"In vitro evaluation of the effects of Yucca schidigera and inulin on composition and metabolism of faecal microbiota of high- and low-protein fed dogs"
This in vitro study aimed to evaluate the effects of Yucca schidigera powder (YSP) and inulin (I) on composition of faecal microbiota and its formation of protein fermentation metabolites (short (SCFA) and branched-chain fatty acids (BCFA), phenolic and indolic compounds, biogenic amines, ammonia and pH) by using faecal inocula from dogs fed either a low (A) or a high (B) protein diet (crude protein 201 or 377 g/kg as fed). Nine treatments for each diet were evaluated in an in vitro batch culture system over 24 h: (1) control with no addition of substrate; (2) 2,00 g/l YSP; (3) 4,00 g/l YSP; (4) 2,00 g/l YSP and 1,00 g/l I; (5) 4,00 g/l YSP and 1,00 g/l I; (6) 2,00 g/l YSP and 5,00 g/l I; (7) 4,00 g/l YSP und 5,00 g/l I; (8) 1,00 g/l I; (9) 5,00 g/l I of faecal culture of dogs fed diet A or B. Several changes in fermentation metabolites were analysed. Samples incubated with the faecal inocula of dogs fed diet B produced lower concentrations of total SCFA, acetate, propionate (p ≤ 0.001), i-valerate (p = 0.003), D-lactate (p = 0.041) and indole (p = 0.003), whereas pH (p ≤ 0.001) was increased. Supplementation of I increased the content of putrescine, D- and L-lactate, total SCFA, acetate, propionate, n-butyrate (p ≤ 0.001), while i-valerate, indole and pH (p ≤ 0.001) were reduced. Ammonia was lower (p ≤ 0.001) in samples with faecal inocula from dogs fed diet B and further reduced by the addition of I (p ≤ 0.001). Samples with faecal inocula from dogs fed diet A had a fewer quotient of ammonia and total SCFA (p = 0.003). Supplementation of YSP (p = 0.016), I (p ≤ 0.001), I in combination with diet A (p = 0.006) and YSP in combination with I (p = 0.031) led to a futher reduction of the quotient of ammonia and total SCFA. Total number of copies of all bacterial groups was increased in samples incubated with faecal inoculum from dogs fed diet A, the supplementation of I (p ≤ 0.001) and YSP (p = 0.021). Protein content of the diet as well as supplementation of I and YSP showed numerous positive effects on the abundance of the analysed bacteria.
In conclusion, dietary protein concentration and the in vitro supplementation of I and YSP led to a stimulation of growth and fermentation intensity of the faecal microbiota, whereby YSP appeared to have only minor effects on the formation of protein fermentation metabolites.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Das Zungenband gehört zum erlaubten und üblicherweise eingesetzten Equipment im Pferderennsport in Deutschland. Über den deutschlandweiten Gebrauch und die Auswirkungen auf das Stressgeschehen beim Pferd ist bislang allerdings wenig bekannt. Steigendes öffentliches Interesse von Tierschutzorganisationen gegenüber dem Pferderennsport erhöht den Wunsch nach wissenschaftlich erhobenen Daten.
Vor diesem Hintergrund war es Ziel der vorliegenden Untersuchung, die Auswirkungen des Zungenbandes bei Rennpferden während des Trainings durch ausgewählte physiologische Blutparameter und der Herzfrequenzvariabilität zu ermitteln, um den Stressstimulus, der potentiell von einem Zungenbandeinsatz ausgehen kann, zu evaluieren. Zusätzlich wurden Fragebögen an Rennpferdetrainer versandt.
30 Traber und 29 Galopper von 9 verschiedenen Trainern haben für den klinischen Teil der Studie deutschlandweit eine Trainingseinheit unter realen Bedingungen mit Zungenband absolviert. Dieselben 30 Traber absolvierten die gleiche Trainingseinheit zu einem nahegelegenen weiteren Zeitpunkt zur gleichen Tageszeit erneut.
Die Blutproben und EKG-Sequenzen zur Bestimmung der Herzfrequenzvariabilität (HRV) wurden dazu in Ruhe, in Ruhe nach Einsetzen des Zungenbandes und unmittelbar nach dem Training entnommen und ausgewertet. Die Blutparameter Kortisol, Glukose, Laktat und Herzfrequenzanalyse-Parameter HF und LF, die Aussagen über die Parasympatikus- bzw. Sympathikusaktivität und sympathovagale Balance zulassen, wurden gemessen, um die Einflüsse auf den physiologischen Stoffwechsel und die HRV zu charakterisieren. Des Weiteren wurde das Verhalten während des Anlegens des Zungenbandes protokolliert.
Die Ergebnisse der Blutparameter Kortisol, Glukose und Laktat zeigten insgesamt nur einen leichten, aber nicht signifikanten Anstieg nach Anlegen des Zungenbandes, und eine signifikante Erhöhung von Kortisol und Laktat nach Beendigung des Trainings. Anhand der sich im Vergleich zu den Ruhewerten verändernden Laktatwerte lässt sich schlussfolgern, dass alle Pferde im anaeroben Bereich trainiert wurden.
Die Analyse der Frequenzbereichsparameter zeigte bei den Trabern nach Einsetzen des Zungenbandes eine Verschiebung der Parasympathikusaktivität hin zu einer dominierenden Sympathikusaktivität, die auch nach dem Training vorherrscht. Dies konnte bei den Galoppern nicht nachvollzogen werden. Hier waren über den gesamten Trainingsverlauf vermehrt die sympathischen Einflüsse auf das Herz dominant.
Die HRV kann als nichtinvasiver Parameter zur Erfassung der Aktivität des autonomen Nervensystems genutzt werden, um das Ausmaß des Stresses, dem die Pferde durch das Zungenband ausgesetzt sind, zu beurteilen. Weitere Einflüsse wie Rasse und Temperament dürfen dabei aber nicht ausser Acht gelassen werden.
Protokolliertes Kopfschlagen, Schweifschlagen und angespannte Gesichtsmuskulatur bis hin zum Steigen und einem damit einhergehenden Ausschluss aus der Studie wiesen in ihrer Form darauf hin, dass das Wohlbefinden der Pferde unter dem Einsatz des Zungenbandes litt.
Die Ergebnisse der Fragebögen zeigten, dass es deutschlandweit während des Trainings bei 17,2% und während des Rennens bei 19,2% der trainierten Pferde zum Einsatz von Zungenbändern kommt. Die relative Mehrheit der Pferde war zu diesem Zeitpunkt 4 Jahre alt.
Bei Galoppern kam das Zungenband bis zum vierten Lebensjahr seltener als bei den Trabern zum Einsatz. Es wurde unter Angabe leistungsverbessernder Endergebnisse trotz auftretender Probleme, die das Zungenband selbst mit sich bringt, im Rennsport eingesetzt. Besseres Handling und eine positive Unterstützung des Atmungsapparates standen dabei im Vordergrund.
Für Vergleiche wären weitere Studien mit höheren Fallzahlen und standardisierten Belastungstests unter Ausschluss weiterer potentieller Stressstimuli interessant.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Investigations on the impact of dietary protein concentration and quality on the fecal microbiota in cats
The objective of this study was to investigate the impact of dietary protein concentration and quality on the composition and metabolic activity of the intestinal microbiota in cats. The hypothesis of the study was that dietary protein concentration and quality can affect microbial traits.
In a feeding trial, six different diets varying in protein quantity and quality (lower or higher amount of connective tissue) were offered to ten clinically healthy adults cats. A randomized latin square cross over design allowed simultaneous use of all six diets. Cats received each diet over a period of six weeks. Fecal samples examined in this study were collected on day 41 or 42 of each feeding period and were stored at -80 °C until further analysed.
Sequencing the V3-V4-region of the 16S rRNA-gene by Illumina® showed that the relative abundance of the genus Clostridium in feline fecal samples was over 20 % and of the genus Blautia approximately 17 %, regardless of the used diet. In addition, the prevalence of the genera Prevotella, Collinsella, Fusobacterium and Eubacterium reached between 4 and 5 %. However, the majority of all detected genera in cat feces showed proportions below 1 %. Dietary associated changes in the composition of feline fecal microbiota were determined for the relative abundance of Fusobacterium, Bacteroides, Prevotella and Faecalibacterium. In particular, increasing protein concentrations led to a higher relative abundance of Fusobacterium and Bacteroides, whereas the relative abundance of Prevotella and Faecalibacterium decreased. Moreover, low protein quality of the diets resulted in an increase of the relative abundance of Fusobacterium in feline feces.
Investigations of fecal samples by use of qPCR showed an increase of C. coccoides-Cluster XIVa in fecal samples when cats received a diet with low protein quality.
Taken together, molecular methods revealed an increase of predominantly peptidolytic bacteria, especially Fusobacterium and Bacteorides in feces of cats with a higher protein intake, whereas the impact of protein quality was not as distinct.
Apart from the investigation of the microbial composition of feline fecal microbiota with molecular biological analyses, further chemical analyis were used in this study to assess the effect of dietary protein content and protein quality on the metabolic activity of the intestinal microbiota in cats. Dietary protein quality showed no effect on investigated bacterial metabolites, such as ammonia, biogenic amines, D-/L-lactate and short chain fatty acids in feline fecal samples. In contrast, high dietary protein levels led to an increase of fecal ammonia and i-valeric acid concentrations and to a decrease of fecal histamine and cadaverine concentrations.
Based on the results, it can be presumed that high dietary protein levels caused an increase of peptidolytic activity of the intestinal microbiota. However, the cause of the observed decreasing concentrations of biogenic amines in the feces of the cats fed a diet high in dietary protein has not been fully clarified. Therefore, further studies are required to investigate this aspect more thoroughly.
In conclusion, the results of the present study lead to the assumption that the composition and metabolic activity of the intestinal microbiota in cats is more distinctly influenced by dietary protein concentration than protein quality. The present study contributes to an improved understanding of the effects of dietary protein on the intestinal microbiota in cats. The results can help to develop further studies and dietetic strategies to support specifically gastrointestinal health in both healthy and diseased cats.
Aktualisiert: 2019-12-31
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