Mikrobiom-basierte Interventionen bei Haustierkrankheiten

Welpen und Katzenjungen

Zusätzlich zu den für übergewichtige und fettleibige Haustiere bestehenden bekannten Gesundheitsrisiken haben diese Erkrankungen auch einen Einfluss auf das Mikrobiom und umgekehrt.1

Die dem Übergewicht und der Adipositas zugrunde liegenden physiologischen Prozesse sind komplex1,2, wobei das Darmmikrobiom sowohl bei der Entstehung dieser Krankheitsbilder als auch bei der Behandlung eine dynamische und wesentliche Rolle spielt.

Übergewicht und Adipositas

Praktische Anwendung der Mikrobiom-Forschung bei der Behandlung übergewichtiger und adipöser Haustiere

Symbol „Futter“

Magere und adipöse Hunde und Katzen haben unterschiedliche Mikrobiom-Zusammensetzungen

Wissenschaftliche Grundlagen

Zwar wurden im Mikrobiom von adipösen Hunden Veränderungen bei einigen Bakterienarten nachgewiesen, doch größere Mikrobiom-Verschiebungen waren nicht nachweisbar.3,4

Das Darmmikrobiom von übergewichtigen (BCS 6/9) Beagles wies eine reduzierte Alpha-Diversität und eine höhere Zahl an Fusobakterien auf als das von schlankeren Hunden.5

Untersuchungen haben ergeben, dass die Mikrobiom-Zusammensetzung bei übergewichtigen und adipösen Katzen Unterschiede zur Zusammensetzung bei mageren Katzen, die das gleichen Futter erhielten, aufwiesen.6-8 Die Alpha-Diversität (innerhalb der Stichprobe) wies keine signifikanten Unterschiede auf, wohingegen bei der Beta-Diversität (zwischen den Gruppen) Unterschiede zu verzeichnen waren.6

Blass-marineblauer Hintergrund

Praktische Anwendung der Forschungsergebnisse

Übergewicht/Adipositas geht mit Verschiebungen der Bakterienpopulationen des Darmmikrobioms von Katzen und Hunden einher. Es bedarf jedoch weiterer Untersuchungen, um die Frage zu beantworten, ob diese Verschiebungen die Ursache oder die Folge dieser Krankheitsbilder sind.

Symbol „Skala mit Pfeil nach unten“

Mikrobiom-Veränderungen infolge einer Gewichtsabnahme

Wissenschaftliche Grundlagen

Adipöse Beagles, die mit einem hypokalorischen, fettarmen und ballaststoffreichen Trockenfutter ernährt wurden, hatten am Ende einer 17-wöchigen Studie an Gewicht verloren und ihre Mikrobiom-Diversität hatte zugenommen.9

Bei Katzen veränderte sich das Mikrobiom mit dem Gewichtsverlust in Form einer Zunahme der Actinobacteria und einer Abnahme der Bacteroidetes.7 Bei adipösen Katzen wurden vor und nach der Gewichtsabnahme keine Veränderungen der Diversitätsindizes festgestellt.6

Blass-marineblauer Hintergrund

Praktische Anwendung der Forschungsergebnisse

Einige Forschungsarbeiten deuten auf eine Veränderung der Bakterienpopulation des Darmmikrobioms nach einer Gewichtsabnahme hin, während andere eine abgeschwächtere Wirkung angeben. Dies kann auf Unterschiede im Studiendesign (einschließlich des Futters) oder auf individuelle Variationen zurückzuführen sein.

Symbol „Übergewichtiger Hund und übergewichtige Katze“

Das Darmmikrobiom adipöser Hunde und Katzen könnte eine geringere Resilienz haben

Wissenschaftliche Grundlagen

Nach einer Nahrungsumstellung weisen adipöse Hunde stärkere Mikrobiom-Verschiebungen auf.10

Nach einer Nahrungsumstellung weisen adipöse Katzen stärkere Mikrobiom-Verschiebungen auf. 8

Blass-marineblauer Hintergrund

Praktische Anwendung der Forschungsergebnisse

Dies könnte auf eine geringere Mikrobiom-Stabilität als bei normalgewichtigen Hunden und Katzen hindeuten, bietet jedoch gleichzeitig die Möglichkeiten für Ernährungsinterventionen zur Verbesserung des Gewichtsmanagements.

Pfeilsymbol „Übergewicht“

Unterschiedliches Ansprechen auf eine Gewichtsabnahme

Wissenschaftliche Grundlagen

Bei Hunden kann sich die Zusammensetzung des Mikrobioms auf ihre Fähigkeit zur Gewichtsabnahme auswirken. Bei einigen Hunde kann das Mikrobiom eine Gewichtsabnahme erschweren. Bei adipösen Hunden, die eine protein- und ballaststoffreiche Diät erhielten, wurde eine Korrelation zwischen der Veränderung der Häufigkeit einiger Mikroben und der Geschwindigkeit der Gewichtsabnahme festgestellt.12

Bei adipösen Katzen wurden Veränderungen der Stoffwechselprodukte der enteroendokrinen Zellen als Reaktion auf eine reduzierte Kalorienzufuhr und den Gewichtsverlust nachgewiesen. Diese Veränderungen umfassten u. a. eine erhöhte Produktion des glukoseabhängigen insulinotropen Peptids (GIP), das die Insulinempfindlichkeit des Fettgewebes erhöht und Fettleibigkeit begünstigt.13

Praktische Anwendung der Forschungsergebnisse

Nicht nur das Erzielen einer Gewichtsabnahme bei Haustieren ist kompliziert, sondern es kann auch mit Schwierigkeiten verbunden sein, das niedrigere Gewicht zu halten oder eine erneute Gewichtszunahme zu verhindern. Bei jedem Tier muss ein individuell passender Weg zur Gewichtsabnahme gefunden werden.

Symbol „Hunde-/Katzenfutter“

Adipöse Hunde und Katzen sprechen unterschiedlich auf Makronährstoffe in der Ernährung an

Wissenschaftliche Grundlagen

Das Verhältnis von Nahrungsproteinen zu Kohlenhydraten beeinflusste bei adipösen Hunden das Darmmikrobiom stärker als bei schlanken Hunden.10

Das Mikrobiom von adipösen Hunden, die eine proteinreiche, kohlenhydratarme Diät erhielten (vs. Hunde unter einer proteinarmen, kohlenhydratreichen Diät), wies stärkere Ähnlichkeiten mit dem Mikrobiom magerer Hunde auf.10

Eine Erhöhung der Nahrungsproteine hatte bei adipösen Hunden einen größeren Einfluss auf das fäkale Mikrobiom als bei schlanken Hunden.14

Das Verhältnis von Nahrungsproteinen zu Kohlenhydraten beeinflusst das Darmmikrobiom, wobei der Effekt bei übergewichtigen Katzen stärker ausgeprägt war. Eine metagenomische Untersuchung an übergewichtigen/fettleibigen Katzen ergab, dass die Gabe von Futter mit unterschiedlichen Protein-Kohlenhydrate-Verhältnissen zu Veränderungen der am Energie- und Ein-Kohlenstoff-Stoffwechsel beteiligten Stoffwechselwege führt.8

Praktische Anwendung der Forschungsergebnisse

Die Optimierung des Mikrobioms in Richtung eines günstigeren (schlanken) Typs kann Möglichkeiten für ein verbessertes Gewichtsmanagement bei Hunden und Katzen bieten.

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Weitere Informationen

  1. Pilla, R. und Suchodolski, J. S. (2021). The gut microbiome of dogs and cats, and the influence of diet. Veterinary Clinics of North America Small Animal Practice, 51(3), 605–621. DOI:10.1016/j.cvsm.2021.01.002
  2. Matusheski, N., Caffrey, A., Christensen, L., Mezgec, S., Surendran, S., Hjorth, M. F., Peter S. (2021). Diets, nutrients, genes and the microbiome: Recent advances in personalized nutrition. British Journal of Nutrition, Epub ahead of print. DOI:10.1017/S0007114521000374
  3. Handl, S., German, A. J., Holden, S. L., Dowd, S. E., Steiner, J. M., Heilman, R. M., Suchodolski, J. S. (2013). Faecal microbiota in lean and obese dogs. FEMS Microbiology Ecology, 84, 332–343. DOI:10.1111/1574-6941.12067
  4. Li, Q., Lauber, C. L., Czarnecki-Maulden, G., Pan, Y. und Hannah S. S. (2017). Effects of the dietary protein and carbohydrate ratio on gut microbiomes in dogs of different body conditions. MBio, 8(1), e01703–16. DOI:10.1128/mBio.01703-16
  5. Chun, J. L., Ji, S. Y., Lee, S. D., Lee, Y. K., Kim, B. und Kim, K. H. (2020). Difference of gut microbiota composition based on the body condition scores in dogs. Journal of Animal Science and Technology, 62(2), 239-246. DOI:10.5187/jast.2020.62.2.239
  6. Kieler, I. N., Molbak, L., Hansen, L. L., Hermann-Bank, M. L. und Bjornvad, C. R. (2015). Overweight and the feline gut microbiome – a pilot study. Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition, 100(3), 478-484. DOI:10.1111/jpn.12409
  7. Pallotto, M. R., de Godoy, M. R. C., Holscher, H. D., Buff, P. R. und Swanson, K. S. (2018). Effects of weight loss with a moderate-protein, high-fiber diet on body composition, voluntary physical activity, and fecal microbiota of obese cats. American Journal of Veterinary Research, 79(2), 181-190. DOI:10.2460/ajvr.79.2.181
  8. Li, Q. und Pan, Y. (2020). Differential responses to dietary protein and carbohydrate ratio on gut microbiome in obese vs lean cats. Frontiers in Microbiology, 11, 2504. DOI:10.3389/fmicb.2020.591462
  9. Salas-Mani, A., Jeusette, I., Castillo, I., Manuelian, C. L., Lionnet, C., Iraculis, N., Torre, C. (2018). Fecal microbiota composition changes a er a BW loss diet in Beagle dogs. Journal of Animal Science, 96, 3102-3111. DOI:10.1093/jas/sky193
  10. Li, Q., Lauber, C. L., Czarnecki-Maulden, G., Pan Y. und Hannah, S. S. (2017). Effects of the dietary protein and carbohydrate ratio on gut microbiomes in dogs of different body conditions. MBio, 8(1), e01703. DOI:10.1128/mBio.01703.16
  11. Coelho, L. P., Kultima, J. R., Costea, P. I., Fournier, C., Pan, Y., Czarnecki-Maulden, G., Bork, P. (2018). Similarity of the dog and human gut microbiomes in gene content and response to diet. Microbiome, 6(72). DOI:10.1186/S40168-018-0450-3
  12. Kieler, I. N., Shamzir Kamal, S., Vitger, A. D., Nielsen, D. S., Lauridsen, C. und Bjornvad, C. R. (2017). Gut microbiota composition may relate to weight loss rate in obese pet dogs. Veterinary Medicine and Science, 3, 252–262. DOI:10.1002/vms3.80
  13. Gilor, C. (2017). “Microbiota, enteroendocrine cells and weight loss in cats.” Nestlé Purina Companion Animal Nutrition Summit, Vancouver, British Columbia, Kanada, S. 91–95.
  14. Xu, J., Verbrugghe, A., Lourenco, M., Cools, A., Lui, D. J. X., Van de Wiele, T., Hesta, M. (2017). The response of canine faecal microbiota to increased dietary protein is influenced by body condition. BMC Veterinary Research, 13, 374. DOI:10.1186/s12917-017-1276-0