Improving faecal health of our pets:

what is the role of dietary fibre改善宠物的粪便健康：膳食纤维的作用是什么？

Dr Emma Bermingham, AgResearch Ltd, New ZealandEmma Bermingham 博士，新西兰皇家农业科学院

Why do we care about faecal health?我们为什么关注粪便健康？

粪便健康是肠道健康的代表

• 肠道健康通过全身性炎症和肠道微生物群与宠物的一般健康结果相关。• 肥胖• 皮肤状况• 口腔健康

人类生活离宠物更近• 健康

• 在极少情况下，疾病可能通过宠物粪便传播给宠物主人

• 便捷• 猫砂盆/厕所

• 气味

How do we assess faecal health?我们如何评估粪便健康

粪便健康

• 粪便质量，结合微生物群和消化率，被用作肠道健康的代表

Faecal quality

粪便质量

Microbiome微生物群

Digestibility

消化率

关注粪便健康和微生物群

粪便质量

• 粘稠度• 根据视觉评分的评估

• 气味• 主观的• 技术挑战

• 频率• 拟人论

• 排出（排出量）

Moxham (2001) WALTHAM® Focus, 11: 24

微生物群

• 肠道微生物的改变与人类和宠物的许多疾病息息相关

Philmister et al., (2019) ANZLAA

Dietary fibre膳食纤维

什么是膳食纤维？

• ‘…不能被消化水解的植物碳水化合物，但可在大肠中发酵…’

• 溶解性和纤维来源影响其发酵• 可溶性纤维提高了发酵的速度和程度 – 为宠物提供更多能量

• 通常来自植物

膳食纤维分类依据…• 物理结构

• 纤维素

• 溶解性• 可溶性纤维• 不溶性纤维

• 发酵能力• 发酵型• 非发酵型

• 粘度

Slavin (2013) Nutrients 4, 1417

Fibers纤维 Examples例子

Dietary Fiber膳食纤维

Lignin, Cellulose, B-glucans,

hemicellulose, pectin, gums,

resistant starch

Soluble Fibers可溶性纤维

B-glucans, gums, wheat

dextrin, psyllium, pectin, inulin

Fermentable Fiber发酵纤维

Wheat dextrin, pectins, B-

glucans, guar gum, inulin

Viscous Fibers粘性纤维

Pectins, b-glucans, guar

gum, psyllium

Functional Fiber功能性纤维

Resistant dextrins, pysllium,

fructooligosaccharides,

polydextrose

Insoluble Fibers不溶性纤维

Cellulose, lignin, some

pectins, some hemicelluloses

Non-fermentable Fibers非发酵纤维

Cellulose, lignin, some

pectins, some hemicelluloses

Non-viscous Fibers非粘性纤维

Polydextrose, inulin

• 微生物发酵产物• 短链脂肪酸（SCFA)

• 维生素/矿物质• 酚类/抗氧化物

O’Keefe (2016) Nat Rev Gastroenterol Hepatol 13, 691

膳食纤维的发酵与健康的联系

膳食纤维可以提高粪便质量

Fermenta

ble可发酵的

Viscous粘度

Total-tract dry matter

digestibility总干物质消化率

Total-tract crude

protein digestibility总粗蛋白消化率

Pectin果胶 Y Y ↑ ↓

Cellulose纤维素 N N ↓ ↑ =

GOS低聚半乳糖 Y N ↓ ↓

Beet pulp甜菜粕 Y N ↓ ↓ =

FOS低聚果糖 Y N = =

NRC 2006

• 转运时间 – 消化率，营养物再循环，排便频率

• 发酵 – 产生短链脂肪酸，维生素等

• 持水能力 – 粪便粘稠度（粪便健康评分）

纤维对比益生元

• 益生元是一种促进大肠内特定微生物（如双歧杆菌）生长的营养素

• 通常是一种植物纤维（但不总是）• 菊粉：来自菊苣根，龙舌兰和洋蓟的可溶性发酵纤维• 低聚果糖（FOS）• 低聚半乳糖（GOS）

Carlson et al. (2018) Curr Dev Nutr 2, nzy005

Carnivores and dietary fibre肉食动物和膳食纤维

宠物食品干物质中含有0.6-3.5%的膳食纤维

• NRC（2006）规定了一系列纤维的安全上限

Fibre (g/kg diet)纤维（g/kg 日粮）

Dog狗

Cat猫

Inulin菊粉 70 ND

Cellulose纤维素 94 100

Guar gum瓜尔胶 34 ND

Pectin果胶 34 ND

Beet pulp甜菜粕 75 NS

Wheat bran麦麸 128 100

Davies et al. (2017) Sci Rep 7, 17107; de Godoy et al. (2013) Nutrients 5, 3099

猫和狗对膳食纤维没有要求

• 饲喂生食饮食的狗和猫能够从其他途径产生短链脂肪酸• 减少粪便量• 改善粪便健康评分• 降低排便频率

Butowski et al. (2019) PlosOne 14(5), e0216072; Bermingham et al. (2017) PeerJ 5: e3019

% Acetate% Propionate% Butyrate

乙酸盐

丁酸盐

丙酸盐

野猫和狼很少吃植物纤维

Plantinga et al. (2011) Bri J Nutr 106 s35; Bosch et al. (2015) Bri J Nutr 113, s40

% Daily energy requirement of feral cats野猫每日能量需求%

% Daily energy requirements of wolves狼每日能量需求%

Protein蛋白质Fat脂肪Carbohydrate (incl. Fibre)碳水化合物（包括纤维）

动物源性‘纤维’在宠物健康中起着重要作用

动物‘纤维’容易发酵

Depauw et al. (2013) J Anim Physiol Anim Nutr 97, 146

• 富含糖蛋白的物质• 骨头• 肌腱• 软骨• 皮肤/头发/羽毛

Hydrolysed collagen BHydrolysed collagen A

Butowski et al 2019. (unpublished)

Plant fibre 植物纤维

Cat hair猫毛

Hydrolysed collagen水解胶原蛋白

…在某些情况下，比传统植物纤维产生更多的短链脂肪酸

符合生物学特性的饮食会影响粪便质量

Butowski et al. (2019) PlosOne 14(5), e0216072; Bermingham et al. (2017) PeerJ 5: e3019

Cat

Raw red meat猫生红肉

Cat

Kibble猫干粮

Faecal health score粪便健康评分

1.83 3.39

Faecal output (g DM/d)粪便排泄量

4.38 13.93

Dog

Raw red meat狗生红肉

Dog

Kibble狗干粮

3.6 3.1

28.3 64.5

• 饲喂生红肉日粮的猫和狗排便次数少，粪便较小• 转运时间似乎受到影响，对猫的影响更大。• 什么是适当的？• 动物纤维是如何影响这一点的？

水解羊毛在猫体内的作用方式与植物纤维相似

Deb-Choudhury et al (2018) Food Funct 9, 4107

• 粪便健康评分类与纤维素和菊粉类似

• 对常量营养素的消化率与纤维素类似

• 粪便短链脂肪酸浓度与纤维素和菊粉类似

• 粪便微生物与纤维素类似

The role of fibre in canine dilated cardiomyopathy (DCM)

纤维在犬扩张型心肌病（DCM）中的作用

• 2018年初开始出现相关报告

• 兽医心脏病学专家报告了150例患DCM的狗

无谷粮与犬DCM有关

犬扩张型心肌病

• DCM发展缓慢，几乎没有明显迹象

• 昏睡

• 厌食症

• 浅呼吸

• 突然晕厥

• 死于不规律的心律，没有任何先前的疾病迹象

• 遗传易感性在几个犬种中很重要，主要是大型和巨型犬

• 在大型犬和猫中建立扩张型心肌病与循环牛磺酸不足之间的联系

• 推测这是当前一连串事件的机制

牛磺酸状态通常与DCM相关

Fascetti et al. (2003) J Am Vet Med Ass 223, 1137; Backus et al. (2006) J Nutr 136, 2525

• 饮食：

• 大部分为干粮（88%的案例）

• 4个生食的案例（2%的案例）

• 95%受影响的狗喂养单一的狗粮

• 91%的狗喂养无谷狗粮 – 不全是

• 排除污染物/矿物质不平衡

与DCM的膳食联系主要集中在‘无谷’方面

https://www.fda.gov/animal-veterinary/news-events/fda-investigation-potential-link-

between-certain-diets-and-canine-dilated-cardiomyopathy

…但是豌豆和小扁豆是常见的配料

https://www.fda.gov/animal-veterinary/news-events/fda-investigation-potential-link-

between-certain-diets-and-canine-dilated-cardiomyopathy

• 93%的日粮含有豌豆和小扁豆• 89%的日粮含有豌豆• 62%的日粮含有小扁豆• 42%的日粮含有马铃薯/红薯

• 高纤维日粮增加转运时间和粪便排泄量• 胆汁盐类流失 – 动物体内牛磺酸的主要来源

• 牛磺酸是唯一一种氨基酸用于合成胆汁盐

• 高纤维日粮增加了肠道中用于分解牛磺酸的微生物的数量，从而阻止牛磺酸被循环利用

膳食纤维影响牛磺酸状态

Storey 1798; Kim et al., 1996

• 豆类（豌豆，小扁豆，鹰嘴豆和干豆）• 这些成分用于狗粮已超过20年

• 蛋白质和纤维来源• 赖氨酸含量高• 蛋氨酸含量低（牛磺酸的前体）• 牛磺酸含量低

• 科学文献支持豆类添加水平占干物质的15-17%

• 观察到对粗蛋白消化率的一些有害影响• 目前豆类占无谷宠物粮干物质的40%

增加无谷宠物粮中豆类的含量

Mansilla et al. (2019) J Anim Sci. 97:983; Mennetti el al (2014) J Anim Sci 92, 2094;

Yamka et al. (2003) ASNim Feed Sci Tech 109, 121.

豆科富含赖氨酸，低蛋氨酸，色氨酸和牛磺酸

Ingredients成分

DM%

干物质

CP%

粗蛋白

Crude Fibre %

粗纤维

mg/g protein 蛋白质 Taurine %

牛磺酸Lysine赖氨酸

Methionine蛋氨酸

Cysteine色氨酸

Legumes豆类

Fava Beans蚕豆Chick peas鹰嘴豆Soyabean meal豆粕

86.688.789.1

27.220.347.7

8.556.163.89

2.396.946.20

0.701.481.38

1.252.161.47

---

Grains谷物

Barley大麦Oats燕麦Rice米饭

90.290.089.0

11.311.27.9

3.902.200.52

3.534.394.45

1.776.093.18

2.293.232.29

---

Animal-derived ingredients动物源性成分

Beef (MDM)牛肉（去骨肉）Chicken (meat, skin)鸡肉（肉，皮）Lamb, ground羊肉，碎羊肉

40.638.240.5

15.017.616.6

---

7.738.138.80

2.872.672.59

1.531.311.20

0.030.020.05

Mansilla et al. (2019) J Anim Sci. 97:983

• 完整猎食中富含必需氨基酸

• 易消化

• 牛磺酸需求量未确定

• 动物源性纤维富含必需氨基酸

• 他们在粪便健康中的作用是什么？

完整猎食中富含必需氨基酸

Kerr et al (2014) J Anim Sci 92, 4478

动物源性纤维的体外效应

Butowski et al. in preparation

• 目前正在研究胶原蛋白对猫粪便健康的影响

• 胶原蛋白降低猫的粪便健康评分• 依然在正常范围内• 评估其他参数的工作正在进行,包括肠道蠕动标记物

Raw

生食

Raw +

Collagen 4%

生食+4%的胶原蛋白

Raw +

Collagen 6%

生食+6的胶原蛋白

Raw +

Inulin+cellulose 4%

生食+4%（菊粉+纤维素）

Faecal Score

粪便评分2.716 2.596 2.321 3.064

• 纤维不是猫狗必须的营养素

• 添加到饮食中可能对健康有益• 产生短链脂肪酸，微生物组成

• 动物源性‘纤维’对健康的影响与植物性纤维相似• 通常来说，色氨酸，蛋氨酸，半胱氨酸和牛磺酸较多• 需要确定对转运时间的影响

• 牛磺酸回收

结论

致谢

Assoc Prof David Thomas (Massey University)

Ms Nina Butowski (AgResearch)

Translated by Ms Di Lu (AgResearch)