Ovlivňuje zdaví střev chování a náladu?

Jak zdraví střev ovlivňuje chování a náladu u koní, lidí a dalších zvířat

Výzkum týmu EquiNectar , Zdraví koní , Nejnovější zprávy , Vědecké studie , Mastné kyseliny s krátkým řetězcem / 17. ledna 2023 / Autor: Rosemary Waring

Dr. Rosemary Waringová poskytuje následující přehled o vlivu krmení přípravkem EquiNectar na náladu a chování.

Pozadí

Výzkum u lidí i zvířat naznačuje existenci osy „střevo/mozek“, kde střevní mikrobiom může modulovat projevy nálady a chování a měnit sklon k depresi, úzkosti a opakujícím se vzorcům chování (Ribeiro a kol., 2022). Stále není jasné, které mechanismy jsou zapojeny, ačkoli se zdá, že účinek je multifaktoriální se vstupem od generace neurotransmiterů střevním mikrobiomem, změněné syntézy neurosteroidů, bloudivého nervu, imunitní funkce (Rogers a kol., 2016) a mastných kyselin s krátkým řetězcem (SCFA, zejména kyseliny octové, propionové a máselné) (O'Riordan a kol., 2022). SCFA vznikají působením střevních bakterií na vlákninu a jsou značně zajímavé pro výzkum, protože mají neuromodulační účinky, zejména kyseliny máselné, u které bylo prokázáno, že má protizánětlivé účinky a obnovuje poškozené střevní stěny. Zlepšuje také depresivní nebo úzkostné chování u myší (Cristiano a kol., 2022). Mechanismus účinku není jasný, ačkoli se předpokládá, že kyselina máselná může uplatňovat své účinky inhibicí histondeacetylázy (Peng a kol., 2021). Jiné SCFA mohou působit podobně, protože jejich podávání myším zmírňuje sociální stres a zlepšuje náladu (van de Wouw a kol., 2018). Vzhledem k tomu, že mikrobiom může být měněn vlivy prostředí, zejména stravou, výzkum se zaměřil na interakce složek potravy a přidaných probiotik s enterobakteriálním profilem a metabolity, které při tom vznikají.

U savců byly specifické bakterie spojovány s určitými vzorci chování. U myší Blautia stercoris zmírňovala úzkost a repetitivní chování (Sen et al. 2022), zatímco selata krmená vláknitou stravou (která zvyšuje hladiny SCFA) od 2. dne měla menší stres a lepší růst a zároveň byla méně náchylná k průjmu. Měla také více Prevotella a Ruminococcus spp. (Choudhury et al. 2021). Prasata, která „kousala ocasy“, napadala ocasy jiných prasat, měla také odlišný mikrobiom od kontrolní skupiny a nižší hladiny kyseliny máselné ve stolici (Verbeek et al. 2021). Podobný účinek byl pozorován u slepic, kde ptáci, kteří klovali peří jiných ptáků, měli změněný mikrobiom se zvýšenými hladinami druhů Lactobacillus (van Staaveren et al. 2020). 

U lidí studie prokázaly souvislosti s chováním a konkrétními bakteriálními druhy. Taxony produkujících butyrát, jako jsou Lachnospiraceae a Ruminococcaceae, byly častěji zastoupeny ve vzorcích stolice matek ve 3. trimestru těhotenství, které měly ve 24 měsících děti s normálním chováním, ve srovnání s matkami s dětmi s problémy v chování ve stejném věku. Děti s menším množstvím Prevotella ve věku 12 měsíců měly ve 24 měsících horší chování, což naznačuje dlouhodobé účinky (Dawson et al. 2021). Vliv střevního mikrobiomu se rozšiřuje i na modulaci fyzické obratnosti, protože kojenci s lepší jemnou motorikou v 18 měsících měli více Collinsella, Coprococcus, Enterococcus, Fusobacterium, Holdemanella, Propionibacterium, Roseburia a Veillonella s menším množstvím Turicibacter a Parabacteroides (Acuna et al. 2021).

Existují tedy jasné důkazy u několika druhů, které ukazují, že střevní mikrobiom může ovlivňovat chování; jelikož tyto bakteriální druhy mohou být ovlivněny vlivy prostředí, zejména stravou, je to hlavní oblast zájmu, zejména u koní. Stereotypní chování, jako je okusování kolísků a sání větrů, je relativně běžné u koní chovaných v neoptimálních podmínkách ustájení a předpokládá se, že je reakcí na stres, který může být způsoben stravou nebo prostředím (Sarrafchi a Blokhuis 2013). Koně mají relativně nízké hladiny amyláz, hlavních enzymů, které štěpí škrob, takže pokud jsou krmeni velkým množstvím škrobu, velká část z něj se dostane do dolní části střeva, kde je fermentována patogenními bakteriemi. To má za následek zvýšenou propustnost střevní stěny a zvýšenou produkci toxických metabolitů s acidózou zadního střeva. Je známo, že strava s vysokým obsahem škrobu je spojena s problémy s chováním u koní, pravděpodobně proto, že dysbióza vede ke střevnímu nepohodlí. Dochází také ke změnám nálady a reakcí – u koní krmených stravou s vysokým obsahem škrobu došlo ke zvýšení amylolytických a laktát utilizujících bakterií, což korelovalo s behaviorálními stresovými reakcemi (Destrez et al. 2015). Studie zahrnující 185 koní zjistila, že stereotypní chování, hypervigilance a agresivita byly spojeny s profilem mikrobiomu (Mach et al. 2020). Stejní vědci zjistili, že u koní chovaných na pastvě byl zvýšen výskyt Ruminococcus a Coprococcus, což bylo spojeno se sníženým stresem, zatímco uzavřené chování bylo spojeno se zvýšením výskytu Lachnospiraceae AC2044 a čeledi Clostridiales XIII (Mach et al. 2021). Třesení hlavou zprostředkované trigeminem bylo spojeno s přítomností Methanocorpusculum spp (Aleman et al. 2022). Zvýšení výskytu Lactobacillus zřejmě odráží zvýšenou produkci kyseliny mléčné, která je biomarkerem střevní dysbiózy. V souladu s tím měli koně s laminitidou způsobenou léčbou oligosacharidy nižší pH stolice a vyšší hladiny kyseliny mléčné, histaminu a LPS v séru. Tyto markery zánětu byly spojeny s větším množstvím Lactobacillus a Megasphaera v mikrobiomu (Tuniyazi et al. 2021); studie na jiných druzích spojily vysoké hladiny Lactobacillus s neoptimálními změnami chování, což naznačuje, že zánětlivé stavy ve střevech mohou být spojeny se změněnou funkcí mozku (Barrio et al. 2022; van Staaveren et al. 2020). 

Výsledky všech studovaných druhů, včetně člověka, proto podporují názor, že profil střevních bakterií může mít modulační účinky na mozkové funkce a chování. To následně naznačuje, že doplňky stravy, které mohou znovu vyvážit mikrobiom, mohou ovlivnit behaviorální reakce. Jako doplněk stravy jsme použili ERME (enzymaticky bohatý sladový extrakt, formulovaný jako „Equinectar“ pro koně a „Juvia“ pro lidi); obsahuje enzymy pro zlepšení trávení škrobu a snížení množství polysacharidů, které se dostávají do dolní části střeva k fermentaci. Změna v zásobování substrátem moduluje mikrobiom se snížením zánětu. Butyrogenní bakteriální druhy se stávají hojnějšími, což vede ke zvýšenému přísunu butyrátu s dalšími mastnými kyselinami s krátkým řetězcem. Ačkoli byl celkový metagenomický a metabolomický obraz složitý, objevili jsme konzistentní vzorec (tabulka 1). U lidských sportovců byla zvýšená hojnost Ruminococcus a Blautia s vyššími hladinami SCFA. Podobné profily byly pozorovány u závodních holubů a závodních koní, což je v souladu s dřívějšími zjištěními (Proudman et al. 2014). Přidání ERME do krmné dávky by proto mělo vést ke klidnějšímu a méně stresovanému koni, jak bylo zjištěno v mnoha provedených krmných studiích. Mohlo by to být prospěšné i pro lidské a ptačí sportovce.

Tabulka 1 

Reference

1. Acuna I a kol. 2021 Nutrients 13 (5) 14. května

2. Aleman M a kol. 2022 Veterinární medicína a věda 8(3):1049-1055 05

3. Barrio C a kol. 2022 Psychoneuroendokrinologie 137:105640 03

4. Cristiano C a kol. 2022 Biomed. and Pharmacother. 153:1135 28. září

5. Dawson SL a kol. 2021 EBiomedicine 68:103400 červen

6. Destrez A et al. 2015 Fyziologie a chování 149 159-164

7. Mach N a kol. 2020 Scientific Reports 10(1):8311 05 20

8. Mach N a kol. 2021 Scientific Reports 11(1): 5007 03 03

9. O'Riordan KJ a kol. 2022 Molekulární a buněčná endokrinologie 546: 111572 04 15

10.Peng L a kol. 2021 Neurochemical Research 46(9):2333-2347 září.

11. Proudman CJ et al 2014 Veterinář koní J 10.1111 12324

12.Ribeiro G a kol. 2022 Aktuální názor na klinickou výživu a metabolickou péči 25(6) 443-450 11 01

13.Rogers GB a kol. 2016 Molekulární psychiatrie 21 738-748

14.Sarrafchi A a Blokhuis HJ 2013 J Chování veterináře 8 386-394 

15.Sen P 2022 Chování mozku a imunita 106: 115-126 11

16.Tuniyazi M et al 2021 BMC Vet Res 17(1): 11. ledna 06 

17.van de Wouw M a kol. 2018 J Physiol. 596(20):4923-4944

18.Van Staaveren N et al 2020 Vědecké zprávy 10(1):12978 07 31

19.Verbeek E a kol. 2021 Vědecké zprávy 11(1):20547 10 15