Estudo longitudinal sobre as alterações na digestibilidade da dieta in vivo e in vitro e no microbioma e metabólitos de fermentação intestinal em cães em crescimento

Abstract

Resumo: O estabelecimento do microbioma intestinal começa no nascimento e tende a se tornar estável a medida que o animal atinge a maturidade, uma vez que a maioria dos fatores que induzem essas mudanças já ocorreram. A fase de crescimento é uma janela crítica para a estabelecimento da microbiota comensal, visto que é o período mais sensível a potenciais desafios. Além disso, os filhotes apresentam necessidades nutricionais e calóricas diferentes dos cães adultos. Essas diferenças na composição nutricional da dieta, associadas ao sistema gastrointestinal em desenvolvimento, podem influenciar na eficiência da digestão, estabelecimento da microbiota, e produção de metabólitos fermentativos no intestino. O objetivo do estudo foi avaliar o efeito da idade e do consumo alimentar nos coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da dieta (in vivo e in vitro), microbioma e metabólitos de fermentação intestinal e características fecais ao longo do crescimento de cães. Para isso, foram realizados os experimentos 1 e 2. Os cães foram alimentados com a mesma dieta seca extrusada durante todo o estudo. No experimento 1 foram utilizados 8 cães da raça Beagle aos 2, 5, 8, 11 e 14 meses de idade. Houve redução do CDA da matéria seca (MS), extrato etéreo (EEA) e EM dos 2 aos 14 meses de idade (P<0,05). Houve aumento no CDA da proteína bruta (PB) dos 2 aos 14 meses de idade (P<0,05). Os valores estimados in vitro se aproximaram dos observados in vivo, exceto para matéria orgânica (MO). A matéria seca fecal (MSf) e o escore fecal foram menores e a produção fecal foi maior nos cães mais jovens, em relação aos mais velhos (P<0,05). Houve aumento na concentração fecal de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) e indóis e redução nos ácidos graxos de cadeia ramificada (AGCR) dos 2 aos 14 meses de idade (P<0,05). Os cães com 2 a 5 meses de idade apresentaram maior abundância relativa fecal dos gêneros Streptococcus e Escherichia coli e menor abundância de Turicibacter e Peptacetobacter (P<0,05). No experimento 2, foram utilizados 12 cães da raça Beagle e avaliados dois grupos experimentais: cães adultos com o consumo (g/dia) de adulto (CA = 130 × peso0,75) e cães adultos com o consumo de filhote (CF = 210 × peso0,75). Houve redução do CDA da MS, MO, PB e EM em cães CF quando comparado aos cães CA (P<0,05). A MSf e o escore fecal foram maiores e a produção fecal foi menor nos cães CA, em relação aos cães CF (P<0,05). Observou-se maior concentração fecal de amônia, AGCR totais e putrescina nos cães CF em comparação aos cães CA (P<0,05). Os cães do grupo CF apresentaram maior abundância fecal de Streptococcus e menor de Blautia, em relação ao grupo CA (P<0,05). Portanto, os CDA da dieta, o microbioma e metabólitos de fermentação intestinal são alterados tanto pela idade quanto pelo consumo alimentar, sugerindo que a microbiota se estabiliza a partir dos 8 meses de idade. Esses resultados permitem estabelecer estratégias de manejo nutricional para otimizar a digestibilidade e a funcionalidade intestinal em cães ao longo de seu desenvolvimento.

Abstract: The establishment of the gut microbiome begins at birth and gradually becomes stable as the animal reaches maturity, since most of the factors that induce these changes have already occurred. The growth phase is a critical period for establishing the commensal microbiota, as it is the phase most susceptible to potential challenges. In addition, puppies have different nutritional and caloric requirements to adult dogs. These differences in the nutritional composition of the diet, combined with the developing gastrointestinal tract, can influence the efficiency of digestion, the establishment of the microbiota and the production of fermentative metabolites in the intestine. The aim of the study was to evaluate the effect of age and food consumption on the apparent digestibility coefficients (ADC) of the diet (in vivo and in vitro), microbiome and intestinal fermentation metabolites and fecal characteristics throughout the growth of dogs. For this purpose, experiments 1 and 2 were conducted. The dogs were fed the same dry extruded diet throughout the study. In experiment 1, 8 Beagle dogs were used at 2, 5, 8, 11 and 14 months of age. There was a reduction in the ADC of dry matter (DM), ether extract (EEA) and metabolizable energy (ME) from 2 to 14 months of age (P<0.05). There was an increase in the ADC of crude protein (CP) from 2 to 14 months of age (P<0.05). The values estimated in vitro were similar to those observed in vivo, except for organic matter (OM). Fecal dry matter (FDM) and fecal score were lower and fecal production was higher in younger dogs compared to older ones (P<0.05). There was an increase in the fecal concentration of short-chain fatty acids (SCFA) and indoles and a reduction in branched-chain fatty acids (BCFA) from 2 to 14 months of age (P<0.05). Dogs aged between 2 and 5 months had a higher relative fecal abundance of the genera Streptococcus and Escherichia coli and a lower abundance of Turicibacter and Peptacetobacter (P<0.05). In experiment 2, 12 Beagle dogs were used and two experimental groups were evaluated: adult dogs with adult consumption (g/day) (CA = 130 × weight0.75) and adult dogs with puppy consumption (CF = 210 × weight0.75). There was a reduction in the ADC of DM, OM, CP and ME in CF dogs when compared to CA dogs (P<0.05). FDM and fecal score were higher and fecal production was lower in CA dogs compared to CF dogs (P<0.05). There was a higher fecal concentration of ammonia, total BCFA and putrescine in the CF dogs compared to the CA dogs (P<0.05). Dogs in the CF group had a higher fecal abundance of Streptococcus and a lower abundance of Blautia compared to the CA group (P<0.05). Therefore, dietary CDA, the microbiome and intestinal fermentation metabolites are influenced by both age and food consumption, suggesting that the microbiota stabilizes from 8 months of age. These results provide evidence to establish nutritional management strategies to optimize digestibility and intestinal functionality in dogs throughout their growth.