludzi. Przyczyną takich sytuacji prawdopodobnie jest ograniczenie zwierzęciu wolności i możliwości swobodnego ruchu, unieruchomienie oraz pozbawienie pokarmu i wody. U myszy takie postępowanie doprowadziło do zmniejszenia bogactwa Porphyromonadaceae i różnorodności drobnoustrojów w jelicie ślepym. Badania na myszach wykazały, że po celowym zakażeniu myszy C. rodentium wcześniej zestresowane myszy uległy infekcji, podczas gdy u zdrowych myszy nie doszło do reakcji lub opóźniane było namnażanie się bakterii w jelitach. Warto również zauważyć, że zmiany w mikrobiomie osoby zestresowanej są lepiej widoczne po kilku dniach stresu niż bezpośrednio po pierwszej dawce stresu. W przypadku psów przewlekły stres aktywuje autonomiczny układ nerwowy, który jest połączony z przewodem pokarmowym (tak zwana oś jelitowo-mózgowa, która jest nierozerwalnym łącznikiem między układem nerwowym a przewodem pokarmowym. Jest to układ reakcji biochemicznych indukowanych przez mikroflorę jelitową, który może modyfikować funkcjonowanie ośrodka układu nerwowego) powoduje to zmiany w przewodzie pokarmowym, takie jak zaprzestanie wydzielania soku żołądkowego. Zanikają wówczas warunki do prawidłowego wzrostu gatunków bakterii probiotycznych, takich jak Lactobacillus, warunkując ich usunięcie z przewodu pokarmowego. Może to się zdarzyć nawet kilka dni po stresującej sytuacji. Brak odpowiedniej liczby bakterii chroniących przewód pokarmowy przed gatunkami chorobotwórczymi zwiększa prawdopodobieństwo rozwoju bakterii chorobotwórczych, a co za tym idzie, również infekcji.
Podsumowując, na podstawie badań na myszach i psach można stwierdzić, że zmiany mikroflory wywołane stresorami mogą być przemijające, ale także że długotrwałe lub powtarzające się stresory prowadzą do trwałych zmian w mikroflorze organizmu. Przetrzymywanie zwierząt w ciasnych pomieszcze...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Animal Expert"
  • Dostęp do wszystkich archiwalnych numerów czasopisma w wersji elektronicznej
  • Zniżki na konferencje i szkolenia
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy