Dr Rosemary Waring ger följande recension som tittar på effekterna av utfodring med EquiNectar på humör och beteende.
Bakgrund
Forskning på både människor och djur har visat att det finns en "tarm/hjärna"-axel, där tarmmikrobiomet kan modulera uttrycket av humör och beteende och förändra tendensen till depression, ångest och repetitiva beteendemönster (Ribeiro et al 2022). Det är fortfarande oklart vilka mekanismer som är inblandade, men effekten verkar vara multifaktoriell med bidrag från tarmmikrobiomets generering av neurotransmittorer, förändrad syntes av neurosteroider, vagalnerven, immunfunktion (Rogers et al 2016) och kortkedjiga fettsyror (SCFA, särskilt ättiksyra, propionsyra och smörsyra) (O'Riordan et al 2022). SCFA bildas av tarmbakteriernas inverkan på kostfibrer och är av stort forskningsintresse eftersom de har neuromodulerande effekter, särskilt smörsyra som har visat sig ha antiinflammatoriska effekter och återställa skadade tarmväggar. Det förbättrar också depressivt beteende eller ångest hos möss (Cristiano et al 2022). Den involverade mekanismen är inte klarlagd även om det har föreslagits att smörsyra kan utöva sina effekter genom hämning av histondeacetylas (Peng et al 2021). Andra SCFA kan fungera på liknande sätt, eftersom deras administrering till möss lindrar social stress och förbättrar humöret (van de Wouw et al 2018). Eftersom mikrobiomet kan förändras av miljöpåverkan, särskilt kosten, har forskningen fokuserat på interaktionerna mellan livsmedelsbeståndsdelar och tillsatt probiotika med enterobakterieprofilen och de metaboliter som genereras.
Hos däggdjur har specifika bakterier associerats med beteendemönster. Hos möss dämpade Blautia stercoris ångest och repetitivt beteende (Sen et al 2022) medan smågrisar som fick en fiberrik diet (som ökar SCFA-nivåerna) från dag 2 hade mindre stress och bättre tillväxt samtidigt som de var mindre mottagliga för diarré. De hade också mer Prevotella och Ruminococcus spp. (Choudhury et al 2021). Grisar som var "svansbitare", attackerade svansarna på andra grisar, hade också ett annat mikrobiom än kontroller och lägre nivåer av fekal smörsyra (Verbeek et al 2021). En liknande effekt sågs hos höns där fåglar som pickade på andra fåglars fjädrar återigen hade en förändrad mikrobiom med ökade nivåer av Lactobacillus-arter (van Staaveren et al 2020).
Studier på människor har visat samband mellan beteende och vissa bakteriearter. Taxa från butyratproducenter som Lachnospiraceae och Ruminococcaceae var vanligare i avföringsprover från mödrar i tredje trimestern av graviditeten som sedan fick barn med normalt beteende vid 24 månaders ålder jämfört med dem med barn med beteendeproblem vid samma ålder. Spädbarn med mindre Prevotella vid 12 månaders ålder hade sämre beteende vid 24 månaders ålder, vilket tyder på långsiktiga effekter (Dawson et al 2021). Påverkan från tarmmikrobiomet sträcker sig till modulering av fysisk fingerfärdighet eftersom spädbarn med bättre finmotorik vid 18 månader hade mer Collinsella, Coprococcus, Enterococcus, Fusobacterium, Holdemanella, Propionibacterium, Roseburia och Veillonella med mindre Turicibacter och Parabacteroides (Acuna et al 2021).
Det finns därför tydliga bevis hos flera arter som visar att tarmmikrobiomet kan påverka beteendet; eftersom dessa bakteriearter kan förändras av miljöpåverkan, särskilt diet, är detta ett stort intresseområde, särskilt för hästar. Stereotypa beteenden som krubbitning och vindsugning är relativt vanliga hos hästar som hålls under suboptimala stallförhållanden och tros vara ett svar på stress som kan vara dietär eller miljömässig (Sarrafchi och Blokhuis 2013). Hästar har relativt låga nivåer av amylaser, de viktigaste enzymerna som bryter ner stärkelse, så om de utfodras med stora mängder stärkelse når mycket av detta den nedre delen av tarmen där det fermenteras av patogena bakterier. Detta leder till ökad permeabilitet i tarmväggen och ökad produktion av toxiska metaboliter med acidos i bakre delen av tarmen. Det är känt att dieter med mycket stärkelse är kopplade till beteendeproblem hos hästar, förmodligen på grund av att dysbiosen leder till obehag i tarmen. Förändringar i humör och reaktioner förekommer också - hästar som utfodrades med en diet med hög stärkelsehalt hade ökningar av amylolytiska och laktatanvändande bakterier som korrelerade med beteendemässiga stressreaktioner (Destrez et al 2015). En studie med 185 hästar visade att stereotypa beteenden, hypervigilans och aggressivitet var förknippade med mikrobiomprofilen (Mach et al 2020). Samma forskare fann att hästar som hölls på bete hade en ökning av Ruminococcus och Coprococcus vilket var förknippat med minskad stress medan tillbakadraget beteende var förknippat med ökningar av Lachnospiraceae AC2044 och Clostridiales familj XIII (Mach et al 2021). Trigeminal-medierad huvudskakning var kopplad till närvaron av Methanocorpusculum spp (Aleman et al 2022). Ökningar i Lactobacillus verkar återspegla ökningar i mjölksyraproduktionen, vilket är en biomarkör för tarmdysbios. I överensstämmelse med detta hade hästar med fång som härrörde från oligosackaridbehandling ett lägre pH i faeces och högre nivåer av mjölksyra, histamin och LPS i serum. Dessa markörer för inflammation var förknippade med mer Lactobacillus och Megasphaera i mikrobiomet (Tuniyazi et al 2021); studier på andra arter har kopplat höga nivåer av Lactobacillus till icke-optimala beteendeförändringar, vilket tyder på att inflammatoriska tillstånd i tarmen kan vara förknippade med förändrad hjärnfunktion (Barrio et al 2022; van Staaveren et al 2020).
Resultaten från alla studerade arter, inklusive människan, stöder därför uppfattningen att tarmbakterieprofilen kan utöva modulerande effekter på hjärnans funktion och beteende. Detta tyder i sin tur på att kosttillskott som kan återställa balansen i mikrobiomet kan påverka beteendemässiga reaktioner. Vi använde ERME (Enzyme-Rich Malt Extract, formulerat som "Equinectar" för hästar och "Juvia" för människor) som kosttillskott; detta innehåller enzymer för att förbättra stärkelsenedbrytningen och minska mängden polysackarid som når nedre delen av tarmen för fermentering. Förändringen i substrattillförseln modulerar mikrobiomet med en minskad inflammation som följd. Butyrogena bakteriearter blir vanligare, vilket ger ökad tillförsel av butyrat och andra kortkedjiga fettsyror. Även om den totala metagenomiska och metabolomiska bilden var komplex, upptäckte vi ett konsekvent mönster (tabell 1). Hos mänskliga idrottare fanns en ökad förekomst av Ruminococcus och Blautia, med högre nivåer av SCFA. Liknande profiler sågs hos tävlingsduvor och tävlingshästar, vilket överensstämmer med tidigare resultat (Proudman et al 2014). Att lägga till ERME i fodret bör därför ge en lugnare och mindre stressad häst, vilket har konstaterats i de många utfodringsförsök som har genomförts. Det kan också vara fördelaktigt för idrottare som är människor eller fåglar.
Tabell 1
| Mikrobiomförändring efter tillskott av ERME | Metabolomförändringar efter tillskott av ERME | |
| Människor | Ökning av Ruminococcus, Blautia | Ökning av totala SCFA |
| Tävlingshästar | Ökning av Ruminococcus | Ökning av smörsyra |
| Tävlingsduvor | Ökning av Ruminococcus | Ökning av smörsyra |
Referenser
1. Acuna I et al 2021 Nutrients 13 (5) maj 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 Physiology and Behaviour 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 Molekylär och cellulär endokrinologi 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 Molecular Psychiatry 21 738-748
14.Sarrafchi A och 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 Vetenskapliga rapporter 10(1):12978 07 31
19.Verbeek E et al 2021 Scientific Reports 11(1):20547 10 15
