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Effetti della dieta sul microbiota di cani e gatti

Cambiamenti di dieta, supplementi di prebiotici e/o probiotici aumentano la diversità batterica e la produzione di metaboliti in cani e gatti.
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In questo articolo

• Microbiota intestinale, non soltanto batteri
• Quali sono le specie presenti
• Effetti della dieta nel microbiota dei cani
• Impatto sul microbioma della dieta e status patologico
• Effetti della dieta sul microbiota dei gatti
• Conclusioni

Stato dell’arte
Anche nei cani e gatti, il microbioma svolge una funzione fondamentale nel mantenimento della loro salute. L’equilibrio è però delicato dati i molti fattori che lo influenzano tra i quali la dieta.

Cosa aggiunge questa ricerca
La revisione riassume le evidenze dell’impatto di diversi componenti della dieta nel microbioma di cani e gatti confrontandone la rilevanza con quello della presenza di patologie.

Conclusioni
Nonostante l’apporto di certi alimenti, proteine e fibre ad esempio, si sia dimostrato fondamentale, la dieta ideale per il microbioma di cani e gatti rimane però ancora da definire. L’impatto della dieta risulta ad ogni modo minore di quello associato a patologia.

Il microbioma di cani e gatti è influenzato, come per l’uomo, dalla loro alimentazione. Fibre o proteine sembrerebbero dare i benefici migliori nonostante un piano ideale generale rimane ancora da definire. Se comparato con quello dell’alimentazione l’impatto di eventuali stati patologici rimane però superiore.

È quanto conclude la revisione di Rachel Pilla e Jan S. Suchodolski della Texas A&M College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences (USA), di recente pubblicata su Veterinary Clinics of North America: Small Animal Practice.

Microbiota intestinale, non soltanto batteri

Il microbioma intestinale si compone di miriadi di batteri ma anche virus, archeae, funghi o protozoii. Il suo equilibrio è fondamentale per la salute dell’ospite. Molti sono però i fattori che lo possono influenzare comportandone talvolta pesanti alterazioni che passano sotto il nome di “disbiosi”.

Anche per gli animali, la dieta è tra i principali assieme a stile di vita, ambiente, farmaci, genetica e patologie in corso. Ma quanto si conoscono le dinamiche nel microbioma di cani e gatti in relazione a particolari alimenti? Impatta di più una dieta scorretta o una condizione dell’ospite come può essere una patologia? Di seguito quanto emerge dalle principali evidenze.

Fino a pochi anni fa, le conoscenze microbiologiche si basavano su quanto e cosa era possibile mettere in coltura limitando perciò notevolmente il panorama. L’avvento delle tecniche “omiche”, genomica in questo caso (16S rRNA gene sequencing), ha permesso un notevole approfondimento permettendo di ottenere dati filogenetici.

La continua evoluzione di queste metodologie rende però più difficile il confronto dei dati e perciò la trasferibilità dei risultati. A ciò si abbina una spesso alterata conduzione del metodo di studio (diversi criteri, numeri ecc.).

Quali sono le specie presenti

Nonostante le differenze, è possibile però individuare un core batterico ossia specie “chiave” e caratterizzanti cani o gatti in buona salute. Partendo dai cani il microbioma fecale è co-dominato da Firmicutes, Bacteroidetes, e Fusobacterium. In particolare:

  • tra il phylum Firmicutes si trovano molti produttori di acidi grassi a corta catena appartenenti in particolare a Clostridia e Bacilli
  • Bacteroidetes, Prevotella e Bacteroides sono risultati i più abbondanti anche se con valori differenti tra i cani
  • il genere Fusobacterium è, contrariamente per quanto avviene nell’uomo, tipicamente associato a un buon stato di salute nonostante siano altamente influenzati dal trattamento antibiotico e da patologie del tratto gastrointestinale con un lento ripristino alla normalità. Fusobacterium mortiferum e Fusobacterium perfoetens generalmente i più rappresentati
  • ai tre principali seguono Proteobacteria e Actinobacteria anch’essi comunemente presenti nell’intestino tenue in condizioni fisiologiche e, in minor quantità, nelle feci

Le evidenze riguardo al microbioma “tipico” di gatti sani sono invece più scarse. Tuttavia, il loro core batterico è risultato essere dominato da Firmicutes seguito da Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes e Fusobacteria. Maggiore sembrerebbe essere la diversità rispetto ai cani nonostante siano necessarie ulteriori conferme.

Effetti della dieta nel microbiota dei cani

La maggior parte degli studi sull’impatto della dieta nel microbioma dei cani sono stati condotti con diete estruse rappresentanti più del 95% del mercato. Solo una piccola quota alimenta infatti i propri animali con pasti preparati da loro o crudi.

A differenza dell’uomo, il profilo batterico dei cani ha dimostrato una minore influenza dei macronutrienti. Gli estrusi contengono tipicamente un elevato carico di carboidrati o proteine. Un piano con estrusi a base vegetale non ha mostrato una significativa alterazione rispetto a quello tradizionale (misto vegetale e animale). Il maggior cambiamento nella composizione lo si è visto invece in relazione a regimi dietetici particolari (perdita di peso, patologia renale, ridotto contenuto di grassi o anallergiche). Tra queste, quella per il calo ponderale ha mostrato non solo il riarrangiamento dei nutrienti più marcato (alto in fibre e proteine) ma anche l’impatto più significativo, ossia:

  • l’aumento di fibre ha indotto un aumento di Fusobacteria e, tra i prodottori di acidi grassi a corta catena (SCFAs) di Bacteroides, Prevotella, e Faecalibacterium
  • la tipologia di fibra sembrerebbe poi influenzare in maniera mirata il microbioma nonostante la maggior parte favoriscano la proliferazione di Firmicutes producenti SCFAs. Le inuline, ad esempio, possono aumentare SCFAs quali acetato, butirrato, propionato, acidi biliari fecali totali diminuendo invece le Enterobacteriaceae; le fibre delle patate hanno invece mostrato di aumentare gli stessi SCFAs diminuendo invece Prevotella e Fusobacterium

Poche le evidenze sull’impatto di un’alimentazione basata sulla carne cruda (alta in proteine e scarsa di carboidrati e fibre). Ecco cosa si conosce:

  • al contrario di quanto appena visto, i cani in questo piano sembrerebbero avere una generale diminuzione della diversità batterica e dell’espressione di Firmicutes e Bacteroidetes, ceppi associati alla produzione di SCFAs in particolare suggerendo un abbassamento della fermentazione dei carboidrati probabilmente da attribuire a un loro parallelo basso introito
  • aumentata invece l’abbondanza di Clostridiaceae e Fusobacteriaceae, Clostridium perfringens e Fusobacterium varium in particolare, produttori di butirrato da fonte proteica suggerendo un adattamento della flora batterica. Nonostante questa famiglia possa essere associata a patologie gastrointestinali, il suo aumento non sembrerebbe essere necessariamente correlato un peggioramento della salute piuttosto a un aumento della digestione proteica
  • Clostridium hiranonis, una specie normalmente associata al metabolismo di acidi biliari, è risultato più presente in questa dieta ad alto contenuto proteico

Un altro metabolita batterico influenzato dalla dieta sembrerebbe essere il neurotrasmettitore GABA. Una dieta chetogenica o BARF (alto contenuto di carne) ad esempio ha dimostrato di incrementarne l’espressione associata a un aumento di batteri lattici Lactobacillales e Steptococcus, entrambi coinvolti nella sua produzione. Il controllo di disturbi neurologici GABA dipendenti potrebbero quindi trovare beneficio con questi tipi di alimentazione.

Effetti della dieta sul microbiota dei gatti

Gli studi sul microbioma dei gatti in relazione alla dieta si concentrano soprattutto su diete ad alto contenuto proteico ma scarse in carboidrati (HPLC), estruse o grezze, o a medio contenuto sia di proteine sia di carboidrati (MP/MC) rispetto ai piani tradizionali con un moderato apporto di proteine estruse.

  • la diversità aumenta con il regime HPLC con in particolare un incremento di Clostridium, Eubacterium, Faecalibacterium, Ruminococcus, e Blautia
  • 194 pathways metabolici hanno mostrato differenze tra le diete principalmente correlati alla biosintesi e metabolismo degli amminoacidi indicando come il rapporto proteine:carboidrati abbia un significativo impatto sul microbioma. Da approfondire quello sulla salute generale dell’ospite

Meno approfondita l’influenza della dieta a base di carne cruda nei gatti rispetto ai cani. Tuttavia, aumentata sembrerebbe essere la produzione di ceppi produttori di SCFAs, Clostridium, Fusobacterium, ed Eubacterium in particolare. Nonostante la concentrazione di butirrato non abbia mostrato correlazione positiva con la carne cruda di manzo, il loro rapporto molare generale ha registrato un incremento suggerendo l’influenza di altri tipi di SCFAs.

Analogamente, la dieta basata su cibi in scatola è caratterizzata da un elevato contenuto di proteine e grassi, scarsa in carboidrati rispetto a regimi con cibo estruso. Comparando il profilo microbico di cuccioli e gatti adulti alimentati con questo regime ha mostrato notevoli differenze con una diversità maggiore nei secondi. Anche in questo caso, i generi batterici associati alla produzione di butirrato hanno mostrato un aumento con un potenziale beneficio alla salute intestinale dell’ospite. Tra questi, Bacteroides, Clostridium, Fusobacterium, Fusobacteria o Proteobacteria.

Considerando la generale attitudine carnivora dei felini, l’apporto delle fibre è spesso sottovalutato. Numerosi sono però gli studi che ne dimostrato, al contrario, un importante impatto sulla composizione del microbioma fecale. I fruttoligosaccaridi, ad esempio, hanno mostrato correlazione positiva con Bifidobacterium e Actinobacteria; l’inulina con Bifidobacterium e negativa con Faecalibacterium e Fusobacterium; fibre miste insolubili con l’aumento di Blautia, Bacteroides, Turicibacter oltre che acido acetico e propionico.

Impatto sul microbioma della dieta e status patologico

Sebbene la dieta possa alterare le caratteristiche batteriche significativamente, queste alterazioni sono generalmente minori di quelle correlate a stati patologici. In animali con patologie, gastrointestinali soprattutto, la diversità è rapidamente diminuita come l’espressione di specie chiave del core come C hiranonis, Fusobacterium spp, e Faecalibacterium praunitzii.

Modifiche alimentari, supplemento di prebiotici e/o probiotici sono spesso utilizzati singolarmente o in combinazione anche per sopportare il miglioramento di condizioni cliniche. I cambiamenti in associazione a diarrea, ad esempio, sono risultati associati ad alterazioni nella funzionalità digestiva, motilità del lume intestinale e composizione. Fibre prebiotiche hanno mostrato di ristabilire la popolazione batterica e la produzione di SCFAs. A questi benefici, i probiotici sembrerebbero aggiungere un miglioramento nell’omeostati della mucosa e nella remissione della patologia nei cani con diarrea cronica.

Conclusioni

In conclusione, dunque, il microbioma intestinale è un organo funzionale e influenzato dalla dieta. I maggiori cambiamenti nella composizione batterica sono stati osservati in relazione ai macronutrienti.

Fibre, amido e proteine hanno infatti dimostrato di alterare la produzione di metaboliti intestinali agendo sui ceppi batterici correlati. Il microbioma di cani e gatti è però resiliente e adattabile a cambi di alimentazione e condizioni cliniche.

La presenza di patologie ha tuttavia mostrato di incidere sul microbioma più della dieta. In queste condizioni tuttavia, cambiamenti di alimentazione, supplementi di prebiotici e/o probiotici hanno mostrato benefici nel migliorare la salute anche di cani e gatti aumentando in particolare la diversità batterica e la produzione di metaboliti.

Silvia Radrezza
Laureata in Farmacia presso l’Univ. degli Studi di Ferrara, consegue un Master di 1° livello in Ricerca Clinica all’ Univ. degli Studi di Milano. Borsista all’Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri IRCCS dal 2017 al 2018, è ora post-doc presso Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics a Dresda (Germania).

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