Mikrobiom a táplálkozásban

Minden élőlény táplálékforrást igényel, ami biztosítja az életben maradáshoz szükséges összes elemet. A növények fotoszintézissel energiává alakítják a napfényt; az állatok táplálékot biztosítanak az elfogyasztott ételektől. A tápanyagok megszerzése érdekében az állatoknak van egy emésztőrendszere, amely elősegíti az étel lebontását, amelyet a test aztán felhasználhat. Az állatok azonban nem képesek megemészteni az étrendjükből származó összes tápanyagot. Például az emberek nem tudják megemészteni a rostokat, akkor hogyan profitálhatunk azokból a tápanyagokból, amelyeket nem tudunk lebontani? Az állatok kapnak egy kis segítséget mikrobiomjukból.

Az állati gyomor-bél traktusok, az élelem befogadásáért és emésztéséért felelős szervrendszer a tápanyagok lebontása érdekében a gazda működéséhez rendkívül változó. Például az emberi étrend a szájon, a nyelőcsövön, a gyomorban és a belekben halad át, mielőtt a testből kiutasítanák.

A kérődzők, mint a tehenek, hasonló felépítésűek, kivéve, ha gyomruknak négy külön rekeszük van 1, ami lehetővé teszi számukra, hogy nehezebben emészthető ételeket fogyasszanak. A kutyáknak és macskáknak egyszerű gyomor-bél traktusuk van, csak egy gyomor rekesszel, bár általában húsevőbbek, és ezért a traktus kissé rövidebb 2, ami a hús hatékonyabb emésztését tükrözi, mint a növényzet.

A 3. étrend óriási hatással van a bél mikrobiom-összetételére, mivel az elfogyasztott ételtípusok változása a túlnyomórészt jelen lévő baktériumtípusok elmozdulásához vezethet 4. A mikrobiom jelentős hatással van a tápanyagok lebontásának és felszívódásának képességére is. Emberi és egér-vizsgálatok azt találták, hogy mikrobiotánk az emészthetetlen étrendi összetevőkből származó tápanyagokkal és energiával járul hozzá az emberek egészségéhez 5. Ezenkívül olyan vegyületeket is kínálunk, amelyek elősegítik a hasznos baktériumok szaporodását.

Ilyen például az oligoszacharidok, egyfajta szénhidrát, amely megtalálható az emberi anyatejben 6. Ezek az oligoszacharidok elősegítik a csecsemő bél mikrobiomjának kialakulását azáltal, hogy más fajokhoz képest hasznos baktériumokat választanak ki. Az anyatejről kimutatták, hogy elősegíti a csecsemők egészségét és csökkenti a bélfertőzés kockázatát.

Mit tudunk arról, hogy kedvenceink mikrobiomja hogyan befolyásolja általános táplálkozásukat és egészségüket? A társállatokon végzett vizsgálatok messze elmaradnak az emberen végzett vizsgálatoktól, de a tudósok azon dolgoznak, hogy orvosolják a kutatások hiányát. A kutatók néhány előzetes megfigyelést tettek a kutya és a macska mikrobiomáiról, valamint az étrenddel és a táplálkozással való kapcsolatukról.

Kutya mikrobioma és táplálkozás

DNS-szekvenálási erőfeszítéseket használtak a kutya mikrobioma összetételének jellemzésére, amely Firmicutes, Bacteriodetes, Actinobacteria, Proteobacteria és Fusobacteria phyla 7 különböző baktériumaiból áll. Mivel a kutyabélben élő baktériumok közül sok nem termeszthető a laboratóriumban, rendkívül nehéz megvizsgálni a bélben betöltött specifikus funkciójukat.

A tudósok azonban a metagenomika nevű technikát alkalmazták, ahol az ismeretlen baktériumoktól izolált géneket tanulmányozzák, hogy azonosítsák és összehasonlítsák azokat a korábban jellemzett fajokkal. Ez felhasználható a mikrobiota potenciális szerepének meghatározására. Tanulmányokat is végeztek a mikrobiom és a táplálkozás kapcsolatának vizsgálatára, az úgynevezett metabolomika 8. A metabolomika a metabolitokkal, a tápanyagok lebontásakor keletkező kis molekulákkal kapcsolatos összes folyamat tanulmányozása.

Általában a kutyákat meghatározott táplálékkal etetik, és annak hatásait a baktériumok populációjának DNS-szekvenálásával mérik, hogy megállapítsák, milyen szerepet játszhatnak a változó fajok a gazdájukon. Egy tanulmány 9 megállapította, hogy a kutyák gyomor-bél traktusában az uralkodó funkcionális kategóriák, amelyekre az étrend nem volt hatással, összefüggésben voltak a szénhidrátok, a fehérjék és a DNS anyagcseréjével, valamint a vitaminokkal és aminosavakkal.

Különösen úgy tűnik, hogy a kutyák nem támaszkodnak az energia mikrobiotájára, mint az emberek 2. A vizsgálatok azonban hasonló elmozdulásokat találtak 3 a magas fehérjetartalmú és alacsony szénhidráttartalmú étrendet fogyasztó kutyák és emberek mikrobiómáiban. Ezek az elmozdulások a lehetséges súlycsökkentő hálózatok gazdagodásával is társultak.

Macska mikrobioma és táplálék

Hasonló metagenomikai megközelítéseket alkalmaztak macskáknál, és megállapították, hogy mikrobiomjuk ugyanabból a kutyáknál megtalálható baktériumos phylából áll 10. A mikrobiom összetétele a gyomor-bél traktus mentén változó lehet, a különböző szövetek különböző populációkban élnek. Úgy tűnik, hogy ezek a populációk érzékenyek az étrend változásaira is, mivel a macskaeledel rost- és makrotápanyag-tartalma módosíthatja őket. Ráadásul a bélbetegségben szenvedő macskákban mikrobiális dysbiosist vagy egyensúlyhiányt figyeltek meg a jó és a rossz baktériumok között 11, hasonlóan a kutyákhoz és az emberekhez.

A macska mikrobiom funkcionális kapacitásának korlátozott vizsgálata a metabolomika segítségével 12 kimutatta, hogy hasonló a kutyákhoz 13 is: úgy tűnik, hogy a legtöbb baktériumfaj segíti a szénhidrát-, fehérje- és DNS-anyagcserét. Ez meglepő, ha figyelembe vesszük, hogy a kutyák alkalmazkodtak ahhoz, hogy mindenevőbbé váljanak, míg a macskák továbbra is kötelező ragadozók. Az a tény, hogy mikrobiómájuk hasonlít egy mindenevőre, további tanulmányokat igényel a releváns különbségek meghatározására és arra vonatkozóan, hogy a házimacskák milyen előnyökkel járnak a bélüket megtelepítő baktériumok szempontjából.

Mit jelent mindez?

A kutyák és macskák étrendjét gyakran kutyás és macskás rokonaikhoz viszonyítva gondolják: a farkasok és oroszlánok elsősorban húst esznek, ezért a kedvenceimnek is! A tanulmányok azonban többet tárnak fel kedvenceink táplálkozási szükségleteiről, és egészen másak, mint a vadállatok. Míg a macskák húsevőek 14 (a vadmacska jellemzően kizárólag az állati szövetekből álló étrendre támaszkodik), a kutyák mindenevők 15, mint az emberi társaik.

Egyes gének kifejezetten kutyákban találhatók meg, farkastársaik azonban nem, amelyek a keményítő és a glükóz emésztésében vesznek részt 16. Ez a mindenevő életmód kapcsolatba hozható az emberi és kutya mikrobiom hasonlóságával, de további kutatásokra van szükség a funkcionális következmények megállapításához. Amint a tudósok többet megtudnak arról, hogy a mikrobiom hogyan befolyásolja kísérőállataink egészségét, megfelelő tápanyagokat adhatunk nekik, és potenciálisan kezelhetjük a mikrobiális dysbiosisból eredő anyagcserezavarokat .