Dr Rosemary Waring przedstawia poniższy przegląd dotyczący wpływu karmienia EquiNectar na nastrój i zachowanie.
Kontekst
Badania przeprowadzone zarówno na ludziach, jak i zwierzętach sugerują, że istnieje oś "jelito-mózg", w której mikrobiom jelitowy może modulować ekspresję nastroju i zachowania, zmieniając tendencję do depresji, lęku i powtarzających się wzorców zachowań (Ribeiro i in. 2022). Nadal nie jest jasne, które mechanizmy są zaangażowane, chociaż efekt wydaje się być wieloczynnikowy z wkładem generowania neuroprzekaźników przez mikrobiom jelitowy, zmienioną syntezą neurosteroidów, nerwu błędnego, funkcji odpornościowej (Rogers i wsp. 2016) i krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA, zwłaszcza kwasów octowego, propionowego i masłowego) (O'Riordan i wsp. 2022). SCFA powstają w wyniku działania bakterii jelitowych na błonnik pokarmowy i są przedmiotem znacznego zainteresowania badawczego, ponieważ mają działanie neuromodulujące, w szczególności kwas masłowy, który, jak wykazano, ma działanie przeciwzapalne i odbudowuje uszkodzone ściany jelit. Poprawia również zachowania depresyjne lub lękowe u myszy (Cristiano i in. 2022). Mechanizm ten nie jest jasny, choć sugeruje się, że kwas masłowy może wywierać swoje działanie poprzez hamowanie deacetylazy histonowej (Peng i wsp. 2021). Inne SCFA mogą działać podobnie, ponieważ ich podawanie myszom łagodzi stres społeczny i poprawia nastrój (van de Wouw i wsp. 2018). Ponieważ mikrobiom może ulec zmianie pod wpływem czynników środowiskowych, zwłaszcza diety, badania koncentrują się na interakcjach składników żywności i dodanych probiotyków z profilem enterobakteryjnym i generowanymi metabolitami.
U ssaków konkretne bakterie zostały powiązane z wzorcami zachowań. U myszy Blautia stercoris łagodziła niepokój i powtarzalne zachowania (Sen i wsp. 2022), podczas gdy prosięta karmione dietą włóknistą (która zwiększa poziom SCFA) od 2. dnia życia miały mniej stresu i lepszy wzrost, a jednocześnie były mniej podatne na biegunkę. Miały również więcej Prevotella i Ruminococcus spp. (Choudhury i in. 2021). Świnie, które "gryzły ogony", atakując ogony innych świń, miały również inny mikrobiom niż kontrole i niższy poziom kwasu masłowego w kale (Verbeek i in. 2021). Podobny efekt zaobserwowano u kur, u których ptaki dziobiące pióra innych ptaków ponownie miały zmieniony mikrobiom ze zwiększonym poziomem gatunków Lactobacillus (van Staaveren i in. 2020).
U ludzi badania wykazały związek z zachowaniem i konkretnymi gatunkami bakterii. Taksony bakterii produkujących maślany, takie jak Lachnospiraceae i Ruminococcaceae, były bardziej rozpowszechnione w próbkach kału matek w trzecim trymestrze ciąży, które urodziły dzieci z prawidłowym zachowaniem w wieku 24 miesięcy, w porównaniu z tymi, które miały dzieci z problemami behawioralnymi w tym samym wieku. Dzieci z mniejszą ilością bakterii Prevotella w wieku 12 miesięcy miały gorsze zachowanie w wieku 24 miesięcy, co sugeruje długoterminowe skutki (Dawson i in. 2021). Wpływ mikrobiomu jelitowego rozciąga się na modulację zręczności fizycznej, ponieważ niemowlęta z lepszymi umiejętnościami motorycznymi w wieku 18 miesięcy miały więcej Collinsella, Coprococcus, Enterococcus, Fusobacterium, Holdemanella, Propionibacterium, Roseburia i Veillonella z mniejszą ilością Turicibacter i Parabacteroides (Acuna i wsp. 2021).
Istnieją zatem wyraźne dowody u kilku gatunków wskazujące, że mikrobiom jelitowy może wpływać na zachowanie; ponieważ te gatunki bakterii mogą być zmieniane przez wpływy środowiskowe, zwłaszcza dietę, jest to główny obszar zainteresowania, szczególnie w przypadku koni. Stereotypowe zachowania, takie jak gryzienie łóżeczka i ssanie wiatru, są stosunkowo powszechne u koni trzymanych w nieoptymalnych warunkach stajennych i uważa się, że są one odpowiedzią na stres, który może być dietetyczny lub środowiskowy (Sarrafchi i Blokhuis 2013). Konie mają stosunkowo niski poziom amylaz, głównych enzymów rozkładających skrobię, więc jeśli są karmione dużymi ilościami skrobi, duża jej część dociera do dolnej części jelita, gdzie jest fermentowana przez bakterie chorobotwórcze. Skutkuje to zwiększoną przepuszczalnością ściany jelita i zwiększoną produkcją toksycznych metabolitów z kwasicą tylnych jelit. Wiadomo, że diety wysokoskrobiowe są powiązane z problemami behawioralnymi u koni, prawdopodobnie dlatego, że dysbioza prowadzi do dyskomfortu w jelitach. Występują również zmiany w nastroju i reakcjach - konie karmione dietą wysokoskrobiową miały zwiększoną liczbę bakterii amylolitycznych i wykorzystujących mleczan, co korelowało z behawioralnymi reakcjami na stres (Destrez i wsp. 2015). Badanie z udziałem 185 koni wykazało, że stereotypowe zachowanie, nadpobudliwość i agresywność były związane z profilem mikrobiomu (Mach i in. 2020). Ci sami badacze odkryli, że konie trzymane na pastwisku miały wzrost Ruminococcus i Coprococcus, co było związane ze zmniejszonym stresem, podczas gdy wycofane zachowanie było związane ze wzrostem Lachnospiraceae AC2044 i rodziny Clostridiales XIII (Mach i in. 2021). Potrząsanie głową za pośrednictwem nerwu trójdzielnego było związane z obecnością Methanocorpusculum spp (Aleman i wsp. 2022). Wzrost liczby bakterii Lactobacillus wydaje się odzwierciedlać wzrost produkcji kwasu mlekowego, który jest biomarkerem dysbiozy jelitowej. Zgodnie z tym, konie z ochwatem wywołanym leczeniem oligosacharydami miały niższe pH kału i wyższe poziomy kwasu mlekowego, histaminy i LPS w surowicy. Te markery stanu zapalnego były związane z większą ilością Lactobacillus i Megasphaera w mikrobiomie (Tuniyazi i in. 2021); badania na innych gatunkach powiązały wysoki poziom Lactobacillus z nieoptymalnymi zmianami behawioralnymi, co sugeruje, że stany zapalne w jelitach mogą być związane ze zmienioną funkcją mózgu (Barrio i in. 2022; van Staaveren i in. 2020).
Wyniki wszystkich badanych gatunków, w tym człowieka, potwierdzają zatem pogląd, że profil bakterii jelitowych może wywierać modulujący wpływ na funkcjonowanie mózgu i zachowanie. To z kolei sugeruje, że suplementy diety, które mogą przywrócić równowagę mikrobiomu, mogą wpływać na reakcje behawioralne. Zastosowaliśmy ERME (Enzyme-Rich Malt Extract, sformułowany jako "Equinectar" dla koni i "Juvia" dla ludzi) jako suplement diety; zawiera enzymy poprawiające trawienie skrobi i zmniejszające ilość polisacharydów docierających do dolnej części jelita w celu fermentacji. Zmiana w dostarczaniu substratów moduluje mikrobiom, zmniejszając stan zapalny. Gatunki bakterii butyrogennych stają się liczniejsze, co zwiększa dostarczanie maślanu z innymi krótkołańcuchowymi kwasami tłuszczowymi. Chociaż całkowity obraz metagenomiczny i metabolomiczny był złożony, odkryliśmy spójny wzorzec (Tabela 1). U ludzkich sportowców stwierdzono zwiększoną liczebność Ruminococcus i Blautia, z wyższymi poziomami SCFA. Podobne profile zaobserwowano u gołębi pocztowych i koni wyścigowych, zgodnie z wcześniejszymi ustaleniami (Proudman i in. 2014). Dodanie ERME do diety powinno zatem zapewnić spokojniejszego i mniej zestresowanego konia, jak stwierdzono w wielu przeprowadzonych próbach żywieniowych. Może to być również korzystne dla ludzi i ptaków.
Tabela 1
| Zmiana mikrobiomu po suplementacji ERME | Zmiany metabolomu po suplementacji ERME | |
| Ludzie | Wzrost liczebności Ruminococcus, Blautia | Wzrost całkowitej ilości SCFA |
| Konie wyścigowe | Wzrost liczby Ruminococcus | Wzrost zawartości kwasu masłowego |
| Gołębie pocztowe | Wzrost liczby Ruminococcus | Wzrost zawartości kwasu masłowego |
Referencje
1. Acuna I et al 2021 Nutrients 13 (5) May 14
2.Aleman M et al 2022 Vet Medicine and Science 8(3):1049-1055 05
3.Barrio C et al 2022 Psychoneuroendocrinology 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 Fizjologia i zachowanie 149 159-164
7.Mach N et al 2020 Scientific Reports 10(1):8311 05 20
8.Mach N et al 2021 Scientific Reports 11(1): 5007 03 03
9.O'Riordan KJ et al 2022 Endokrynologia molekularna i komórkowa 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 Psychiatria molekularna 21 738-748
14.Sarrafchi A i Blokhuis HJ 2013 J Vet Behaviour 8 386-394
15.Sen P 2022 Mózg, zachowanie i odporność 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 Doniesienia naukowe 10(1):12978 07 31
19.Verbeek E et al 2021 Scientific Reports 11(1):20547 10 15
