Dr. Rosemary Waring gibt einen Überblick über die Auswirkungen der Fütterung von EquiNectar auf Stimmung und Verhalten.
Hintergrund
Forschungen sowohl bei Menschen als auch bei Tieren haben ergeben, dass es eine "Darm-Gehirn-Achse" gibt, bei der das Darmmikrobiom die Ausprägung von Stimmung und Verhalten modulieren und die Neigung zu Depressionen, Angstzuständen und repetitiven Verhaltensmustern verändern kann (Ribeiro et al. 2022). Es ist noch unklar, welche Mechanismen dabei eine Rolle spielen, obwohl die Wirkung multifaktoriell zu sein scheint, und zwar durch die Erzeugung von Neurotransmittern durch das Darmmikrobiom, die veränderte Synthese von Neurosteroiden, den Vagusnerv, die Immunfunktion (Rogers et al. 2016) und kurzkettige Fettsäuren (SCFAs, insbesondere Essig-, Propion- und Buttersäure) (O'Riordan et al. 2022). SCFAs werden durch die Wirkung von Darmbakterien auf Ballaststoffe gebildet und sind von erheblichem Forschungsinteresse, da sie neuromodulatorische Wirkungen haben, insbesondere Buttersäure, die nachweislich entzündungshemmend wirkt und beschädigte Darmwände wiederherstellt. Sie verbessert auch das depressive oder ängstliche Verhalten bei Mäusen (Cristiano et al. 2022). Der zugrundeliegende Mechanismus ist nicht klar, obwohl vermutet wird, dass Buttersäure ihre Wirkung durch die Hemmung der Histon-Deacetylase entfaltet (Peng et al. 2021). Andere SCFAs könnten ähnlich wirken, da ihre Verabreichung an Mäuse sozialen Stress lindert und die Stimmung verbessert (van de Wouw et al. 2018). Da das Mikrobiom durch Umwelteinflüsse, insbesondere durch die Ernährung, verändert werden kann, hat sich die Forschung auf die Wechselwirkungen von Lebensmittelbestandteilen und zugesetzten Probiotika mit dem enterobakteriellen Profil und den entstehenden Metaboliten konzentriert.
Bei Säugetieren wurden bestimmte Bakterien mit bestimmten Verhaltensmustern in Verbindung gebracht. Bei Mäusen dämpfte Blautia stercoris Angst und repetitives Verhalten (Sen et al. 2022), während Ferkel, die ab dem zweiten Lebenstag mit faserhaltiger Nahrung (die den SCFA-Gehalt erhöht) gefüttert wurden, weniger Stress hatten und besser wuchsen, während sie weniger anfällig für Durchfall waren. Außerdem wiesen sie mehr Prevotella und Ruminococcus spp. auf (Choudhury et al. 2021). Schweine, die "Schwanzbeißer" waren und die Schwänze anderer Schweine angriffen, hatten ebenfalls ein anderes Mikrobiom als die Kontrollgruppe und niedrigere Werte an Buttersäure im Kot (Verbeek et al. 2021). Ein ähnlicher Effekt wurde bei Hühnern beobachtet: Vögel, die in den Federn anderer Vögel pickten, hatten ebenfalls ein verändertes Mikrobiom mit erhöhten Werten von Lactobacillus-Arten (van Staaveren et al. 2020).
Beim Menschen haben Studien einen Zusammenhang zwischen dem Verhalten und bestimmten Bakterienarten gezeigt. Taxa von Butyratproduzenten wie Lachnospiraceae und Ruminococcaceae waren in Fäkalproben von Müttern im dritten Schwangerschaftsdrittel, die im Alter von 24 Monaten verhaltensauffällige Kinder zur Welt brachten, stärker vertreten als bei Kindern, die im selben Alter verhaltensauffällig waren. Babys mit weniger Prevotella im Alter von 12 Monaten zeigten mit 24 Monaten ein schlechteres Verhalten, was auf langfristige Auswirkungen schließen lässt (Dawson et al. 2021). Der Einfluss des Darmmikrobioms erstreckt sich auch auf die Modulation der körperlichen Geschicklichkeit, da Säuglinge mit besseren feinmotorischen Fähigkeiten im Alter von 18 Monaten mehr Collinsella, Coprococcus, Enterococcus, Fusobacterium, Holdemanella, Propionibacterium, Roseburia und Veillonella und weniger Turicibacter und Parabacteroides aufwiesen (Acuna et al. 2021).
Da diese Bakterienarten durch Umwelteinflüsse, insbesondere durch die Ernährung, verändert werden können, ist dies ein wichtiges Thema, insbesondere bei Pferden. Stereotype Verhaltensweisen wie Krippenbeißen und Windsaugen sind bei Pferden, die unter suboptimalen Stallbedingungen gehalten werden, relativ häufig anzutreffen. Man geht davon aus, dass sie eine Reaktion auf Stress darstellen, der durch die Ernährung oder die Umwelt verursacht werden kann (Sarrafchi und Blokhuis 2013). Pferde verfügen über einen relativ geringen Gehalt an Amylasen, den wichtigsten Enzymen zum Abbau von Stärke, so dass bei der Fütterung großer Stärkemengen ein großer Teil davon in den unteren Darmbereich gelangt, wo er von pathogenen Bakterien fermentiert wird. Dies führt zu einer erhöhten Durchlässigkeit der Darmwand und einer verstärkten Produktion toxischer Metaboliten mit Übersäuerung des Hinterdarms. Es ist bekannt, dass eine stärkereiche Ernährung mit Verhaltensproblemen bei Pferden in Verbindung gebracht wird, vermutlich weil die Dysbiose zu Unwohlsein im Darm führt. Es kommt auch zu Veränderungen der Stimmung und der Reaktionen - bei Pferden, die mit einer stärkereichen Diät gefüttert wurden, kam es zu einer Zunahme amylolytischer und laktatverwertender Bakterien, die mit verhaltensbedingten Stressreaktionen korrelierten (Destrez et al. 2015). Eine Studie mit 185 Pferden ergab, dass stereotypes Verhalten, Hypervigilanz und Aggressivität mit dem Mikrobiomprofil zusammenhingen (Mach et al. 2020). Dieselben Forscher fanden heraus, dass bei Pferden, die auf der Weide gehalten wurden, ein Anstieg von Ruminococcus und Coprococcus zu verzeichnen war, was mit geringerem Stress verbunden war, während zurückgezogenes Verhalten mit einem Anstieg von Lachnospiraceae AC2044 und der Clostridiales-Familie XIII verbunden war (Mach et al 2021). Trigeminal-vermitteltes Kopfschütteln wurde mit der Anwesenheit von Methanocorpusculum spp. in Verbindung gebracht (Aleman et al. 2022). Eine Zunahme von Lactobacillus scheint eine Zunahme der Milchsäureproduktion widerzuspiegeln, die ein Biomarker für eine Darmdysbiose ist. In Übereinstimmung damit hatten Pferde mit Hufrehe, die mit Oligosacchariden behandelt wurden, einen niedrigeren pH-Wert im Kot und höhere Werte von Milchsäure, Histamin und LPS im Serum. Diese Entzündungsmarker wurden mit einem höheren Anteil von Lactobacillus und Megasphaera im Mikrobiom in Verbindung gebracht (Tuniyazi et al. 2021); Studien an anderen Tierarten haben hohe Lactobacillus-Werte mit nicht optimalen Verhaltensänderungen in Verbindung gebracht, was darauf hindeutet, dass Entzündungszustände im Darm mit einer veränderten Gehirnfunktion einhergehen können (Barrio et al. 2022; van Staaveren et al. 2020).
Die Ergebnisse aller untersuchten Spezies, einschließlich des Menschen, unterstützen daher die Ansicht, dass das Profil der Darmbakterien modulierende Auswirkungen auf die Gehirnfunktion und das Verhalten haben kann. Dies wiederum deutet darauf hin, dass Nahrungsergänzungsmittel, die das Mikrobiom wieder ins Gleichgewicht bringen können, die Verhaltensreaktionen beeinflussen können. Wir verwendeten ERME (Enzyme-Rich Malt Extract, formuliert als 'Equinectar' für Pferde und 'Juvia' für menschliche Probanden) als Nahrungsergänzungsmittel; dieses enthält Enzyme zur Verbesserung der Stärkeverdauung und zur Verringerung der Menge an Polysacchariden, die den unteren Darm zur Fermentation erreichen. Durch die veränderte Substratversorgung wird das Mikrobiom moduliert, was zu einer Verringerung von Entzündungen führt. Butyrogene Bakterienarten kommen häufiger vor, was zu einer erhöhten Bereitstellung von Butyrat und anderen kurzkettigen Fettsäuren führt. Obwohl das Gesamtbild des Metagenoms und Metaboloms komplex war, entdeckten wir ein einheitliches Muster (Tabelle 1). Bei menschlichen Sportlern gab es eine erhöhte Abundanz von Ruminococcus und Blautia, mit höheren Werten an SCFAs. Ähnliche Profile wurden bei Brieftauben und Rennpferden festgestellt, was mit früheren Ergebnissen übereinstimmt (Proudman et al. 2014). Die Zugabe von ERME zum Futter sollte daher zu einem ruhigeren und weniger gestressten Pferd führen, wie dies in den vielen durchgeführten Fütterungsversuchen festgestellt wurde. Es könnte auch für Sportler beim Menschen und bei Vögeln von Vorteil sein.
Tabelle 1
| Veränderung des Mikrobioms nach ERME-Ergänzung | Metabolomveränderungen nach ERME-Ergänzung | |
| Menschen | Vermehrung von Ruminococcus, Blautia | Erhöhte Gesamtmenge an SCFAs |
| Rennpferde | Vermehrung von Ruminococcus | Erhöhter Buttersäuregehalt |
| Brieftauben | Vermehrung von Ruminococcus | Erhöhter Buttersäuregehalt |
Referenzen
1. Acuna I et al 2021 Nährstoffe 13 (5) Mai 14
2.Aleman M et al 2022 Veterinärmedizin und Wissenschaft 8(3):1049-1055 05
3.Barrio C et al 2022 Psychoneuroendokrinologie 137:105640 03
4.Cristiano C et al 2022 Biomed. and Pharmacother. 153:113528 Sept
5.Dawson SL et al 2021 EBiomedicine 68:103400 Jun
6.Destrez A et al 2015 Physiologie und Verhalten 149 159-164
7.Mach N et al 2020 Wissenschaftliche Berichte 10(1):8311 05 20
8.Mach N et al 2021 Wissenschaftliche Berichte 11(1): 5007 03 03
9.O'Riordan KJ et al 2022 Molekulare und zelluläre Endokrinologie 546: 111572 04 15
10.Peng L et al 2021 Neurochemical Research 46(9):2333-2347 Sept.
11.Proudman CJ et al 2014 Equine Vet J 10.1111 12324
12.Ribeiro G et al 2022 Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care 25(6) 443-450 11 01
13. Rogers GB et al 2016 Molekulare Psychiatrie 21 738-748
14. Sarrafchi A und Blokhuis HJ 2013 J Vet Behaviour 8 386-394
15.Sen P 2022 Brain Behaviour and Immunity 106: 115-126 11
16.Tuniyazi M et al 2021 BMC Vet Res 17(1): 11 Jan 06
17.van de Wouw M et al 2018 J Physiol. 596(20):4923-4944
18.Van Staaveren N et al 2020 Wissenschaftliche Berichte 10(1):12978 07 31
19.Verbeek E et al 2021 Wissenschaftliche Berichte 11(1):20547 10 15
